環(huán)境工程化工廢渣磷石膏污染治理分析

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摘要：在傳統(tǒng)工業(yè)時代，主要采用粗放型以資源開發(fā)與消耗為主的工業(yè)化方式，一方面，造成了資源浪費與枯竭；另一方面，給生態(tài)環(huán)境原有均衡系統(tǒng)造成了嚴(yán)重破壞，從而給人類的生存帶來了嚴(yán)重威脅。文章選取環(huán)境工程中化工廢渣磷石膏污染的治理為研究題目，結(jié)合日常工作經(jīng)驗，概述了磷石膏的污染問題；并以此為基礎(chǔ)，分別從技術(shù)控制途徑與資源利用途徑兩方面，對現(xiàn)階段環(huán)境工程中化工廢渣磷石膏污染的治理問題展開討論。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程；化工廢渣；磷石膏；污染；治理

伴隨著環(huán)境工程項目的快速推進(jìn)與廣泛建設(shè)，我國生態(tài)環(huán)境獲得了較快改善。然而，在環(huán)境工程實踐中，通常要采用綜合型技術(shù)，包括生物技術(shù)、化學(xué)技術(shù)等。因此，一方面，在環(huán)境工程項目實施中，面對著由化工生產(chǎn)產(chǎn)生的工業(yè)廢渣廢料問題；另一方面，也需要在相關(guān)技術(shù)應(yīng)用中嚴(yán)格控制其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從當(dāng)前環(huán)境工程中化工廢渣磷石膏污染的治理現(xiàn)狀與效果看，磷石膏污染問題依然相當(dāng)嚴(yán)峻，需要進(jìn)一步探索與其治理相關(guān)的技術(shù)控制措施，以及資源化利用方案。下面以此發(fā)點對環(huán)境工程中化工廢渣磷石膏污染的治理問題進(jìn)行闡述。

1環(huán)境工程中化工廢渣磷石膏污染問題

1.1化工廢渣磷石膏污染

環(huán)境工程中，要面對不同類型的化工廢渣廢料，從來源方面看，此類化工廢渣均由化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生，是生產(chǎn)后的排放物；同時，原料差異、生產(chǎn)中的反應(yīng)條件差異，是導(dǎo)致此類化工廢渣類型差異的主要影響因素。磷石膏屬于一種常見類型的化學(xué)廢渣，作為化工生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其組成部分包括硫酸鈣、磷、砷、氟等；從滲出工藝水的分析結(jié)果看，主要以酸性為主，其中，磷含量占比約在1%~2%，氟含量占比約為0.6%左右。

1.2影響磷石膏污染治理的因素

從影響磷石膏污染的因素方面分析，通常有三種主要影響因素，具體如下：第一，我國磷礦資源相對豐富，并且分布范圍相對廣泛，因而，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求極大地促進(jìn)了磷復(fù)合肥產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，但是，由于傳統(tǒng)工業(yè)時期生產(chǎn)技術(shù)水平的有限性，無法全部利用磷石膏，因此，造成了磷石膏的堆積、污染、威脅。第二，磷石膏的堆積場，受到自然因素與人為因素的影響，會發(fā)生滲漏現(xiàn)象、外溢現(xiàn)象，在這種現(xiàn)象下，磷石膏遇水，便會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成工藝水，當(dāng)其進(jìn)入土壤、地表、地下，就會對土壤成分、地表水、地下水造成一定的污染，加上它本身具有一定的毒性，當(dāng)污染嚴(yán)重時，必然會造成對生態(tài)系統(tǒng)的整體破壞。第三，環(huán)境工程雖然正在擴(kuò)大其應(yīng)用范圍與應(yīng)用效用，但是，在實際的技術(shù)控制與資源化利用方面，控制措施與利用途徑相對狹窄，還未真正實現(xiàn)針對磷石膏的污染問題的最優(yōu)治理目標(biāo)。

2環(huán)境工程中化工廢渣磷石膏污染的治理措施

根據(jù)現(xiàn)階段環(huán)境工程中化工廢渣磷石膏污染現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)自2012年以來，我國化工生產(chǎn)中磷石膏副產(chǎn)品的產(chǎn)量約占到7000×104t/年，2012年磷石膏的總堆存量已高達(dá)2.5×108t，該數(shù)據(jù)自2012年開始，一直以每年10%的速度遞增。從近年來環(huán)境工程的治理經(jīng)驗看，一方面，需要對其污染源頭進(jìn)行有效控制，降低其產(chǎn)生量；另一方面，應(yīng)該擴(kuò)展對磷石膏的可利用途徑，從源頭控制與資源利用兩個方面，加快對化工廢渣磷石膏污染的治理速度與利用效率。下面結(jié)合日常工作經(jīng)驗，分別從增強(qiáng)針對磷石膏產(chǎn)生源頭的技術(shù)控制、擴(kuò)展不同途徑的資源化利用方面，展開具體討論。

