石材加工切割废水的处理方法与流程

本发明涉及水环境治理、水生态修复领域，具体涉及基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法。

背景技术：

河道作为我国水系系统中的一个重要组成部分，每年因河道泥沙淤堵灾害而造成的损失是巨大的。随着我国可持续发展战略的推进深入，对于河道进行水土保持与清淤整治已经成了急需解决的重要环境问题。

矿山资源开发在为人类谋福利的同时，也强烈改变和破坏了矿区及其周边及下游的水生态水环境。矿山开采、冶炼生产产出的工业固废(尾矿、冶炼渣等)，排入河道，不仅对自然环境条件造成较大的破坏，还会不同程度地造成水土流失与河道淤积的问题。由于过去对环境问题意识不够，矿区乱排乱放情况普遍，各矿产资源大省普遍存在较严重的河道、土壤重金属污染情况，国家已对湖南、广西、贵州、辽宁、广东、云南等典型采矿区和冶炼区开展有关重金属污染调查评价，对诸如湘江流域、珠江流域等大流域尺度开展重金属污染治理的初步研究。

河道治理中底泥的分类及处理标准没有专门的执行标准规范，现有对河道底泥的处理一般按土壤环境质量标准参照执行，根据用地性质分为农用土壤和建设用地土壤，河道底泥经处理后分别用于耕地和建筑。现有的河道治理存在以下缺陷：

1)现行《农用地土壤》与《建设用地土壤》这两项土壤环境质量标准是从环境、卫生两方面提供分类，而未从资源化利用方面提供分类参考依据。

2)以土壤环境质量来参照执行的河道底泥分类方法主要是按重金属、np营养物质、难降解有机物和持久性有毒污染物含量分类，直接导致近年来国内外对河流底泥的研究思路主要集中在通过阻止污染物在生态系统中的迁移来消除底泥的污染对水体和底栖生物的作用，减小其危害。

3)河道底泥对底泥的资源化利用主要集中在将生化淤泥固化用于园林绿化或者用作建材，但对于矿山企业较为集中的区域河道，未考虑尾矿的底泥作为一种未完全利用的矿产资源，其特有的资源化利用途径。

综上，现有河道治理未将底泥区别分类，未从资源化角度去消耗底泥，从而未导致河道治理成本高、且易致资源浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，该方法充分考虑了河道底泥的资源化利用，实现河道治理的利益最大化，以解决现有河道治理导致的资源浪费、成本高的缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，包括以下步骤：

s1、构建河道建设管理的分级体系：

s11、根据河道功能的影响程度将河道的功能等级依次分为防洪兴利、自然生态、亲水功能和空间功能4个层次；

s12、根据河道不同功能等级对水体要素的不同标准，确定河道建设管理控制标准，即根据防洪兴利、自然生态、亲水功能和空间功能对水体要素的要求分别确定对应的设计、施工、运行等控制参数；

s2、样本采集及分析：采集待治理河道的基本信息、水样和底泥样品，按照环境要求指标检测水样和底泥样品，根据水样和底泥样品的检测结果，在分级体系中匹配对河道功能的影响程度；

s3、确定底泥处理与修复方案：根据步骤s2确定的待治理河道的功能受损状态，基于建设标准对应的修复手段，确定底泥处理与修复方案；

s4、确定底泥资源分类化化利用方案：根据底泥样品的检测结果，根据河道的基本信息，以当地政策为指导构建底泥资源分类化化利用方案；

s5、结合步骤s3确定的底泥处理与修复方案和步骤s4确定的底泥资源分类化化利用方案，以利益最大化为目标构建河道底泥治理方案。

本发明所述河道底泥为河道里黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成；所述分类化资源利用为将废物根据不同物理、化学、生物特性进行分类，根据废物性质的差异采用不同方法及途径，将废物直接作为原料进行利用或者对废物进行再生利用；二次尾矿为指现有尾矿因含有可再选有价矿物，进行再选后排出的新尾矿。

本发明构建河道建设管理的分级体系，不同的功能等级对水体要素的要求不同，河道首先应当满足防洪兴利，然后依次是自然生态、亲水功能和空间功能，通过收集相关技术资料，获得各个功能等级下的建设标准，以该建设标准为准则，结合采样检测结果，判断待治理河道的修复方案，检测结果对应的修复措施如表1所示：

表1

如表1所示，当样品检结果与国标准比较判断污染状态为重金属污染时，修复方案包括控制外源、底泥疏浚、引入重金属固化剂、微生物修复、植物净化技术、人工湿度技术。然后根据修复成本，确定具体修复方案，根据底泥样品的检测结果(主要是底泥中是否存在有利用价值的矿物等，以及底泥本身的利用价值)，根据河道的基本信息，以当地政策(主要是当地政策是否允许资源分类化化利用)为指导构建底泥资源分类化化利用方案，最后结合确定的底泥处理与修复方案和确定的底泥资源分类化化利用方案，以利益最大化为目标构建河道底泥治理方案。

