[发明专利]一种重金属污染底泥的异位修复方法

说明书

技术领域

本发明属于环境和水利工程中底泥污染修复领域，特别涉及一种重金属污染底泥的异位修复方法。

背景技术

随着城市化进程的加快和经济的快速发展，大量工业废水和生活污水未经处理或是处理不达标就排入水体中，同时一些污染物通过大气沉降、雨水淋溶、洪水冲刷和农田退水等过程进入地表水体。由于重金属不易被生物降解而迅速迁移至悬浮物和底泥中并不断富集，由此导致河、湖等水体底泥的重金属污染问题凸显。污染底泥可直接或间接对底栖生物或上覆水生物产生致毒致害作用、通过生物富集和食物链放大等过程影响陆地生物和人类健康、危害生态系统、形成二次污染。如日本由汞、镉污染引起的水俣病和骨痛病，多瑙河铜、铅事件，以及近期屡传不止的儿童铅严重超标、山东肖家店癌症村、重金属污染“菜篮子”等因重金属污染导致的公共卫生事件连连发生。因此，急需解决底泥中的重金属污染问题。

目前国内外对河流污染底泥的修复主要分为原位修复和异位修复。原位修复技术因受客观条件的限制未能被广泛应用于实际工程。异位修复需将底泥先挖出再进行后续处理，处理的方法主要包括物理修复、化学修复、生物修复。物理修复效果明显，但工程量大、投入大、疏浚污泥后续处理处置困难。化学修复方法存在化学药剂消耗量大、实际运作困难以及固化药剂的环境毒害作用等缺点。生物修复利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对底泥中的污染物进行转移、转化及降解，从而达到去除污染物的目的，具有处理效果好、工程费用少、运行成本低、无二次污染等优点。目前生物修复技术成功应用于废水处理和重金属污染土壤的修复，但是底泥特征与耕作土壤有较大差别，用于重金属污染底泥的修复技术的研究起步较晚也不成熟，因此很有必要进行开发。

生物修复包括微生物修复和植物修复。微生物修复是利用微生物改变重金属的氧化还原状态以及本身的新陈代谢作用转化、降解或是固定土壤中的重金属，从而达到降低重金属量和脱毒效果。用作生物修复菌种的微生物主要来自土著微生物、外来微生物和基因工程菌。植物修复技术利用绿色植物及其根际的微生物共同作用，以清除环境污染物的一种新技术。植物修复是通过植物体内降解、植物根系钝化、植物吸收富集、植物气化等作用实现污染物的去除。植物修复技术与传统的物理化学修复技术相比，具有费用省、无二次污染、能耗少、超富集效果好等优势。目前已发现的重金属超积累植物400多种，其中大都为单一的重金属超积累植物，一部分植物存在生长量少、生长周期长等问题。但是重金属污染底泥的污染物成分复杂，重金属元素种类多，寻找一种高效联合修复技术是解决重金属污染底泥的重要途径。

本发明针对重金属污染底泥量大、含水率高、污染物多、污染严重的特点，针对现有的重金属污染底泥处理技术能耗高、化学试剂改变环境毒害性、运行成本高以及不经济实用等问题，开发一种重金属污染底泥的异位联合修复方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的重金属污染底泥处理技术能耗高、化学试剂改变环境毒害性、运行成本高以及不经济实用等问题，为重金属污染底泥修复提供一种能耗少、成本低、无二次污染的联合修复方法。

本发明一种重金属污染底泥的异位修复方法，其特征在于该方法主要由底泥疏挖和输送、修复区防渗与排水、底泥改良剂和微生物菌种投加、微生物和植物联合修复、废水处理与植物收割及焚烧处置单元组成。本发明的重金属污染底泥的异位生物修复方法包括如下步骤：

（1）进行修复区的选址和防渗处理；

（2）采用工程方法把重金属污染底泥疏挖并输送到修复区；

（3）进行底泥的排水固结过程；

（4）投加底泥改良剂和微生物菌种与底泥充分混合并耕种植物；

（5）培育植物，待植物生长成熟后，收割植物并将其焚烧，且运送焚灰至危险废物填埋场或用于回收重金属元素。

所述的底泥改良剂主要由石灰、肥料、螯合剂和用于负载微生物的多孔介质组成，底泥改良剂可在底泥排水后或植物种植和底泥翻耕时施用，施用量为处理底泥量的0.1%-2%。

所述的用于重金属污染底泥修复的微生物主要是高效耐受性细菌，菌种来自土著微生物或是外来接种微生物或是基因工程菌种，可在底泥改良剂施加、植物种植或底泥翻耕后投加。

所述的种植植物应是对目标重金属污染物有特征吸收的一种或多种，可进行单作、间作、连种、轮作方式种植植物，直至底泥中的重金属含量低于限值要求，限值要求根据处理后底泥用于造地、农用等用途，按照国家出台的行业相关法律、法规执行。