废弃锑矿矿井涌水治理示范工程实施方案.docx
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废弃锑矿矿井涌水治理示范工程实施方案
贵州省三都县坝辉河老八井废弃锑矿
矿井涌水治理示范工程
实
施
方
案
三都县环境保护局
二〇一八年八月
第一章总论
1.1项目背景
1.1.1项目名称
贵州省三都县坝辉河老八井废弃锑矿矿井涌水治理示范工程
1.1.2项目实施负责单位
三都县环境保护局
1.1.3编制依据
1、主要法律、法规、政策依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》（2014年4月）
（2）《中华人民共和国水污染防治法》（2008年2月）
（3）《国家危险废物名录》（2008年8月）
（4）《中华人民共和国水土保持法》（2010年12月）
（5）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
（6）《中华人民共和国固体废物污染防治法》（2005年4月）
（7）《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》国务院2005年12月3日；
（8）《全国生态环境保护纲要》（国发[2000]38号）
（9）《关于进一步推进建设项目环境监理试点工作的通知》（环办[2012]5号文）
2、主要规划依据
（1）《重金属污染综合防治“十二五”规划》（国家环保部）；
（2）《贵州省重金属污染防治“十三五”规划》（贵州省环境保护厅）；
（3）《三都县重金属污染防治“十三五”规划》
3、主要技术规范及标准依据
（1）《土壤环境质量标准》（GB15618-2008）
（2）《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）
（3）《贵州省一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（DB52/865-2013）
（4）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
（5）《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）
（6）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
（7）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）
4、其他依据
三都县环境保护局提供的相关资料及现场实地调查资料。
1.2项目概况
1.2.1建设地点
三都县坝街乡坝辉河上游老八井矿洞
1.2.2建设内容
将三都县坝街乡坝辉河老八井矿洞涌出的矿井水处理，处理量为2500m3/d。
1.2.3主要建设条件
1、所选的建设地点为原锑矿开采遗留问题比较严重的老八井矿洞，该项目点有公路与可抵达，但山路较为崎岖狭窄，原材料只能使用小吨位（5T及以下）的货车转运。
2、建设点有原来开采时遗留的厂房，已经接入过电路，供电较为方便。
3、工程用水量较小，可就近取水。
4、建设地均为已废弃的锑矿矿洞，或人员较少的林地，用地较为方便。
5、建设地附近基本上都有满足符合土壤标准（土质）和数量的取土条件。
1.2.4主要技术经济指标
主要技术经济指标见表1-1。
表1-1主要技术经济指标
序号
项目
单位
数量
一
治理规模
矿井水治理处理
m3
2500
二
投资指标
项目总投资
万元
515.07
其中：
建设投资
万元
420.99
其他费用
万元
79.08
预备费
万元
15.00
三
吨水建设投资
元/吨
0.2
四
效益分析
锑（Sb）去除率＞70%
第二章治理区域环境概况及建设必要性
2.1治理区域污染现状
三都县锑采矿区域一是坝街五坳坡矿山、坝街乡登沟矿山、二是都江片区小脑矿区。
三都县锑矿山主要分布在距县城下游40—60公里的坝街乡五坳坡、登沟和都江镇小脑三大片区。