综上，本发明所述方法通过收集河道和底泥的相关基本信息，基于取样的检测结果，确定修复方案，充分考虑了河道底泥的资源化利用，实现河道治理的利益最大化，解决了现有河道治理导致的资源浪费、成本高的缺陷。

进一步地，步骤s12中防洪兴利、自然生态、亲水功能和空间功能的建设标准分别为防洪排涝、生态用水、水环境质量和水景观建设标准。

进一步地，防洪排涝的条件为满足防洪安全、满足航运安全、满足供水水质和满足水产业水质；所述生态用水的建设标准为无重金属污染、无np营养物质污染、无难降解有机物污染和无pts有毒污染物污染；所述水环境质量的建设标准为无恶臭、水质达娱乐、景观标准、水生景观持；所述水景观的建设标准为力学结构满足需求、形态形式需求和不影响城市通风。

进一步地，步骤s2中的基本信息包括河道属性和底泥属性。

进一步地，河道属性包括自然属性和社会属性，所述自然属性包括排洪、蓄洪、供水、纳污、景观、生物信息；所述社会属性包括河道管理归属、沿线工矿企业、沿线居民商业情况和沿线农牧渔情况。

进一步地，底泥属性包括自然属性、社会属性和价值属性，所述自然属性包括分布范围及产状、物理力学性质、生物化学性质；所述社会属性包括来源、责任单位、监管部门；所述价值属性包括矿物成分、矿物价值、有价矿物品位、体量、处理工艺技术、处理机构分布情况、运距和运输条件。

进一步地，步骤s3中所述修复手段包括控制外源、物理修复、化学修复和生物修复。

进一步地，物理修复包括底泥疏浚、引水冲污、水体曝气和水力调度；所述化学修复采用的化学试剂包括除藻剂、絮凝剂和重金属固化剂；所述生物修复包括微生物修复、植物净化技术、人工湿度技术、生物调控技术和生物膜技术。

进一步地，步骤s4中所述底泥资源分类化化利用方案包括矿物再选、转化利用和流转经营。

具体地，所述矿物再选以尾矿类底泥为例，通过运输至在营选厂、建设移动再选站，经过尾矿排杂、矿物粗选、粗精矿再磨、矿物精选、精矿脱水等步骤回收有价矿物，产出符合标准的市场矿物产品，将产品通过市场流通变现为建设单位的治理经费或运营单位的企业利润。同时矿物再选后产生的“二次尾矿”应按其属性继续按底泥资源化路径执行，确保不产生二次污染。

所述转化利用以尾矿类底泥为例，通过建设转运站、地下充填站，将尾矿作为填筑材料直接用于工民建工程、采矿充填工程；通过建设尾矿建材材料厂，将尾矿作为建材生产原料，制造砖瓦、水泥、陶艺、玻璃、耐火材料、保温材料等；通过建设研发中心，将尾矿作为高附加值加工原料，制造新型建材、新型工业材料、土壤改良剂、土壤肥料、净化剂等，变现为建设单位的治理经费或运营单位的企业利润。

以淤泥类底泥为例，通过杀菌、堆肥的形式使底泥中的有机物再次进入到自然环境，改进土壤结构、增强土壤肥力、促进作物生长。通过采用脱水工艺、固化剂等将底泥作为制造砖、水泥、陶瓷等建材原料。通过作为添加剂，与其他材料一并回填露天矿场，消除矿区浸出液污染。

所述流转经营对于需要采取建库堆存的不具有矿物再选、转化利用价值底泥或者目前不具有、但未来可能具有的矿物再选、转化利用价值底泥，以及需封存的“有毒、有害”疏浚底泥、原位治理后的底泥，应考虑根据按照土地利用总体规划，依托“土地整理、复垦、开发”“城乡建设用地增减挂钩”等土体流转政策，通过复垦造田，产出高标准的农业耕作土地，纳入农场管理，获得农业经营项目；通过绿化造林、建造湿地作为野生动物的栖息地，补充和完善城镇的生态环境的修复和建设；通过打造生态公园、滩涂绿地等城市绿地系统提升城市总体面貌，恢复人与自然和谐共存的局面。一方面实现建设用地总量不增加，耕地面积不减少，质量不降低，合理布局城乡用地，另一方面通过跨行业经营和土地价值提升，变现为建设单位的治理经费或运营单位的企业利润、政府税费。

