CN108797652A - 一种磷石膏库调节回水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷石膏库调节回水方法，在磷石膏堆积坝(2)的底部、防渗层的上部向库内布置第一层塑料排渗盲管(6)，在磷石膏堆排高度超过初期坝(1)的坝顶之后每升高8～12m就向库内布置一层塑料排渗盲管(6)，塑料排渗盲管(6)与水平排水管(7)连接并延伸至坝坡面；在初期坝(1)和磷石膏堆积坝(2)的外坡坡面上有坝坡排水管(8)。在旱季，调大坝坡排水管(8)出口部位安装的阀门，使磷石膏堆积坝(2)内水位降至低水位线(9)；在雨季，调小坝坡排水管(8)出口部位安装的阀门，使磷石膏堆积坝(2)内水位逐步上升至高水位线(10)。本发明利用磷石膏孔隙比大、渗透性较强的特点，通过控制渗流量，实现调节回水的功能。
Description
技术领域
本发明属于磷石膏库工程技术领域，具体涉及一种湿法堆存磷石膏库调节回水方法，广泛适用于各种类型以及各类地区的磷石膏库，尤其适用于建设较大调节回水池和周边挖掘截洪沟困难的大型磷石膏库。
背景技术
磷石膏是磷肥工业生产过程中副产的固体废弃物，每生产1t磷酸副产5t磷石膏。磷石膏主要成分是二水硫酸钙，其含量高达90％以上。近几十年来，随着经济快速发展，我国磷肥工业得到很大发展，产销量已多年位居世界首位。2000年我国磷石膏年产量1000万吨，2012年已经达到7000万吨。据不完全统计,全球磷石膏累积排放量约56亿t,每年新增1.1亿～1.5亿t。但磷石膏利用率并不高，全世界磷石膏利用率仅4.1％～4.5％，我国磷石膏利用率也只有30％。大量的磷石膏以固体废物堆存，我国磷石膏堆存量已经超过3亿吨。
大量磷石膏的堆存除占用大面积土地外，还可能带来粉尘、地下水和土壤污染等环境问题以及滑坡等灾害，成为制约磷肥行业发展的一大瓶颈。目前国内磷石膏库最大设计坝高已经达到150m，磷石膏坝在堆置方法和存在的问题上和矿山尾矿坝极为相似。磷石膏库一般按照Ⅱ类一般工业固体废物标准进行设计，常采用上游式磷石膏堆积筑坝，多数为湿排工艺，存在的环境和安全风险日趋严重。
目前，磷石膏库主要通过初期坝下游的调节回水池调蓄渗滤液和洪水。如果要满足国家对环保的要求，往往需要建设很大的调节回水池，其投资非常大。也有一些磷石膏库通过设置周边截洪沟，拦截淹没线以上山坡洪水，也增加很大的投资，而且前期实施和后期管理都遇到很多困难。
中国专利201510832795.7公开了一种磷石膏渣场回水系统，包括渣场、渗水收集沟槽、收集水池和与输送管网。但该回水系统只适合磷石膏渣场的排水回收，不适合湿法堆存磷石膏库中的回水调节。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题而提供一种磷石膏库调节回水方法，以实现磷石膏库回水的按需调节、保障企业生产用水，降低磷石膏库建设投资和运行成本，提高经济效益。
为实现本发明的上述目的，本发明一种磷石膏库调节回水方法采用以下技术方案：