上世纪80年代探、3个矿区，多年来，造成锑金属污染都柳江流域的主要原因是矿山多年开采沉积的大量废渣。
因为矿渣长期堆放山沟两岸，加之无任何环保设施，无组织随意堆放，经日晒雨淋，不断氧化，一逢雨季将有大量的锑金属进入水体，造成对水体的污染。
三都县境内锑矿山主要分布在距县城下游40-60公里的都江镇五坳坡、登沟和小脑三大片区矿山，目前没有锑矿开采，多年开采形成的废弃矿洞为168个。
①都江镇五坳坡矿区分为定王沟、姑脑沟和姑罗沟三个区域，历史遗留矿洞数分别为35、40和15个。
②登沟矿区历史遗留矿洞为20个。
③都江片区核心矿山为小脑矿山，历史遗留大小矿洞58个。
大量的历史遗留矿井涌水水质中锑含量超标，特别是部分废水流经自然堆放的锑废渣堆，其锑含量更高。
其未经过任何处理通过坝街河、坝辉河和排长河等排入都柳江，对都柳江水质造成了污染。
根据《三都县省级重点防控区域重金属污染治理实施方案》中对都柳江锑水体中锑污染的分析调查，锑污染主要来源于坝辉河、坝街河、打孟河，对都柳江干流锑的贡献量枯水期分别为23.27kg/d、11.95kg/d、1.02kg/d，坝辉河对干流坝辉断面的贡献率为73.43%；坝街河对干流坝街断面的贡献率为25.00%；打孟河对干流拉揽断面的贡献率为3.62%；坝辉河、坝街河、打孟河对都柳江干流锑的贡献量丰水期分别为25.69kg/d、11.76kg/d、0.27kg/d，坝辉河对干流坝辉断面的贡献率为84.98%；坝街河对干流坝街断面的贡献率为34.73%；打孟河对干流拉揽断面的贡献率为3.32%。
图2-1治理区域位置图
图2-2坝辉河现状图
根据《三都县省级重点防控区重金属污染治理实施方案（“十三五”重金属防治规划）》对都柳江流域水体中锑污染的采样调查。
下图是都柳江流域（三都段）采样图，其中对坝辉河的采样点主要涉及K4、K5、K6、Z6、Z9、Z10、Z11，其中K代表矿井水，K4是老八井矿洞、K5是33井矿洞、K6是2井矿洞；Z代表都柳江支流，Z6是坝辉河进入都柳江干流的监测点，Z9是支流上游33#选矿厂监测点，Z10是姑脑沟治理锑矿下游监测点，Z11是33井2井矿洞监测点位。
检测点位图及检测数据见下。
图2-3都柳江流域（三都段）监测点位图
表2-1枯水期矿井出水中重金属含量（μg/L）
样品
编号
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
As
Mo
Cd
Sb
Pb
K4
1.33
11.00
31.32
0.42
4.70
1.70
8.86
1004.0
10.88
0.08
7525.00
0.26
K5
1.38
4.43
47.45
0.36
5.42
1.90
4.91
614.70
7.53
0.06
4057.00
0.15
K6
1.48
234.8
502.70
6.87
20.18
2.60
22.97
178.30
10.06
0.10
3138.00
0.25
备注：
“-”表示未检出
表2-2丰水期矿井出水中重金属含量（μg/L）
样品
编号
Cr
Mn
Ni
Cu
Zn
As
Cd
Sb
Pb
K5
0.13
9.34
1.43
—
11.86
866.8
0.01
3465.00
—
备注：
“-”表示未检出
表2-3枯水期支流水体中重金属含量（μg/L）
样品编号
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
As
Mo
Cd
Sb
Pb
Z6
1.30
7.55
30.72
0.10
0.23
1.53
5.99
78.52
0.03
0.01
579.40
0.38
Z9
1.36
536.40
32.03
1.47
4.84
1.93
5.01
262.60
1.22
0.07
1033.00
0.72
Z10
1.09
34.60
49.89
0.51
2.57
1.54
15.34
102.00
0.37
0.05
533.60
0.44
Z11
0.93
2.14
-
0.04
-
1.01
0.70
0.95
-
0.01
7.51
0.15
备注：