进一步地，步骤s5中利益最大化包括降低底泥处理与修复成本和提高底泥利用价值。

利益最大化的三个原则：1)资源利用最大化：把原河道资源视为一个封闭体系，治理时尽量减少外来资源的使用，并尽可能多地回收原河道体系内的资源进入外部系统；2)经济利用最大化：使原河道水环境系统的治理可被自身潜在商业价值支付，经济上尽量减少外部投入；3)社会利用最大化：其治理技术、治理成果能够被公众所接受。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明所述方法通过收集河道和底泥的相关基本信息，基于取样的检测结果，确定修复方案，充分考虑了河道底泥的资源化利用，实现河道治理的利益最大化，解决了现有河道治理导致的资源浪费、成本高的缺陷。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为实施例所述河道被尾砂严重束窄的示意图；

图2为实施例所述河道的岸坡冲刷严重示意图；

图3为实施例所述河道的尾砂淤积现状图；

图4为实施例所述河道的水质现状。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

以下具体实施例以西河为例：西河为郴江一级支流，湘江的三级支流，发源于苏仙区大奎上镇的五盖山北麓，河流南北流向，流经大奎上乡、坳上镇、白露塘镇、许家洞镇，在许家洞长桥汇入郴江，而后注入东江耒水。全流域面积149km2，干流长43.2km，流域大致可分为上、中、下游三段。上游段主要为中低山峡谷地貌；中游地势较平缓，河道平坦宽阔，两岸为农田，局部已开发为工业园区；下游河道相对较窄，为农村人口聚居区，河床坡度较小，淤积严重。根据郴州市城市发展规划要求，苏仙区西河流域下游河段的某区域将发展为郴州市城东新区，是郴州市政治、经济、文化中心和高等院校集中地，故根据产业政策和环境保护要求，拟进行西河河道综合治理。

实施例：

基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，包括以下步骤：

s1、构建河道建设管理的分级体系：

s11、根据河道功能的影响程度将河道的功能等级依次分为防洪兴利、自然生态、亲水功能和空间功能4个层次；

s12、根据河道不同功能等级对水体要素的不同标准，确定河道建设管理控制标准，即根据防洪兴利、自然生态、亲水功能和空间功能对水体要素的要求分别确定对应的设计、施工、运行等控制参数；

根据西河所述流域规划及城市发展规划，本次河道水体建设所要实现的河道功能主要为：防洪兴利、自然生态、亲水功能。根据河道功能实现的目标，确定河道建设管理控制标准为：1)河道尺寸、河道底坡、河道糙率应满足为保证河道行洪安全；2)河道水质应满足生态安全标准；3)河道两岸风貌应得到改善，推动农村向城镇集居。

s2、样本采集及分析：采集待治理河道的基本信息、水样和底泥样品，按照环境要求指标检测水样和底泥样品，根据水样和底泥样品的检测结果，在分级体系中匹配对河道功能的影响程度；

1、西河的基本信息：

1)社会背景：西河位于郴州市苏仙区，是湘江上游的三级支流，是苏仙区工农业生产的重要水源，然而中上游分布大量矿区群，开采铅、锌、锡、钨、锰、铋、砷等多种金属矿，长期的采、选活动遗留下来的废石、尾砂占用土地、破坏植被，由其产生的淋溶水使大量重金属流入西河，对周边及下游的水体及土壤造成污染。通过矿产资源秩序的整顿整合，目前西河治理段两岸的27家的采选矿企业已全部关停，但是两岸旁遗留尾矿堆以及由于暴雨时冲刷到河岸、河底的淤积尾砂仍然是西河的重要污染源。

2)自然背景：

西河河道治理段河底淤积底泥主要来源于沿岸尾砂堆，这些尾砂堆未经设计，随意堆存于低洼地，只有极少数修筑了简易挡砂墙，且所有尾砂堆周边均无排水系统，遭遇降雨特别是强降雨时，雨水夹带着尾砂冲刷进入西河岸边及河道。河道尾砂底泥淤积严重，在河中形成了若干小洲，洲上长满了深浅不一的杂草，局部区域杂草高度甚至超过1.5m。河中小洲的存在，改变了原有河道的结构和水流流向，有的地方河道束窄严重，水流湍急，河底冲刷严重，水深较大；有的地方水流流向改变，直接冲刷河道岸坡基础，导致部分岸坡基础被掏空，甚至出现垮塌，见图1～2。河道淤积及水质情况见图3～图4。

2、西河的水质性质

对西河河道治理段取上、中、下三个断面进行水质监测，监测结果见表1～表5，由结果可知西河河道治理段中pb、cd浓度超过《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)ⅲ类水质标准，as偶有超标，且pb、cd、as均为西河枯水季节超标，丰水季节均未超标。