本发明一种磷石膏库调节回水方法，在初期坝的下游堆筑挡水坝，在初期坝和挡水坝之间为调节回水池，在磷石膏库的库底及初期坝的坝底铺设防渗层，在初期坝的坝前向上游方向堆排磷石膏形成磷石膏堆积坝，在磷石膏库的库尾形成库内澄清水域，在库内澄清水域与调节回水池之间布设有库内防排洪设施，库内澄清水域内的清水通过库内防排洪设施排向调节回水池；根据磷石膏的特性、磷石膏库的大小与安全等级以及当地的气候、气象，设计磷石膏堆积坝内的低水位线、高水位线。其特点是：在向磷石膏库内堆排磷石膏的高度到达初期坝的坝顶高度前，在磷石膏堆积坝的底部、防渗层的上部向库内布置第一层塑料排渗盲管，在磷石膏堆排高度超过初期坝的坝顶之后每升高8～12m就向库内布置一层塑料排渗盲管，以9～11m为佳，塑料排渗盲管与水平排水管连接并延伸至坝坡面；在初期坝和磷石膏堆积坝的外坡坡面上有坝坡排水管，水平排水管的出口与坝坡排水管连接并延伸至调节回水池内，在坝坡排水管出口部位安装有调节坝坡排水管流量大小的阀门。
其调节回水方法为：在旱季，当磷石膏库入库水量小于消耗水量时，调大坝坡排水管出口部位安装的阀门，使磷石膏堆积坝内水位降至低水位线，对调节回水池中的水进行补充，以满足生产用水需要；在雨季，当磷石膏库入库水量大于消耗水量时，调小坝坡排水管出口部位安装的阀门，利用磷石膏堆积坝进行水的存储，使磷石膏堆积坝内水位逐步上升至高水位线；如此循环，可很大程度地调节库内澄清水域内的水位和调节回水池内的水位。这种方法在保障磷石膏库工业废水不外排的同时，节约用水，减小投资。深埋的塑料排渗盲管可最大程度地降低磷石膏堆积坝的浸润线，提高磷石膏固结效果，提高磷石膏坝安全稳定性。
所述的水平排水管和坝坡排水管均采用HDPE管。
所述的塑料排渗盲管外裹无纺土工布，塑料排渗盲管长度和间距根据磷石膏库的场地大小和排渗要求合理确定。
本发明采用分层深埋塑料排渗盲管的方法进行回水，利用磷石膏孔隙比大、渗透性较强的特点，通过控制渗流量，实现调节回水的功能，特别适合建设较大调节回水池和周边建设截洪沟困难的大型磷石膏库。
本发明一种磷石膏库调节回水方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：
(1)分层深埋塑料排渗盲管，可以最大限度地排出磷石膏堆积坝内的工业废水；
(2)通过调节坝坡排水管的排水量，可以调节磷石膏堆积坝内的存储水量；
(3)通过深埋塑料排渗盲管，可以最大限度地降低磷石膏堆积坝的浸润线。
附图说明
图1是本发明一种磷石膏库调节回水方法采用的分层深埋排渗盲管的磷石膏库纵剖面示意图。
附图标记为：1-初期坝，2-磷石膏堆积坝，3-挡水坝，4-调节回水池，5-库内澄清水域，6-塑料排渗盲管，7-水平排水管，8-坝坡排水管,9-低水位线，10-高水位线，11-库内防排洪设施。
具体实施方式
为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种磷石膏库调节回水方法做进一步详细描述。
传统的磷石膏库主要通过库内防排洪设施11将库内澄清水域5中的工业废水及洪水排至初期坝1下游的调节回水池4，只有少量渗滤液通过初期坝1排出。磷石膏堆积坝2内的水位一般都处在高水位线10位置。为保证磷石膏库的调节回水能力，需要建设较高的挡水坝3。