“-”表示未检出
表2-4丰水期支流水体中重金属含量（μg/L）
样品编号
Cr
Mn
Ni
Cu
Zn
As
Cd
Sb
Pb
Z6
0.47
1.04
—
—
3.43
83.44
—
287.4
—
Z10
0.13
2.63
—
—
2.75
58.79
—
94.74
0.21
Z11
0.05
0.03
0.12
—
6.92
0.71
—
1.94
—
Z12
0.27
1.16
—
—
6.18
277.2
—
1128
—
备注：
“-”表示未检出
由坝辉和上游矿井水的检测数据分析（表2-1、表2-2），枯水期矿井出水中铬质量浓度1.33~2.39μg/L之间，平均值为1.91μg/L；K5铬质量浓度为0.13μg/L，丰枯两期铬质量浓度远低于地表水环境质量标准限值（50μg/L）。
枯水期K6中锰含量为234.80μg/L，超过生活饮用水卫生标准（100μg/L）的1.34倍，超标原因是受矿井自身排水的影响；枯水期铁含量在11.03~2489.00μg/L，平均值为518.24μg/L，K6铁含量高于生活饮用水卫生标准（300μg/L），超标0.67倍，超标原因和锰一样；砷含量在147.5~1004.00μg/L之间，平均值532.15μg/L，矿井出水均超过生活饮用水卫生标准（10μg/L），其中K4、K5砷含量分别为1004.00μg/L、614.70μg/L，分别超过生活饮用水卫生标准（10μg/L）的99.40倍、61.47倍；镉含量为0.02~0.12μg/L，平均值为0.08μg/L，远低于地表水环境质量标准限值（5μg/L）；铅含量为0.15~5.39μg/L，平均值为1.09μg/L，均远低于地表水环境质量标准限值（50μg/L）。
由对坝辉河支流枯水期和丰水期的水质监测检测（表2-3、表2-4）可知，枯水期支流中铬质量浓度0.93~2.66μg/L之间，平均值为1.57μg/L；丰水期支流中铬质量浓度0.05~1.18μg/L之间，平均值为0.55μg/L，远低于地表水环境质量标准限值（50μg/L）。
枯水期Z9锰含量为536.40μg/L，超过生活饮用水卫生标准（100μg/L）的4.36倍，超标原因可能是Z9受到锑矿的影响。
支流中锰含量也均较低，平均值为9.01μg/L；丰水期支流中锰质量浓度0.03~5.18μg/L之间，平均值为2.40μg/L。
枯水期支流中铁含量在0~49.89μg/L，平均值为30.44μg/L，低于生活饮用水卫生标准（300μg/L）。
钴含量均很低，平均值为0.35μg/L，低于天然水体中钴的最高含量（0.04~8.00μg/L）。
镍含量均很低，平均值为2.85μg/L；丰水期支流中大多数镍未检出。
铜含量丰水期为检出。
锌含量与铜类似，均未超过地表水环境质量标准限值（1000μg/L）。
枯水期Z6、Z9、Z10砷含量分别为78.52μg/L、262.60μg/L、102.00μg/L，分别超过生活饮用水卫生标准（10μg/L）的6.85倍、25.26倍、9.20倍。
超标原因可能是Z6位于坝辉河，上游有分布许多废弃矿洞（2井矿洞，33井矿洞，老八井矿洞等），Z9上游有选矿厂，废水的淋洗等作用可能导致其含量偏高，Z10采样点可能受姑脑沟废渣的影响；丰水期Z6、Z102砷含量分别为83.44μg/L、58.79μg/L，分别超过生活饮用水卫生标准（10μg/L）的7.34倍、4.88倍。
超标原因可能与枯水期一样，受到上游许多废弃矿洞排水的影响。
采样点中钼均为检出，其它检出部分钼含量也较低，低于天然水体中钼的最高含量（0.03~10.00μg/L）；丰枯两期支流中镉含量较低，低于地表水环境质量标准限值（5μg/L）。
枯水期支流采样点铅含量也很低，平均值为0.28μg/L；丰水期大部分采样点铅未检出。
本次项目主要治理老八井矿井涌水问题，作为三都都柳江流域锑矿矿井涌水治理工程示范项目。
图2-1老八井矿洞图
图2-2老八井矿洞外现状
老八井位于坝辉河上游支流上，目前矿洞已封，但是矿洞仍有涌水，丰水期测量的矿洞涌水流量为2307m3/d，锑含量为7525μg/L。