结果如表2-表6所示：

表2第1年西河监测断面数据汇总表单位：mg/l(ph除外)

表3第2年西河监测断面数据汇总表单位：mg/l(ph除外)

表4第3年西河监测断面数据汇总表单位：mg/l(ph除外)

表5第3年西河监测断面数据汇总表单位：mg/l(ph除外)

表6第3年西河监测断面数据汇总表单位：mg/l(ph除外)

3、底泥性质

1)底泥矿产价值

本河道附近原选厂主要产品为白钨、铅锌、铁铋锡，为了解本河道底泥的矿产价值，对治理区域河岸淤积底泥进行取样分析、化验。取样方法：随机在西河岸边任取10个点，然后采用4mm筛孔的筛网进行筛分，河岸上淤积底泥的筛上物和筛下物的主要金属元素成分数据见表：

表7西河河岸淤积底泥金属成分分析结果

根据上述分析结果，本项目拟处理的尾砂中所含的金属元素种类较多，品位较低，无矿产回收利用价值。

2)底泥重金属污染性分析

根据《国家危险废物名录》，本河道底泥对应的尾砂种类均不包含在《国家危险废物名录》内，因此本项目底泥的性质将采用《危险废物鉴别技术规范》(hj/t298-2007)和《危险废物鉴别标准》(gb5085.3-2007)进行鉴别，对河道淤积底泥采用4mm筛孔的筛网进行筛分，对筛上物、筛下物的毒性浸出检测见表8。

表8西河河岸淤积底泥浸出毒性分析结果

注：l标示未检出。

根据监测结果，河岸淤积底泥中筛上物的浸出液中，所有污染物浓度均未超过《污水综合排放标准》(gb8978-1996)最高允许排放浓度，且所有筛上物的浸出液ph值均在6～9范围之内，为第ⅰ类一般工业固体废物；筛下物的浸出液中所有筛下物的浸出液ph值均在6～9范围之内，但筛下物的浸出液均有一种或者一种以上的污染物浓度超过《污水综合排放标准》(gb8978-1996)最高允许排放浓度，筛下物为第ⅱ类一般工业固体废物。

3)底泥范围及总量

西河沿岸治理段长7km，在雨季时，尾砂堆部分尾砂经冲刷进入河岸上淤积，根据现场调查，治理段西河两岸平均淤积尾砂底泥与河沙的混合物厚度约0.5m、宽度约70m，长度约3.5km，西河河岸上淤积尾砂底泥总量约为24.5×104m3，混合固废堆积密度为1.85t/m3计，混合固废总重量为45.33×104t，由筛分试验得知筛上物和筛下物重量比为1:2，即筛上物重量为15.11×104t，筛下物重量为30.22×104t。

根据采样分析结果，整理出本次河道治理主要功能和底泥对主要河道影响、价值情况如表9：

表9河道功能实现目标与底泥现状摸底情况

s3、确定底泥处理与修复方案：根据步骤s2确定的待治理河道的功能受损状态，基于建设标准对应的修复手段，确定底泥处理与修复方案；

根据表1，依据河道功能，对照底泥对河道功能的影响，可确定常见修复措施如下：

1)防洪兴利：不满足防洪安全，需要控制外源+物理修复(底泥疏浚)；

2)自然生态：重金属污染(筛下物为第ⅱ类一般工业固体废物，即底泥浸出液中污染物浓度超过污水排放标准)，需要控制外源+物理修复(底泥疏浚)/化学修复(重金属固化剂-对第ⅱ类)/生物修复(微生物修复/植物净化技术/人工湿地技术-对第i类)

3)亲水功能：满足娱乐、景观水质标准。

目前河道治理禁止以疏浚之名进行河道采砂，故一般治理方案为：

方案一：根据河道防洪标准，设计满足防洪标准的河道过流断面，根据断面形态及尺寸对河网水系的阻塞卡口段，采取清淤、清障的疏浚措施，并对于河道两岸进行加固支护、控制外源流入，然后对于残余河道的重金属底泥进行化学修复(重金属固化剂)，对于疏浚产生的重金属底泥进行异位固化堆存。

方案二：通过河道不同防洪标准间差值，设计不同淹没区域，对淹没区进行外源控制，并对河道内底泥疏浚转移丰富水陆边界，恢复河道浅滩、深潭，根据自然生态标准，对河道底泥采取原位化学修复(重金属固化剂)/生物修复(微生物修复/植物净化技术/人工湿地技术)。

s4、确定底泥资源分类化化利用方案：根据底泥样品的检测结果，根据河道的基本信息，以当地政策为指导构建底泥资源分类化化利用方案；

根据s2中本河道底泥样品的检测分析：

1)本河道底泥中尾矿金属元素含量较多，但品位较低，没有矿产资源回收的价值。

2)本河道底泥中尾砂的浸出毒性监测报告，尾砂通过4mm筛分，筛上物为第ⅰ类一般工业固体废物，筛下物也为第ⅱ类一般工业固体废物。根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(18599-2001)，ⅱ类一般工业固体废物要求填埋场做防渗处理，达到防渗要求。