由图1所示的本发明一种磷石膏库调节回水方法采用的分层深埋排渗盲管的磷石膏库纵剖面示意图看出，在初期坝1的下游堆筑挡水坝3，在初期坝1和挡水坝3之间为调节回水池4，在磷石膏库的库底及初期坝1的坝底铺设防渗层，在初期坝1的坝前向上游方向堆排磷石膏形成磷石膏堆积坝2，在磷石膏库的库尾形成库内澄清水域5，在库内澄清水域5与调节回水池4之间布设有库内防排洪设施11；根据磷石膏的特性、磷石膏库的大小与安全等级以及当地的气候、气象，设计磷石膏堆积坝2内的低水位线9、高水位线10；在向磷石膏库内堆排磷石膏的高度到达初期坝1坝顶高度前，在磷石膏堆积坝2的底部、防渗层的上部向库内布置第一层塑料排渗盲管6，在磷石膏堆排高度超过初期坝1的坝顶之后每升高10m就向库内布置一层塑料排渗盲管6，塑料排渗盲管6与水平排水管7连接并延伸至坝坡面；在初期坝1和磷石膏堆积坝2的外坡坡面上有坝坡排水管8，水平排水管7的出口与坝坡排水管8连接并延伸至调节回水池4内，在坝坡排水管8出口部位安装有调节坝坡排水管8流量大小的阀门，水平排水管7和坝坡排水管8均采用HDPE管，塑料排渗盲管6外裹无纺土工布，塑料排渗盲管6长度和间距根据磷石膏库的场地大小和排渗要求合理确定。
其调节回水方法为：在旱季，当磷石膏库入库水量小于消耗水量时，调大坝坡排水管8出口部位安装的阀门，使磷石膏堆积坝2内水位降至低水位线9，对调节回水池4中的水进行补充，以满足生产用水需要；在雨季，当磷石膏库入库水量大于消耗水量时，调小坝坡排水管8出口部位安装的阀门，利用磷石膏堆积坝2进行水的存储，使磷石膏堆积坝2内水位逐步上升至高水位线10。
前期，磷石膏堆积坝2的体积小，调节回水能力不足，需要布置周边截洪沟进行清污分流。
后期，磷石膏堆积坝2的体积大，调节回水能力增强，而前期周边截洪沟可能失效。旱季，磷石膏库入库水量小于消耗水量，调大坝坡排水管8流量进行补充，磷石膏堆积坝2内水位降至低水位线9。雨季，磷石膏库入库水量大于消耗水量，调小坝坡排水管8流量进行存储，磷石膏堆积坝2内水位逐步上升至高水位线10。如此循环，可很大程度地调节库内澄清水域5内的水位和调节回水池4内的水位。
当然，也不能一味地调小坝坡排水管8的流量，磷石膏堆积坝2内水位决不能超过高水位线10。在暴雨季节、在汛期，当磷石膏堆积坝2内水位刚超过高水位线10时，就要调大坝坡排水管8流量，快速将磷石膏堆积坝2内水位降至高水位线10以下，以确保磷石膏库的安全。
Claims (6)
1.一种磷石膏库调节回水方法，在初期坝(1)的下游堆筑挡水坝(3)，在初期坝(1)和挡水坝(3)之间为调节回水池(4)，在磷石膏库的库底及初期坝(1)的坝底铺设防渗层，在初期坝(1)的坝前向上游方向堆排磷石膏形成磷石膏堆积坝(2)，在磷石膏库的库尾形成库内澄清水域(5)，在库内澄清水域(5)与调节回水池(4)之间布设有库内防排洪设施(11)；根据磷石膏的特性、磷石膏库的大小、安全等级以及当地的气候、气象，设计磷石膏堆积坝(2)内的低水位线(9)、高水位线(10)；其特征在于：在向磷石膏库内堆排磷石膏的高度到达初期坝(1)坝顶高度前，在磷石膏堆积坝(2)的底部、防渗层的上部向库内布置第一层塑料排渗盲管(6)，在磷石膏堆排高度超过初期坝(1)的坝顶之后每升高8～12m就向库内布置一层塑料排渗盲管(6)，塑料排渗盲管(6)与水平排水管(7)连接并延伸至磷石膏库的坝坡面；在初期坝(1)和磷石膏堆积坝(2)的外坡坡面上有坝坡排水管(8)，水平排水管(7)的出口与坝坡排水管(8)连接并延伸至调节回水池(4)内，在坝坡排水管(8)出口部位安装有调节坝坡排水管(8)流量大小的阀门；