目前老八井流水未经治理，矿井水涌出后直接排放进入旁边的沟渠，最终汇入坝辉河影响都柳江。
由于其所处位置有道路相同，其次其矿洞外有一平台可以利用，原先工棚等也有用电接入，故选择老八井作为矿井水处理示范工程建设点。
2.2区域概况
2.2.1地理位置
三都水族自治县位于贵州省黔南布依族苗族自治州东南部，地处“月亮山、雷公山”腹地，地跨东经107°40′至108°14′，北纬25°30′至26°10′之间。
东邻榕江、雷山，南接荔波，西界独山、都匀，北连丹寨。
东西宽56公里，南北长78公里，距省城贵阳230公里，距州府都匀85公里，全县总面积2400平方公里。
全县辖21个乡（镇）274个村（社区）委会，总人口34.3万人，其中水族人口22.26万人，占总人口的64.9%。
县境内居住着汉、水、布依、苗、瑶等14个民族。
国道321线横贯县境，是西南省区南下出海的重要通道之一，也是桂林、贵阳、昆明达樟江国家级喀斯特森林保护区旅游线路上最便捷的通道。
2.2.2地形与地貌
三都水族自治县地处云贵高原东半部向广西丘陵地过渡的斜坡地带。
境内最高点在北部边界更顶山，海拔1666米；最低点在坝街乡都柳江三都水族自治县境内，海拔303米；县城海拔395米。
境内地貌以峰丛槽谷、峰林谷地和峰丛洼地为主。
地势由北向南倾斜，主要山峰、河谷的走向与背斜、向斜轴一致，大体上呈南北展布。
地貌总格局属于中山、低山地貌类型，山地约占全县面积90%以上，15度以上陡坡占土地面积70%以上。
境内地貌形状大致有三种类型：
西北部为山地貌河谷类型；东部、东北部和东南部为深切割中山地貌型（这个区域千米以上高峰有153座）；南部和西南部为地势平缓的低山丘陵盆地类型。
境内山脉主要属苗岭山脉，千米以上高山有326座，70%集中在东部和东北部。
其中较著名的有尧人山、更顶山、老王山、铜马山等。
2.2.3气候特征
三都县属中亚热带季风湿润气候，终年温暖多雨。
年平均气温18.0℃，最热月七月平均气温26.7℃，绝对最高气温39.8℃，极端最低气温-7.5℃。
年平均气压965.6hPa，全年相对湿度80%，年日照时数1193.6h，年降雨量1384.3mm，4~9月降雨量占全年的78%以上，年总云量8.3成，无霜期332天。
全年主导风为北风，频率为11%，次主导风风向为西北风，频率为8%，年静风频率43%，其它各风向频率均在8%以下。
风向有显著季节性变化，春、秋、东三个季节北风频率最高，分别为10.7%、11%、17.3%，夏季则以东南风为主，频率为8.3%。
年平均风速1.4m/s，春季平均风速最大，秋季平均风速最小，偏北风平均风速大于偏南风。
主要灾害性天气有夏旱和暴雨。
2.2.4水文地质条件
三都县境内大小河流41条，总长度为906.6公里。
河流水系密度大，平均每100平方米流域面积上河道长达26公里，河道长大于10公里的河流有三十多条。
境内流域属珠江流域柳江水系和樟江水系，三都水族自治县地处源头。
北部都柳江是县境内第一大河，发源于邻近独山县的磨石湾。
控制面积为1680平方公里，占全县总面积70.6%。
由西至东横穿县境，经合江、大河、三合、拉揽、打鱼、都江、坝街等7个乡镇后流入黔东南州榕江县，最终汇入广西，全长83.5公里。
江水河床最宽处达150余米，窄处亦宽约50余米，两岸山岭对峙，形成V字形峡谷，河槽随山势曲折，深藏于两岸青山之中。
南部樟江水系水便河、芒勇河流域支流总控制面积为40平方公里，流域积雨地主要分布在扬拱、九阡、周覃、三洞等乡镇，占全县总面积的16%。
其支流在县境内有47公里，平均流量每秒7.45立方米，进出口落差97米。
图2-4三都都柳江流域河流水系图
2.3项目建设必要性
1、国家对重金属污染综合防治的要求
三都都柳江锑污染被列为《贵州省重金属污染防治“十三五”规划》的重点规划单元。
同时，该项目的实施是对《贵州省都柳江流域重金属污染防治实施方案》（2015-2017年）的落实。
2、改善都柳江流域环境现状的要求