通过政府有关部门如发改委、自然资源部牵头，对周边的相关企业进行调查、联络后，确定本河道底泥尾矿资源利用可行性情况如下：

1)底泥筛上物属第i类一般工业固体废物，可用作修筑公路、路面材料、防滑材料、海岸造田等；但筛下物属第ⅱ类一般工业固体废物，不能作为修筑公路的材料；

2)本区域内合理的运距内找不出较为合适的尾矿库进行底泥固化填埋；

3)本区域内某矿区有适合的采空区(废弃的采矿坑道)，从河道治理区域到某矿区有3米宽的混凝土公路直通，运距10公里，可以考虑尾砂用作矿山地区地下开采采空区的充填料，即水砂充填料或胶结充填的集料；

4)本区域附近2.5km范围内有处理能力为1000t/d，场区有6×104m3堆存空间的尾矿建材厂，可以用尾砂制作溶渣花砖、尾砂砖、瓦等；

5)底泥筛上物属第i类一般工业固体废物，可在其上覆土，种植农作物或植树造林。

s5、结合步骤s3确定的底泥处理与修复方案和步骤s4确定的底泥资源分类化化利用方案，以利益最大化为目标构建河道底泥治理方案。

河道底泥从污染性上本身分为第ⅱ类一般固废与第i类一般固废，其中第i类可以当作普通无污染底泥处理及利用，并且可以有较多资源化利用途径，而第ii类则需要做防渗、固化等防污染处理，利用受限。按照传统河道治理，未考虑底泥分类，则s3中无论是方案一，还是方案二，从生态达标要求上来说，无论是留在河道内还是疏浚后的河道底泥都必须按第ii类一般固废处理，势必增加工程投资。

但是如果考虑对底泥进行分类治理，则可以根据底泥的不同危害性、资源利用性进行治理方案优化：

1)资源利用最大化：不把本河道底泥中第ii类一般固废处理当作污染物来进行安全处置，不依靠原位(或异位)固化措施来消除其污染性，而考虑将其作为胶结充填主体材料，运用到对污染敏感性低、自身生态容纳度高的采空区进行胶结充填，以消除采空区塌陷风险；考虑将底泥中第i类一般固废处理输送到尾矿建材厂，生产花砖等建材，还可再用于河道治理，实现资源所需循环利用；

2)经济利用最大化：考虑将底泥中第ii类一般固废处理输送到采空区胶结充填，降低充填材料外购的费用；底泥中第i类一般固废处理输送到尾矿建材厂，生产花砖等建材对外销售，以实现底泥的转化利用；

3)社会利用最大化：联合岸边残余尾矿堆治理工程，结合场区其余构筑物建设需求，以实现场内土石平衡、减少土石运输为目标，考虑将本河道非尾矿底泥就地回填采挖坑，并结合景观设计打造成岸边沙滩公园等城市绿地系统，以实现底泥的流转经营，从而增添市民亲水活动场所，提升城市总体面貌，提高周边区域招商引资优势。

故最后本河道治理方案为：

根据本河道底泥的筛分试验报告和参考相关资料，筛下物(4mm粒径以下的)基本为第ii类一般固废，而筛上物(4mm粒径及以上的)为第i类一般固废。

首先将河道所有淤积尾矿底泥分批次全部挖出，在各区域附近的岸边临时堆场通过人工清选、机械预先筛分和机械最终筛分三步工作将第ii类一般固废从底泥中分类出来，其中人工清选是清除铁件、杂物和200mm以上的废石；机械预先筛以粒径小于30mm的废渣作为中间产品，经皮带运输至最终筛分机械，大块废石则在场地内择址就近填埋；机械最终筛分将预先筛分的中间产品作为原料进行筛分，并将筛下物(即第ii类一般固废)分出来，直接落入自卸汽车斗内，装满运往10km外的某矿山采空区进行充填。