其调节回水方法为：在旱季，当磷石膏库入库水量小于消耗水量时，调大坝坡排水管(8)出口部位安装的阀门，使磷石膏堆积坝(2)内水位降至低水位线(9)，对调节回水池(4)中的水进行补充，以满足生产用水需要；在雨季，当磷石膏库入库水量大于消耗水量时，调小坝坡排水管(8)出口部位安装的阀门，利用磷石膏堆积坝(2)进行水的存储，使磷石膏堆积坝(2)内水位逐步上升至高水位线(10)。
2.如权利要求1所述的一种磷石膏库调节回水方法，其特征在于：所述的水平排水管(7)和坝坡排水管(8)均采用HDPE管。
3.如权利要求2或3所述的一种磷石膏库调节回水方法，其特征在于：在磷石膏堆排高度超过初期坝(1)的坝顶之后每升高9～11m就向库内布置一层塑料排渗盲管(6)。
4.如权利要求3所述的一种磷石膏库调节回水方法，其特征在于：所述的塑料排渗盲管(6)外裹无纺土工布，塑料排渗盲管(6)长度和间距根据磷石膏库的场地大小和排渗要求合理确定。
5.一种磷石膏库调节回水方法，在初期坝(1)的下游堆筑挡水坝(3)，在初期坝(1)和挡水坝(3)之间为调节回水池(4)，在磷石膏库的库底及初期坝(1)的坝底铺设防渗层，在初期坝(1)的坝前向上游方向堆排磷石膏形成磷石膏堆积坝(2)，在磷石膏库的库尾形成库内澄清水域(5)，在库内澄清水域(5)与调节回水池(4)之间布设有库内防排洪设施(11)；根据磷石膏的特性、磷石膏库的大小、安全等级以及当地的气候、气象，设计磷石膏堆积坝(2)内的低水位线(9)、高水位线(10)；其特征在于：在向磷石膏库内堆排磷石膏的高度到达初期坝(1)坝顶高度前，在磷石膏堆积坝(2)的底部、防渗层的上部向库内布置第一层塑料排渗盲管(6)，在磷石膏堆排高度超过初期坝(1)的坝顶之后每升高8～12m就向库内布置一层塑料排渗盲管(6)，塑料排渗盲管(6)与水平排水管(7)连接并延伸至磷石膏库的坝坡面；在初期坝(1)和磷石膏堆积坝(2)的外坡坡面上有坝坡排水管(8)，水平排水管(7)的出口与坝坡排水管(8)连接并延伸至调节回水池(4)内，在坝坡排水管(8)出口部位安装有调节坝坡排水管(8)流量大小的阀门；
其调节回水方法为：在旱季，当磷石膏库入库水量小于消耗水量时，调大坝坡排水管(8)出口部位安装的阀门，使磷石膏堆积坝(2)内水位降至低水位线(9)，对调节回水池(4)中的水进行补充，以满足生产用水需要；在雨季，当磷石膏库入库水量大于消耗水量时，调小坝坡排水管(8)出口部位安装的阀门，利用磷石膏堆积坝(2)进行水的存储，使磷石膏堆积坝(2)内水位逐步上升至高水位线(10)；在暴雨季节、在汛期，当磷石膏堆积坝(2)内水位刚超过高水位线(10)时，就要迅速调大坝坡排水管(8)流量，快速将磷石膏堆积坝(2)内的水位降至高水位线(10)以下，以确保磷石膏库的安全。
6.如权利要求5所述的一种磷石膏库调节回水方法，其特征在于：所述的水平排水管(7)和坝坡排水管(8)均采用HDPE管；在磷石膏堆排高度超过初期坝(1)的坝顶之后每升高9～11m就向库内布置一层塑料排渗盲管(6)；所述的塑料排渗盲管(6)外裹无纺土工布，塑料排渗盲管(6)长度和间距根据磷石膏库的场地大小和排渗要求合理确定。
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