[发明专利]一种利用改性沸石原位控制底泥磷释放的方法

说明书

技术领域

本发明属于地表水体污染底泥修复技术领域，涉及一种利用改性沸石原位控制地表水体污染底泥磷释放的方法，具体的说是先制备锆改性沸石，再以锆改性沸石作为底泥改良剂，将锆改性沸石添加进底泥中，利用锆改性沸石对磷的固定能力提高底泥对磷的固定能力并降低底泥磷的释放风险，最终实现对地表水体污染底泥磷释放的有效控制。

背景技术

富营养化是目前地表水体生态系统所面临的主要问题之一。磷（P）是引起地表水体富营养化的关键营养元素之一。地表水体中磷的来源包括外源输入和内源释放。底泥是地表水体的重要组成部分。输入地表水体的外源磷经过一系列的物理、化学和生物作用会蓄积于底泥中。当外界环境条件发生变化时，蓄积于底泥中的磷会重新释放进入上覆水，成为地表水体磷污染的内源。因此，控制底泥磷的释放对于地表水体富营养化的防治是非常重要的。

目前，底泥磷释放控制技术主要包括两大类：异位控制技术和原位控制技术。底泥磷释放异位控制技术主要是指底泥疏浚和疏浚底泥的处理处置。底泥磷释放原位控制技术主要包括原位覆盖、硝酸钙原位处理、破坏分层、水下增氧以及铝盐钝化等。底泥疏浚和原位覆盖是目前国内外应用较多的两种底泥磷释放控制技术。底泥疏浚技术存在的主要缺陷包括费用高、底泥疏浚过程中底泥再悬浮会对水体产生污染、需要额外的处理处置场地以及会破坏现存底栖生态系统等。底泥原位覆盖技术存在的主要缺陷是对现存底栖生态系统破坏严重。因此，研究开发新的底泥磷释放控制技术以替代传统的底泥疏浚和原位覆盖技术是非常必要的。

底泥原位改良技术，即通过向底泥添加吸附剂以降低底泥中的污染物向水体迁移的风险，是近年来新出现的一种底泥污染物释放原位控制技术。与底泥疏浚和原位覆盖技术相比，底泥原位改良技术对现存底栖生态系统的破坏性更小。此外，底泥原位改良技术还可以与底泥疏浚技术联合使用，即底泥疏浚后向残留底泥中添加吸附剂以降低底泥再悬浮对水体的二次污染。

目前，国外的科技文献已经报道了向底泥添加镧改性黏土给水处理厂废弃铁铝泥（WTRs）等吸附剂对底泥磷的固定效果。Meis等发现采用对底泥进行改良可以明显增强底泥对磷的固定能力。Wang等发现向底泥添加给水处理厂废弃铁铝泥可以增强底泥中磷的稳定性，降低了底泥磷的释放风险。中国发明专利CN201210334918.0公开了一种了利用铝改性沸石控制底泥磷释放的方法，该方法是按质量比沸石∶改性物为1～5∶1，均匀混合后制备钝化剂；所述沸石的主要成分为SiO₂、Al₂O₃及铁氧化物，自然干燥，粉碎至粒径＜1mm；所述的改性物为明矾Al₂(SO₄)₃·18H₂O或Al₂(SO₄)₃；钝化剂沉降过程中可以吸附水体中的溶解磷，重金属离子和悬浮颗粒物，迅速减少上覆水体氮、磷和重金属含量,增加水体透明度；当钝化剂沉降至底泥表面可形成掩蔽层，通过物理阻隔和化学作用（吸附、沉淀反应）阻止底泥向上覆水体释放氮、磷和重金属离子，最终达到改善水质的目的。