机械最终筛分的筛上物(即第i类一般固废)送至2.5km外的尾矿建材厂烧制透水花砖；

人工清选及机械预先筛所剩余的废石、杂物、非尾矿底泥均就地掩埋，根据行洪安全所需的断面尺寸要求填平两岸坑洼地带，减少土石料的开挖和运输量。

本河道治理的效益分析：

1)生态效益：

项目实施后，每年可消减向西河排放的重金属量为pb133.5kg/a、cd20kg/a、as5.5kg/a、zn253.3kg/a。本项目的实施对湘江流域重金属具有较大的减排效益，能够解决湘江流域重金属污染防治的部分历史遗留问题，能防止含砷废渣对地表水、地下水及土壤的继续污染，能改善生态环境，保护人民群众的身体健康，维持周边地区总体环境安全。

2)经济价值：

从工程投资上来说，由于第i类一般固废的建材应用、第ii类一般固废的采空区充填，均属于国家支持的尾矿再利用途径，故可以结合发改委的尾矿资源综合利用基金使用，且与接纳场所签订协议，河道治理仅承担土石开挖、土石筛分费用及运费，运至各接纳场所后的各费用由接纳场所承担，相较于重金属原位处理及另征地建废土场堆存底泥的费用而言，投资降低很多；

从经济外部效益来说，利用第i类一般固废生产的透水花砖等建材循环回用到河道治理的景观打造中，同时还可对外销售，满足其余工程所需；利用第ii类一般固废进行的采空区充填有效消除了采空区塌陷的不良危害，这些底泥治理的转化利用均延长了河道底泥的生产链，提升了河道底泥的经济价值。同时利用非尾矿底泥与周边环境结合，共同打造沙滩公园等城市绿地，依靠底泥流转经营，优化城市总体面貌，提升了区域土地价值。

3)社会价值：

本次河道治理改变了传统河道治理，将底泥视为同一类物质，单纯从河道功能需求导向技术实现的治理方法路线，而通过底泥属性细化，将同一条河道的底泥根据不同价值、不同危害分类，采取不同的处理方式，既避免了社会资源的浪费，又保障了社会的生态安全，既丰富了民众的休憩娱乐生活，又保障了民众的身心健康。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、构建河道建设管理的分级体系：

s11、根据河道功能的影响程度将河道的功能等级依次分为防洪兴利、自然生态、亲水功能和空间功能4个层次；

s12、根据河道不同功能等级对水体要素的不同标准，确定河道建设管理控制标准；

s2、样本采集及分析：采集待治理河道的基本信息、水样和底泥样品，按照环境要求指标检测水样和底泥样品，根据水样和底泥样品的检测结果，在分级体系中匹配对河道功能的影响程度；

s3、确定底泥处理与修复方案：根据步骤s2确定的待治理河道的功能受损状态，基于建设标准对应的修复手段，确定底泥处理与修复方案；

s4、确定底泥资源分类化化利用方案：根据底泥样品的检测结果，根据河道的基本信息，以当地政策为指导构建底泥资源分类化化利用方案；

s5、结合步骤s3确定的底泥处理与修复方案和步骤s4确定的底泥资源分类化化利用方案，以利益最大化为目标构建河道底泥治理方案。

2.根据权利要求1所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，步骤s12中防洪兴利、自然生态、亲水功能和空间功能的建设标准分别为防洪排涝、生态用水、水环境质量和水景观建设标准。

3.根据权利要求2所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，防洪排涝的条件为满足防洪安全、满足航运安全、满足供水水质和满足水产业水质；所述生态用水的建设标准为无重金属污染、无np营养物质污染、无难降解有机物污染和无pts有毒污染物污染；所述水环境质量的建设标准为无恶臭、水质达娱乐、景观标准、水生景观持；所述水景观的建设标准为力学结构满足需求、形态形式需求和不影响城市通风。

4.根据权利要求1所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，步骤2)中的基本信息包括河道属性和底泥属性。

5.根据权利要求4所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，所述河道属性包括自然属性和社会属性，所述自然属性包括排洪、蓄洪、供水、纳污、景观、生物信息；所述社会属性包括河道管理归属、沿线工矿企业、沿线居民商业情况和沿线农牧渔情况。

6.根据权利要求4所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，所述底泥属性包括自然属性、社会属性和价值属性，所述自然属性包括分布范围及产状、物理力学性质、生物化学性质；所述社会属性包括来源、责任单位、监管部门；所述价值属性包括矿物成分、矿物价值、有价矿物品位、体量、处理工艺技术、处理机构分布情况、运距和运输条件。

7.根据权利要求1所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，步骤s3中所述修复手段包括控制外源、物理修复、化学修复和生物修复。

8.根据权利要求7所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，所述物理修复包括底泥疏浚、引水冲污、水体曝气和水力调度；所述化学修复采用的化学试剂包括除藻剂、絮凝剂和重金属固化剂；所述生物修复包括微生物修复、植物净化技术、人工湿度技术、生物调控技术和生物膜技术。

9.根据权利要求1所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，步骤s4中所述底泥资源分类化化利用方案包括矿物再选、转化利用和流转经营。