2.1增強(qiáng)針對污染源的技術(shù)控制

首先，從當(dāng)前環(huán)境工程中化工廢渣磷石膏的污染源控制方面看，主要以企業(yè)為主體實施多元化的污染源控制，比如，在堆存問題方面，以粘土阻漏、土工布堵漏等方法，可以對磷石膏堆存產(chǎn)生的污染進(jìn)行部分控制。再如，采用地下挖掘防治坑、墊鋪塑料膜層等方法，能夠及時有效地收集相關(guān)滲透液，進(jìn)而對磷石膏與水發(fā)生反應(yīng)后的工藝水進(jìn)行合理控制，預(yù)防其進(jìn)一步滲透到地表水與地下水，避免給飲用水與土壤造成毒性危害，間接導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)破壞。因此，在實際的磷石膏污染源治理方面，需要注重企業(yè)主體的控制作用，一方面，通過制定嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)企業(yè)做好磷石膏污染的基礎(chǔ)性預(yù)防與治理。另一方面，需要從技術(shù)研發(fā)的角度，通過政策扶持、產(chǎn)業(yè)調(diào)整、業(yè)務(wù)細(xì)分等多種手段，共同幫助企業(yè)推進(jìn)關(guān)于磷石膏污染治理的技術(shù)研發(fā)速度與水平，并為其進(jìn)一步實現(xiàn)治理技術(shù)的分工化、專業(yè)化奠定基礎(chǔ)。其次，在基礎(chǔ)的污染源控制與預(yù)防污染擴(kuò)散方案，滿足實踐治理需求的條件下，通過學(xué)界技術(shù)研發(fā)與企業(yè)技術(shù)研發(fā)的多重路徑，提升了我國針對化工廢渣磷石膏污染的治理水平。比如，以貴州的甕福集團(tuán)為例，在引進(jìn)美國磷石膏廢渣環(huán)保堆存防滲工藝后，結(jié)合自身的治理經(jīng)驗，對安德曼企業(yè)生產(chǎn)的高密度聚乙烯膜防治方案進(jìn)行了工藝分析與相關(guān)配套設(shè)置；選用我國國內(nèi)生產(chǎn)的高密度聚乙烯膜作為代替材料，在降低原材料成本投入的同時，實現(xiàn)了治理技術(shù)轉(zhuǎn)型升級，并全實現(xiàn)了分類基礎(chǔ)上的磷石膏各元素資源化分析與利用，建立了具有產(chǎn)業(yè)屬性的堆存磷石膏防治技術(shù)體系。多年來的使用經(jīng)驗與各類檢驗結(jié)果顯示，在消除和磷石膏渣堆存污染的前提下，采用該技術(shù)體系能夠節(jié)約治理成本、加快治理速度、提升治理效果，從而達(dá)到資源利用與保護(hù)生態(tài)的雙重目標(biāo)。需要說明的是，由于技術(shù)體系的相對優(yōu)勢，該企業(yè)運用市場機(jī)制條件下的商業(yè)化運營模式，不僅創(chuàng)收了經(jīng)濟(jì)效益，也在很大程度上發(fā)展出了新的清潔業(yè)務(wù)。

