石材加工行業(yè)環(huán)境污染控制研究

華 瑜

（麗水市生態(tài)環(huán)境局遂昌分局，浙江 麗水 323300）

石材加工行業(yè)發(fā)展過程中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染的有效控制，應(yīng)采取有效的科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水、廢料的回收利用，變廢為寶，不僅有利于控制污染，還可以達(dá)到減少資源浪費(fèi)的效果。

1 廢水的處理

1.1 廢水的來源與特點(diǎn)

石材加工過程中的用水量較大，以中型石材加工廠為例，日生產(chǎn)用水量可達(dá)到1 500 m3。含有大磨、水磨等工序的拋光生產(chǎn)線，耗水量約為50 m3/h，處理板材時(shí)的用水量約為4～8 m3/m2。石材加工生產(chǎn)過程中，原料切割、紅外線切邊、大磨、水磨等工序，均會(huì)產(chǎn)生污水。其中，排水量最大的是原料切割環(huán)節(jié)，約占整個(gè)工序總排水量的80%左右。廢水中含有大量雜質(zhì)，如二氧化硅、碳酸鈣等，濃度約為10～35 g/L。同時(shí)，廢水中通常含有石油烴、表面分散劑，導(dǎo)致石粉顆粒表面帶有負(fù)電荷，使得石粉顆粒呈膠體、懸浮狀態(tài)。

1.2 廢水處理工藝

為實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的回收利用，關(guān)鍵是要對(duì)廢水進(jìn)行有效地處理，使其達(dá)到國家規(guī)定的水質(zhì)要求。對(duì)石材廢水進(jìn)行處理時(shí)，多采取絮凝工藝，以往通常是將鐵鹽、鋁鹽當(dāng)作混凝劑，但這種方式存在沉降速度緩慢、出水水質(zhì)不高以及處理能力有限等問題。因此，應(yīng)對(duì)廢水處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)方案包括：（1）采用改性木薯淀粉、聚胺復(fù)合絮凝劑。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，復(fù)合絮凝劑為4 mg/L的情況下，濁度去除率為98.4%，可降低50%左右的投藥成本，還可以顯著提升沉降速度；（2）聚丙烯酰胺（PAM）與粉末活性炭（PAC）聯(lián)用。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PAM為2.5 mg/ L、PAC為20 mg/L、攪拌轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘、靜置沉降15分鐘的情況下，上清液濁度可降低94.4%，固體懸浮物（SS）去除率為94.3%；(3）鹵水體系預(yù)處理。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，pH值為10～11、PAM為10 mg/L、鹵水用量為0.15%的情況下，石粉沉降速度可提升至60 cm/min，化學(xué)需氧量（COD）去除率可達(dá)到88.2%，且無冷卻油殘余。

2 廢料的處理

2.1 廢料的來源與特點(diǎn)

石材加工過程中產(chǎn)生的廢料，主要指的是石粉，即石料切鋸、拋光等工藝中產(chǎn)生的粒徑＜0.16 mm的顆粒。石粉主要包括以硅酸鹽為主要成分的花崗石粉、以碳酸鹽礦物為主要成分的大理石粉兩種。石粉顆粒較細(xì)，因此會(huì)在大風(fēng)天氣時(shí)隨風(fēng)飄飛，或者是與雨水混合變成石粉泥，給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。

2.2 石粉的控制策略

為有效控制石粉對(duì)環(huán)境造成的污染，石材加工企業(yè)應(yīng)開展精細(xì)化管理，從源頭上開展對(duì)粉塵的治理，減少揚(yáng)塵。

2.2.1 廠區(qū)管理

要在廠界周圍設(shè)置截流溝，確保山水和廠界外雨水不進(jìn)入廠區(qū)環(huán)境；原材料堆場(chǎng)四周設(shè)置截流溝；保持廠區(qū)潔凈，避免二次揚(yáng)塵；建設(shè)綠化隔離，綠化植物保持干凈，不得積有粉塵。