10.根据权利要求1所述的基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，其特征在于，步骤s5中利益最大化包括降低底泥处理与修复成本和提高底泥利用价值。

技术总结

本发明公开了基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法，包括以下步骤：S1、确定各个级别对应的建设标准；S2、采集待治理河道的基本信息、水样和底泥样品，根据水样和底泥样品的检测结果，在分级体系中匹配对河道功能的影响程度；S3、根据确定的治理河道的功能受损状态，基于建设标准对应的修复手段，确定底泥处理与修复方案；S4、根据底泥样品的检测结果，根据河道的基本信息，以当地政策为指导构建底泥资源分类化化利用方案；S5、结合步骤S3确定的底泥处理与修复方案和步骤S4确定的底泥资源分类化化利用方案，以利益最大化为目标构建河道底泥治理方案。本发明所述方法充分考虑了河道底泥的资源化利用，实现了河道治理的利益最大化。

技术研发人员：陈雯;李艺;王瑞瑶;夏彬彬;熊茂森;何干皓;刘彦琦

受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

技术研发日：2020.05.29

技术公布日：2020.08.28 本发明属于环保领域,具体为一种石材加工切割废水的处理方法。

背景技术：

石材加工是目前产值最大的非金属矿产业，石材加工工艺流程为：石材原料经过锯机切割，再经过磨机磨光，切割机切割成型为成品。石材加工的主要原料为花岗岩方料，加工过程中使用冷却水和冷却剂。石材切割废水的主要成分为石材切割过程中的石粉(成分为sio2、cao和caco3等)、少量金刚石细粒、磨料细粒及冲洗泥砂和在冷却水中加入的冷却剂。冷却剂的主要成分是不饱和脂肪酸及其皂化物、树脂酸类及其皂化物和木质素类及其降解物废水中含有的有机高分子化合物能够吸附水中的那些细微石粉，使其能长期维持稳定。因此石材加工切割废水的特征为高浊度和高悬浮物，废水中颗粒呈悬浮和胶体状态，分散度高。不同于常规矿粉废水，石材废水性质与浮选矿废水相似。由于该废水cod含量偏高，自然沉淀产物十分密实，直接排放往往造成水生生物死亡、土壤覆盖板结的问题，严重破坏的生态环境。

由于石材废水中含有大量表面分散剂和石油烃，导致石粉颗粒表面带有大量负电荷。目前处理石材废水的方法有化学絮凝法和电絮凝法，化学絮凝法效果差，出水浑浊，石粉渣固化现象严重，不易抽取；电絮凝法据报道其效果很好，沉淀也较疏松容易抽取，但设备投资费用大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于提供一种石材加工切割废水的处理方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种石材加工切割废水的处理方法，包括：向石材加工切割废水中加入生石灰，加入量为1.0g/l～1.5g/l，搅拌1min后再加入可溶性钙盐0.01％～0.20％(g/100ml)，搅拌1min，然后加入絮凝剂8-15mg/l，继续搅拌，反应10-60min，卧螺离心取上清液。

进一步优化，生石灰加入量为1.1g/l～1.3g/l；

进一步优化，加入的可溶性钙盐为氯化钙或含有氯化钙的卤水，氯化钙的用量为0.10％-0.15％；

进一步优化，絮凝剂为海藻酸钠、壳聚糖或海藻酸钠和壳聚糖组成的复合絮凝剂，絮凝剂的用量为9-11mg/l；

进一步，复合絮凝剂中海藻酸钠与壳聚糖的质量比为1：1。

进一步优化，絮凝时间为40-50min。

本发明在对石材切割加工废水进行絮凝处理前先使用生石灰/钙盐体系对废水进行处理，先加入生石灰，然后加入可溶性钙盐，最后加入絮凝剂。与传统直接采用絮凝剂絮凝沉淀污泥的方法相比，加入的生石灰/可溶性钙盐能够与废水中的冷却剂(含有不饱和脂肪和树脂酸)进行皂化反应，生成不溶性皂钙，能够打破废水中胶体平衡，并且破乳更彻底。采用海藻酸钠-壳聚糖作为絮凝剂，具有明显的脱色作用，并且絮凝沉淀后固形物松软，易于离心或压滤。本发明在沉降石粉颗粒的同时也去除了冷却剂，因此更适合石材加工切割废水的废水处理。采用海藻酸钠-壳聚糖作为絮凝剂，离心后的固形物较松软，易于进一步处理，解决了当前工艺中的石粉废渣硬化现象。采用海藻酸钠-壳聚糖作为絮凝剂，环保无污染。