2.2擴(kuò)展資源化利用

化工廢渣磷石膏污染的治理研究中，資源化利用是其必然發(fā)展方向。一方面，利用資源化途徑，能夠在根本上解決廢渣磷石膏的污染；另一方面，借助磷石膏治理的資源化利用，能夠發(fā)展出一門新產(chǎn)業(yè)，通過分工方式為企業(yè)擴(kuò)增營利途徑。尤其是在當(dāng)前的磷石膏治理領(lǐng)域內(nèi)，高科技技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用層出不窮，而對于磷石膏廢渣堆存問題的解決方案也呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢。下面結(jié)合實際工作經(jīng)驗，對擴(kuò)展資源化利用的途徑展開具體說明。首先，環(huán)境工程項目實施中，針對化工廢渣磷石膏的治理方案設(shè)計，在現(xiàn)階段主要以市場機(jī)制配置資源為準(zhǔn)，也就是說，企業(yè)化的磷石膏污染治理，主要通過企業(yè)化的治理方案優(yōu)化加以解決。經(jīng)過近年來的反思與產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)經(jīng)驗比較，企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到要真正完成磷石膏污染的防治與資源化利用，需要將技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品設(shè)計結(jié)合起來。具體如下：一方面，企業(yè)要增強(qiáng)針對磷石膏化學(xué)性質(zhì)的分析，研發(fā)出一套有利于改變其性質(zhì)的資源化利用設(shè)計方案；另一方面，企業(yè)需要借助對天然石膏功能特性的研究與應(yīng)用范圍的研究，通過代替方式，將磷石膏轉(zhuǎn)換為其他產(chǎn)業(yè)的工業(yè)原料，前提是能夠?qū)⒒瘜W(xué)廢渣中造成磷石膏污染的各項性質(zhì)做出精準(zhǔn)分析，并利用一定的改變方案，降低其各種污染指標(biāo)，將其改變性質(zhì)后的材料，以原材料的形式應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)之中。比如，在當(dāng)前的水泥生產(chǎn)制造中，對于天然石膏產(chǎn)品的應(yīng)用相對突出，此時，就可以根據(jù)水泥產(chǎn)品生產(chǎn)制造中對于石膏的相關(guān)性能的需求分析，使其轉(zhuǎn)變成水泥生產(chǎn)中的原材料。比如，通過提升其強(qiáng)度、硬化度，降低其酸堿度，將其改造成水泥緩凝劑產(chǎn)品。再如，將磷石膏與建筑生產(chǎn)中的石膏應(yīng)用結(jié)合起來進(jìn)行分析，就能夠借助現(xiàn)代工業(yè)化的處理方式，使磷石膏轉(zhuǎn)變成建材中的石膏料，使其成為建筑生產(chǎn)，如軟土地基的處理中的材料；或者變成建筑裝飾中的裝飾材料石膏板材等。其次，從當(dāng)前針對化工廢渣磷石膏的處理方式看，物理轉(zhuǎn)換、化學(xué)反應(yīng)等處理方式，均能夠讓磷石膏中的磷含量、氟含量、砷含量獲得有效分離，再實現(xiàn)對它們的優(yōu)化處理。比如，在現(xiàn)階段，采用物理鍛燒的方式，就能夠先脫去磷石膏中的游離水與結(jié)晶水，然后借助陳化流程，將其轉(zhuǎn)換為半水石膏，使其成為建筑生產(chǎn)中的石膏材料。再如，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中，磷石膏與土壤和化肥之間存在著一定的關(guān)聯(lián)，通過對其中的改良關(guān)系的分析，就能夠在磷石膏與水反應(yīng)后的酸性特性基礎(chǔ)上，清晰界定其pH值的范圍在1~4；然后，根據(jù)土壤的酸堿性與適宜生長作物的生長條件需求，適當(dāng)?shù)膶⑵滢D(zhuǎn)換成土壤改良劑，用于紅壤旱地、鹽堿地的土壤改良之中。再如，當(dāng)前我國化肥生產(chǎn)中，對于復(fù)合肥的生產(chǎn)量相對較大，而其中包括了硫酸鉀、氮磷鉀、硫酸銨復(fù)合肥料，此時，將磷石膏作為土壤改良劑的性能做進(jìn)一步優(yōu)化，就可以將其轉(zhuǎn)換為一種具有化學(xué)肥料特性的硫肥，使其在油料作物生產(chǎn)中發(fā)揮出肥料優(yōu)勢。當(dāng)前的改良劑應(yīng)用效果表明，在土壤性質(zhì)改良、油料作物產(chǎn)量提升方面，以磷石膏為對象的新型產(chǎn)業(yè)潛力巨大，可以將其發(fā)展成為獨立的化工產(chǎn)業(yè)，擴(kuò)增磷石膏污染治理效用生產(chǎn)效率。

3結(jié)束語

總而言之，在現(xiàn)代環(huán)境工程中，面對著不同類型的工業(yè)廢渣廢料，從治理的效用角度看，在資源相對匱乏、技術(shù)相對進(jìn)步的條件下，有必要在大力實施相關(guān)技術(shù)研發(fā)的同時，增強(qiáng)對此類廢料的利用。結(jié)合以上分析可以看出，在現(xiàn)階段磷石膏的污染源相對增多，因此，在技術(shù)控制中要注重針對不同來源的磷石膏的污染預(yù)防，并在區(qū)分不同類型的治理技術(shù)前提下，做好針對性的治理應(yīng)用。另外，在磷石膏利用方面，應(yīng)該注重處理前的利用可行性研究，同時，將磷石膏處理后的再利用與我國的土壤、化肥、水泥生產(chǎn)等工業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣有利于通過對磷石膏的利用，進(jìn)一步分化出以磷石膏利用為主要業(yè)務(wù)的新型產(chǎn)業(yè)。

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作者：廉寧霞 單位： 新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院