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基于分类化资源利用的河道底泥治理方案的确定方法


技术摘要:
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  全部
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: 4 CN 111592202 A 说 明 书 2/14 页 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 5 CN 111592202 A 说 明 书 3/14 页 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 6 CN 111592202 A 说 明 书 4/14 页 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 7 CN 111592202 A 说 明 书 5/14 页 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。
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