具体实施方式

下面通过实施例来对本发明的技术方案作进一步解释,但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。

实施例1

石材加工切割废水，取500ml，向其中加入生石灰粉0.5g，充分搅拌1分钟后，再加入50mgcacl2充分搅拌1分钟，然后加入4.5mg复合絮凝剂，继续搅拌，搅拌速度为50r/min，搅拌时间1min，反应时间为20min，卧螺离心机离心，经处理后的出水水质，总残渣量去除率达94.52％，悬浮物含量去除率达92.25％，且离心后的固形物较松软，易于抽取，取离心液测其吸光度为0.04，cod为10.1mg/l。

实施例2

石材业加工切割废水，取500ml，向其中加入生石灰粉0.55g，充分搅拌2min后，再加入50mgcacl2充分搅拌1分钟，然后加入5mg海藻酸钠，继续搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间1min，反应时间为30min，卧螺离心机离心，经处理后的出水水质，总残渣量去除率达96.52％，悬浮物含量去除率达93.16％，且离心后的固形物较松软，易于抽取，取离心液测其吸光度为0.03，cod为9.5mg/l。

实施例3

石材业加工废水，取500ml，向其中加入生石灰粉0.6g，充分搅拌2min后，再加入60mgcacl2卤水，充分搅拌1分钟，然后加入5.5mg复合絮凝剂，继续搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间1min，反应时间为40min，卧螺离心机离心，经处理后的出水水质，总残渣量去除率达99.32％，悬浮物含量去除率达98.01％，且离心后的固形物较松软，易于抽取，取离心液测其吸光度为0.02，cod为9.3mg/l。

石材业加工废水，取500ml，向其中加入生石灰粉0.65g，充分搅拌1min后，再加入55mgcacl2卤水，充分搅拌1min，然后加入6mg壳聚糖，继续搅拌，搅拌速度为70r/min，搅拌时间1min，反应时间为50min，卧螺离心机离心，经处理后的出水水质，总残渣量去除率达99.36％，悬浮物含量去除率达98.51％，且离心后的固形物较松软，易于抽取，取离心液测其吸光度为0.02，cod为9.2mg/l。

实施例4

石材业加工废水，取500ml，向其中加入生石灰粉0.7g，充分搅拌1min后，再加入55mgcacl2卤水，充分搅拌1min，然后加入5mg复合絮凝剂，继续搅拌，搅拌速度为40r/min，搅拌时间1min，反应时间为60min，卧螺离心机离心，经处理后的出水水质，总残渣量去除率达99.33％，悬浮物含量去除率达98.37％，且离心后的固形物较松软，易于抽取，取离心液测其吸光度为0.02，cod为9.3mg/l。

实施例5

石材业加工废水，取500ml，向其中加入生石灰粉0.65g，充分搅拌1min后，再加入50mgcacl2卤水，充分搅拌1min，然后加入5mg复合絮凝剂，继续搅拌，搅拌速度为40r/min，搅拌时间1min，反应时间为40min，卧螺离心机离心，经处理后的出水水质，总残渣量去除率达99.32％，悬浮物含量去除率达98.41％，且离心后的固形物较松软，易于抽取，取离心液测其吸光度为0.02，cod为9.3mg/l。

实施例6

石材加工切割废水，取500ml，先加入50mgcacl2充分搅拌1分钟，向其中加入生石灰粉0.65g，充分搅拌1分钟后，然后加入5mg复合絮凝剂，继续搅拌，搅拌速度为50r/min，搅拌时间1min，反应时间为20min，卧螺离心机离心，经处理后的出水水质，总残渣量去除率达96.58％，悬浮物含量去除率达96.33％，且离心后的固形物较松软，易于抽取，取离心液测其吸光度为0.03，cod为9.6mg/l。

技术特征：

技术总结

本发明属于环保领域,涉及一种废水的处理方法。它包括：向石材加工切割废水中加入生石灰粉，加入量为1.0g/L～1.5g/L，搅拌1min后再加入可溶性钙盐0.01％～0.20％，搅拌1min，然后加入絮凝剂8?15mg/L，继续搅拌，反应10?60min，卧螺离心取上清液。本发明在沉降石粉颗粒的同时也去除了冷却剂，因此更适合石材加工切割废水的废水处理。采用海藻酸钠?壳聚糖作为絮凝剂，离心后的固形物较松软，易于进一步处理，解决了当前工艺中的石粉废渣硬化现象。采用海藻酸钠?壳聚糖作为絮凝剂，环保无污染。

技术研发人员：史卫东;闫绍鹏;李韦霖;刘力宁;刘淇;史本玉

受保护的技术使用者：青岛碧蓝士环保科技有限公司

技术研发日：2018.01.04

技术公布日：2018.05.29