2.2.2 車間管理

對(duì)大切、中切、小切、龍門鋸、組合鋸、打磨機(jī)、砍頭機(jī)等機(jī)器設(shè)備進(jìn)行局部密封改造，防止設(shè)備加工時(shí)拋灑帶出含塵水滴，產(chǎn)生二次揚(yáng)塵；火燒機(jī)、打磨機(jī)加裝布袋除塵設(shè)備，并及時(shí)清理四周的粉塵、砂石，減少二次污染；異形車間必須配備除塵設(shè)備和噴淋系統(tǒng)，在密閉的空間作業(yè)，在除塵設(shè)備的有效工作范圍內(nèi)（2米內(nèi)）操作，并配備霧炮機(jī)；實(shí)行精細(xì)化管理，以每臺(tái)機(jī)器為單位，水霧、塵一律不得外溢、飄灑，場(chǎng)地每天至少清洗一次；車間內(nèi)噴淋設(shè)備安裝定時(shí)裝置，生產(chǎn)期間每小時(shí)至少噴淋一次，每次至少15分鐘；每天沖洗滯留在車間、墻體、機(jī)械設(shè)備上的粉塵，保持車間潔凈，避免二次揚(yáng) 塵[1]。

2.3 廢料的再利用途徑

針對(duì)石料加工中產(chǎn)生的廢料，可進(jìn)行回收利用，主要途徑有以下幾種。

2.3.1 制作墻體材料

石料加工中，花崗巖廢料約占花崗巖的20%，如果隨意棄置，則會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，還浪費(fèi)了大量的資源。因此，可以對(duì)花崗巖廢料進(jìn)行回收利用，用于制作墻體材料。可將花崗巖廢料與膨脹珍珠巖、黏土等進(jìn)行混合，制作墻體材料。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在膨脹珍珠巖、黏土的摻量為25%，燒結(jié)溫度為1 050度的情況下，這種新型墻體材料的表面密度為1.54 g/m3，抗壓強(qiáng)能力為16.6 MPa，與當(dāng)前普通黏土磚的性能相差不大，符合相關(guān)規(guī)定的要求。再如，可將水硬性凝膠與磨細(xì)的花崗巖廢料混合起來，摻加不含花崗巖的膠結(jié)料，在進(jìn)行加工、干燥、精磨等一系列處理，便可得到人工花崗巖石板材。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將花崗巖廢料的粒度磨細(xì)至3目、10目、30目，然后按照1:1:1的比例把3種粒度的顆?；旌掀饋恚尤牍袒瘎?、不飽和聚酯樹脂，攪拌均勻，放置在模具中自然固化，最終進(jìn)行拋光、精磨，便可以得到再生花崗巖石材。這種處理工藝成本較低、環(huán)境危害較小、操作簡(jiǎn)單，且成品性能較好、不含鉛等有害物質(zhì)。

2.3.2 制作混凝土磚

制作混凝土磚是花崗巖廢料再利用的一個(gè)可行策略。例如，可以用花崗巖廢料代替粉煤灰制作加氣混凝土，經(jīng)過一系列工序，包括原料儲(chǔ)備、合理設(shè)置配合比、攪拌、混凝土澆筑、發(fā)氣靜停以及脫模等，便可以制成混凝土磚塊。采取這樣的方式，可以有效降低混凝土磚塊的成本。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，花崗巖廢料的摻量為10%時(shí)，該類混凝土初期的強(qiáng)度要比普通混凝土高1.1 MPa，同時(shí)防滲透性能較高；花崗巖廢料的摻量30%時(shí)，混凝土的防滲透性能與普通混凝土基本相同。同時(shí)，摻量為25%時(shí)，混凝土磚塊的抗壓強(qiáng)度較為理想，超過25%時(shí)，摻量越多，混凝土磚塊的抗壓強(qiáng)度越低。

2.2.3 制作微晶玻璃

針對(duì)花崗巖廢料再利用的附加值較低的情況，可采取花崗巖粉體燒結(jié)鈣長(zhǎng)石微晶玻璃的方法。用蒸餾水、甲醇、硅烷偶聯(lián)劑按照一定比例混合，制成粉體改性液，然后將其放到聚丙烯塑料瓶中，再摻加花崗巖粉體、鋁溶膠、增韌纖維，經(jīng)過球磨干燥處理之后，再過篩網(wǎng)，摻加PVA水溶液，研磨成顆粒，過篩網(wǎng)后壓制成型，再經(jīng)過馬弗爐燒結(jié)便可得到微晶玻璃[2]。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著纖維添加量的升高，微晶玻璃的抗彎強(qiáng)度、體積密度、斷裂韌度先增大后減少，而維氏硬度持續(xù)降低。

