[发明专利]一种城市河道底泥原位修复的方法

说明书

技术领域

本发明属于城市河道污染治理技术领域，特别是一种城市河道底泥原位修复的方法。

背景技术

由于长期的外源输入和水生生物残渣的沉积，城市河道底泥富集了大量的污染物，如重金属、N、P等营养物和难降解有机物等，成为水体污染的重要次生污染源（内污染源），对人类健康和环境构成严重的威胁。

目前，按照控制方法原理的不同，河道污染底泥的释放控制技术可分为物理、化学和生物法。物理控制技术主要包括疏浚和覆盖法，该法见效快，但工程量大，理费用昂贵，对底栖生态系统具有破坏性，而且应用易受水力条件限制。化学修复方法原理是化学制剂与污染物发生氧化、还原、沉淀、聚合等反应，使污染物从底泥中分离、降解转化成低毒或无毒的化学形态的治理措施，这种修复方法极易造成二次污染，且成本较高。生物法是利用生物的生命代谢活动减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染环境能够部分或者完全恢复到原始状态的过程。与物理和化学修复方法相比，生物修复方法具有节省费用、不破坏原有生态和去污效率高等优点，因此得到快速发展。然而，现有的河道底泥原位生物修复技术主要通过向底泥投加微生物菌种，由于受水流冲击和稀释作用，使得河道底泥表面的微生物量减少，往往难以达到预计的修复效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有底泥生物修复技术存在的不足，提供一种简单、高效、持久的城市河道底泥原位修复的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：在河道底泥中，将蜂窝状填料垂直安放于河道底泥中，用于对河道底泥的原位固定，蜂巢状填料上端高出河道底泥平面5-10cm；然后将底泥修复剂投加到铺设有蜂窝状填料的水体中，底泥修复剂沉入水体后落入蜂窝状填料的填料管内，底泥修复剂在蜂窝状填料的保护下，通过吸附和生物降解作用，实现对底泥污染的原位净化；其中：所述底泥修复剂为负载有反硝化菌为主的吸附材料，底泥修复剂投加量为每平方米水域1~5L的剂量进行均匀投加。

本发明中，所述蜂巢状填料的单元面积为1~3m²，呈方形或圆形，可选市售直管蜂窝填料，或由天然毛竹竹筒捆扎制成。选用竹筒的竹节打通，竹筒直径3-10cm。

本发明中，蜂巢状填料安放时插入深度根据底泥的泥质和泥层厚度情况适当调整，一般，蜂巢状填料上端高出河道底泥平面5-10cm。

本发明中，所述的底泥修复剂为负载有反硝化菌为主的吸附材料，其制备方法为：将吸附材料投入到加有河道底泥的厌氧反应器中，以城市生活污水为基质，通过厌氧发酵进行吸附材料挂膜，挂膜成熟后经过过滤待用。

本发明中，所述吸附材料为沸石、陶粒和活性炭的一种或两种以上混合物，粒度5-10mm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、蜂巢状填料的使用可实现对底泥原位固定，为底泥修复剂提供了良好的稳定环境，同时也为河道自然生态系统的建立创造了有利条件，从而在根本上消除水体污染。

2、底泥修复菌剂为土著微生物菌剂，环境适应能力强，其固定生长在吸附材料上，有效提高了微生物浓度，亦防止了菌体的流失，应用中能充分发挥吸附和生物降解功能，提高底泥修复效果。

3、蜂巢状填料的单元化设置，便于施工和后期的管理与维护。

4、本修复方法操作简单，施工速度快，成本低，修复效果良好，不影响河道航运功能，且无二次污染风险。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1

取若干直径约5cm，长度15cm的竹筒，将竹筒的竹节全部打通，并捆扎成面积为1.5m²的圆形蜂巢状填料单元，然后直接投放到深度约为10cm的底泥中，竹筒高出底泥约5cm。 

将负载有底泥土著微生物的粒度为5mm的活性炭底泥修复剂按每平方米2L的剂量，投加到蜂巢状填料单元的竹筒中，进行底泥的原位修复试验。

经过7天治理后，底泥的CODcr、NH₄⁺-N和TP 浓度分别下降37.2%、41.6%和33.3%。

实施例2

取若干管直径为4cm的市售聚氯乙烯材质直管蜂窝填料，截成长度20cm，捆扎成面积为2m²的正方形蜂巢状填料单元，然后直接投放到深度约为10cm的底泥中，填料高出底泥约10cm。 

将负载有底泥土著微生物的粒度为4mm的沸石底泥修复剂按每平方米2L的剂量投加到蜂巢状填料单元的竹筒中，进行底泥的原位修复试验。