[发明专利]一种污染底泥覆盖球及其制备方法及应用

说明书

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种污染底泥覆盖球及其制备方法及应用，该污染底泥覆盖球的直径为0.5～5cm；所述污染底泥覆盖球的球心为所述锆改性沸石颗粒层，球心的直径为0.2～2cm；该锆改性沸石颗粒层外包裹有内层土工布；内层土工布外设有钙型沸石层，该钙型沸石层的厚度为0.3～3cm；所述钙型沸石层外包裹有外层土工布。利用本发明制备的污染底泥覆盖球，可以保持较大的孔隙，上覆水中的溶解氧更加容易达到底泥表层，有利于抑制底泥中污染物释放进入间隙水中，并且也是有利于底泥中污染物的降解，其对底泥氨氮和磷释放的抑制率可达90％。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种污染底泥覆盖球及其制备方法及应用。

背景技术

地表水体富营养化是全球面临的主要水环境问题之一。氮磷是导致地表水体富营养化的重要营养元素。水体中的氮磷的来源包括外源输入(农业面源输入、工业和城市生活污水点源排放等)和内源释放(底泥磷释放)，其中底泥氮磷释放对于水体富营养化起到重要作用。因此，控制地表水体内源氮磷的释放对于水体富营养化防治而言非常重要。

当前，底泥氮磷释放控制技术分为原位控制技术和异位控制技术两大类。底泥氮磷释放异位控制技术主要是指底泥疏浚以及疏浚底泥的处理处置。底泥氮磷释放原位控制技术是指就地采取措施控制底泥磷释放的方法，具体包括硝酸盐原位处理、铝盐钝化、人工曝气、破坏分层和原位覆盖等技术。其中，原位覆盖，尤其是原位活性覆盖技术被认为是一种可以有效控制底泥氮磷释放的方法，近年来受到了研究人员的广泛关注。

底泥原位活性覆盖技术的工作原理是通过投加活性覆盖材料于底泥-水界面上方形成一层覆盖层，达到原位控制底泥磷向上覆水体迁移的目的。应用底泥原位活性覆盖技术控制底泥氮磷释放的一个关键技术问题是选择合适的活性覆盖材料。工程上符合要求的底泥活性覆盖材料通常需要具备来源广泛、价格低廉、对污染物的固定能力好、良好的物理化学稳定性、以及不会产生二次污染等特点。

氧化锆是一种应用广泛的无机材料，无毒性、化学性质稳定且不溶于水。锆氧化物或氢氧化物对水中磷酸盐具备较强的固定能力。将锆氧化物或氢氧化物负载到来源广泛、价格低廉且环境友好的多孔性矿物材料上，所制备得到的含锆吸附剂预计是一种安全、高效且相对经济的用于控制底泥磷释放的活性覆盖材料。天然沸石是自然界中存在的呈骨架状结构的铝硅酸盐晶体矿物，来源广泛、价格低廉，且对水中氨氮的固定能力较强。如果将锆氧化物或氢氧化物负载天然沸石表面上，所制备得到的锆改性沸石预计是一种安全、高效且相对经济的用于控制底泥氮磷释放的活性覆盖材料。但是，现有的采用液相沉淀法的方法很难将锆改性沸石负载到颗粒状天然沸石表面上。

现有技术中提出了一种用于控制地表水体沉积物氮磷释放的覆盖层系统构件的制作方法，即用土工布包裹粉末状锆改性沸石制备得到毯状的覆盖层系统。但是采用土工布包裹粉末状锆改性沸石制备得到的毯状覆盖层系统虽然可以有效控制底泥氮磷的释放，可是上下土工布层中密集堆砌的粉末状锆改性沸石会阻碍上覆水中溶解氧向底泥表面迁移，处于厌氧状态下底泥可能会释放出大量污染物到底泥间隙水中，这会降低覆盖层系统控制底泥污染物释放的长效性。因此，对现有的锆改性沸石制备方法进行改进，以制备得到更有利于现场应用的锆改性沸石，对于应用锆改性沸石作为覆盖材料控制底泥氮磷释放而言是非常必要的。另外，对现有覆盖层系统的构建方法进行改进，以制作出更有利于现场应用的基于锆改性沸石覆盖层系统，对于应用锆改性沸石作为覆盖材料控制底泥氮磷释放而言也是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种污染底泥覆盖球，该覆盖球采用水解法将锆负载到颗粒状天然沸石表面上制备出颗状锆改性沸石，并采用土工布包裹，最终形成一个含钙型沸石颗粒和锆改性沸石颗粒的球体的污染底泥覆盖球，其对底泥氨氮和磷释放的抑制率可达90％。

本发明的另一个目的是提供一种污染底泥覆盖球的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：