2.3.4 制備新材料

可對(duì)石料加工中產(chǎn)生的廢料進(jìn)行回收利用，制作新材料。例如，可以將廢石粉當(dāng)作泡沫材料，制作新型輕質(zhì)石膏材料。石粉摻量不同，則輕質(zhì)石膏材料的物理力學(xué)性能也有一定的差異。但經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，輕質(zhì)石膏材料在應(yīng)用范圍、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)能耗、原材料循環(huán)使用、副產(chǎn)品的開發(fā)利用等方面均有一定的優(yōu)勢(shì)。再如，可將廢石粉當(dāng)作水泥的替代品，用于自密實(shí)混凝土、灰漿、砌體的生產(chǎn)，產(chǎn)品減震效果比較理想。同時(shí)，還可以應(yīng)用花崗巖廢料制作環(huán)保復(fù)合材料。例如，可以將再生花崗巖石材顆粒與丙烯酸-丁二烯-苯乙烯（ABS）當(dāng)作基料，制備環(huán)保復(fù)合材料。通過對(duì)這種環(huán)保復(fù)合材料的密度、硬度、導(dǎo)熱系數(shù)、斷裂、彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等性能進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著再生花崗巖石材顆粒摻量的提高，環(huán)保復(fù)合材料的斷裂性能、抗拉強(qiáng)度會(huì)不斷下降，尤其是再生花崗巖石材顆粒摻量＞50%時(shí)，這種現(xiàn)象更加明顯；但隨著再生花崗巖石材顆粒摻量的提高，環(huán)保復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)、硬度也會(huì)不斷提高。

2.3.5 用于硫化工業(yè)廢水處理

石料加工中產(chǎn)生的大理石廢料，可替代石灰粉，用于硫化工業(yè)廢水處理中。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將大理石廢料用于廢水綜合處理中的一級(jí)流程時(shí)，可將一級(jí)出水的pH值控制在4.8～5.5的范圍內(nèi)，二級(jí)處理中應(yīng)用石灰粉，可將硫化工業(yè)廢水中的Fe2+離子有效去除，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

2.3.6 制備防火涂料

特殊材料制造領(lǐng)域，石料加工中產(chǎn)生的花崗巖廢料也有著適用性。某企業(yè)將磷酸鹽固化劑、堿性金屬硅酸鹽水溶液、抗壓強(qiáng)度＞60 MPa的陶瓷空心粗顆粒與直徑為0.01～5.0 mm的花崗巖廢料混合起來，制備防火涂料。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在1 200攝氏度的高溫下，這種防火涂料形成的、厚度為1.5 mm的薄膜10分鐘內(nèi)未發(fā)生變形。說明，這種防火涂料具有良好的防火功能。

2.3.7 制作人工魚礁

制作人工魚礁也是花崗巖廢料再利用的一個(gè)途徑。當(dāng)前，海洋污染問題日益加劇，受到了越來越多的重視。人工魚礁可以為海洋動(dòng)、植物提供良好的環(huán)境，為游動(dòng)生物提供生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、索餌的場(chǎng)所，可達(dá)到保護(hù)海洋生物、促進(jìn)增殖、提高漁民漁獲量的作用，對(duì)促進(jìn)海洋環(huán)境的改善有著重要的意義。因此，可以對(duì)花崗巖廢料進(jìn)行有效應(yīng)用，制作人工魚礁。具體來說，先用機(jī)械設(shè)備將花崗巖廢料磨細(xì)，然后將不同細(xì)度的花崗巖廢料與凝膠混合起來，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，再將其放置到海洋中去。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，花崗巖廢料的摻量為70%時(shí)，制作的人工魚礁抗壓強(qiáng)度可達(dá)到75兆帕。不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)花崗巖廢料的再利用，同時(shí)也利于生態(tài)環(huán)境的改善，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

3 結(jié)語

綜上所述，應(yīng)積極拓寬廢水、廢料的處理工藝、回收再利用途徑，從而降低石材加工行業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害，保障石材加工行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。