坝辉河为都柳江上游河流，根据《三都县省级重点防控区域重金属污染治理实施方案》中对都柳江锑水体中锑污染的分析调查，坝辉河对都柳江干流锑的贡献量枯水期分别为23.27kg/d，坝辉河对干流坝辉断面的贡献率为73.43%；坝辉河对都柳江干流锑的贡献量丰水期分别为25.69kg/d，坝辉河对干流坝辉断面的贡献率为84.98%。
可以看出坝辉河对都柳江的锑贡献量是比较大的。
所以对上游矿井水治理时非常必要的。
3、治理工程的实施将有助于改善三都县的生态环境
本项目建设可减轻废渣对环境的影响，改善生态环境质量，为当地人民创造一个良好的生产、生活环境。
4、矿井水示范项目的实施为后续治理谋求新的方法
由于含锑矿井水基本大部分已经无主，并且矿洞已经封闭，然而其矿井涌水现象无法解决，本项目的实施就是为了探索一条适合废弃矿洞矿井水治理的有效方法，并且无需污水处理厂运营产生高额运行费用。
如果项目实施后能够成功治理锑矿矿井涌水问题，则建议大规模推广。
第三章治理工程方案
3.1处理量确定
根据《三都县省级重点防控区重金属污染治理实施方案（“十三五”重金属防治规划）》提供的数据，调查中老八井丰水期矿井水量为2306.59m³/d，则考虑坝辉河老八井矿井水处理总规模为2500m3/d。
3.2治理目标
根据《三都县省级重点防控区重金属污染治理实施方案（“十三五”重金属防治规划）》中调查数据，矿井水，丰水期测量的矿洞涌水流量为2307m3/d，锑含量为7525μg/L。
本次项目的治理后，矿井水出水目标如下：
（1）pH值在6-9之间；
（2）水体水色正常，悬浮物（SS）＜20mg/L;
（3）锑（Sb）去除率＞70%。
3.3治理工程方案
3.3.1工艺流程
老八井废弃矿洞废水处理工艺流程见下图：
多级
矿井废水
反应池
巷道充填技术
湿地系统
出水
图3-1废水处理工艺流程图
3.3.2工程量及设备一览表
表3-1构筑物建设一览表
一
土建工程
序号
构筑物名称
规格（长×宽×深m）
容积（m3）
数量
备注
1
主巷道（单座反应池）
18
5
2
副井（单座反应池）
24
6×2
3
折流人工湿地
750
1
二
材料清单
序号
材料名称
材料
规格
数量
1
主巷填料
石灰石、凹凸棒土、铁粉、活性炭和基质包等
（6m×1.7m×1.8m）×5
92m3
2
副井填料
（8m×1.7m×1.8m）×6×2
295m3
3
人工湿地填料
改良人工基质
25m×20m×1.5m
750m3
4
人工湿地植物
美人蕉、菖蒲和黑麦草
25m×20m
500m2
5
人工湿地防渗板
防渗板
25m×20m×1.5m
635m2
6
排（布）水管
U-PVC110
200m
三
辅助工程
1
雨水截留沟
浆砌石
0.6m×0.6m
500m
2
矿井水收集管
双壁波纹管
DN200
300m
3
矿井水收集渠
浆砌石
0.3m×0.3m
100m
第四章投资估算
4.1编制范围及编制依据
1、投资估算编制范围包括：
污染区内所有构筑物的拆除及废弃地的平整、监测费用、种植费用等。
2、参照国内同类工程技术经济指标以及贵州省有关费率，估算工程造价。
主要依据包括：
◆《贵州省建筑工程计价定额（2004版）》
◆《贵州省安装工程计价定额（2004版）》
◆《关于调整贵州省2004版五部计价定额人工费和机械使用费的通知》（黔建通[2011]564号）
3、苗木、药剂等费用参考市场价或由技术支持方提供。
4.2投资估算
项目总投资总投资515.07万元，其中建设投资420.99万元，其他费用79.08万元，基本预备费用为15.00万。
第五章社会效益与环境效益
5.1生态效益
本项目的实施是治理因废弃锑矿矿洞涌水造成的历史遗留问题，项目的实施使受锑污染严重的生态环境得以改善和恢复，可明显改善该矿洞涌水锑含量高的问题，使排入坝辉河中的山泉水锑含量明显下降，对都柳江流域锑含量高有一定的降低作用，具有显著的生态、环境效益。
5.2环境效益
本项目对污染区域减少了锑的排放，并采用人工湿地，使部分植物吸收矿井水中的重金属，水土保持措施得到加强，为动植物提供了栖息的场所，增加了建设地物种的多样性。
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