[发明专利]一种水体底泥的无害化处理方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种水体底泥的无害化处理方法。

背景技术

水体底泥，特别是河道底泥的无害化处理是一个全球性的大问题，大量的侵蚀性泥沙沉积在河床和洪泛平原中，而悬浮的沉积物到达流域出口，将这些沉积的悬浮泥沙移出河床的方法有清淤和挖沙。河流和底泥中的有机质能够通过减小土壤的可塑性、紧实度，增加团粒结构、孔隙度和持水性来增强土壤结构（Parkpian, P., Tet Leong, S., Laortanakul, P., & Thi Kim Phuong, N. 2002. The benefits and risks of using river sediment for Vietnamese agriculture: a case study of the Nhieu Loc canal in Ho Chi Minh city. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 37(6), 1099-1122）。此外，底泥还能提供养分，增加阳离子交换能力，某些微量元素是植物必需微量养分，植物根部所摄入的微量元素取决于土壤和植物本身，如土壤中元素的来源和化学形态、pH值、有机质、植物品种、植物年龄等，因此，鉴于这些被清除的泥沙具有基本的化学和物理特性，且富含植物养分和有机质，能够用于土壤改良并提高作物的产量，将河道底泥加入土壤中既能解决泥沙的处理问题，又能充当肥料，调节土壤，提高土壤肥力水平，因此，底泥可以作为天然土壤改良剂，满足土壤对有机质和养分的需求，在农业上的二次利用具有很大潜力。

然而，随着河流中工业和城市污水的任意排放，使得污染物沉积在河流底部，生长在污染环境下的植物能积累高浓度的危害人体健康的微量元素（Biati A., Karbassi A.R., Keyhani Z. 2014. Origination and assessment of metal pollution in Quarechay River bed sediments. Environ Monit Assess. 186(7), 1-10），这引起了公众的重点关注，随之产生的是一个矛盾的问题：河道底泥对土壤肥力和植物营养很重要，但另一方面河道底泥中重金属又是耕地新增污染物的来源。

河道底泥中重金属中的无害化处理的方法主要有：物理法，生物法和化学法。物理法主要有原位覆盖，电动力学修复和引水等，其优点是操作简单，修复快速、高效，但是，缺点是覆盖技术对水体的扰动性较大，覆盖不均匀，对水深的要求严格，污染区域的可施性受到较大限制，河道底质中埋藏的物质会降低电动修复效率，金属电极电解过程中因溶解会产生腐蚀性物质。生物法主要有植物修复，微生物修复和动物修复，植物修复是通过种植超富集植物去除重金属，微生物修复是通过微生物的代谢作用转化重金属价态或吸收固定重金属，动物的自身分泌或蠕动对底泥重金属的修复有促进作用，总体来讲，生物法虽然成本低，对水体扰动小，但其周期较长，生物量小且受环境影响较大。化学法主要是通过添加有机、无机或其他功能材料等钝化/固定重金属，以调节和改变基质理化性质来改变重金属离子的化学形态和赋存状态，抑制其在基质中可迁移性和生物有效性，使其以更稳定的形式存在于基质中，进而降低重金属污染风险，主要起到沉淀作用、吸附作用、氧化还原作用、拮抗作用等，其简单易行，效果显著，经济实用，但是，其可能会造成二次污染，并引起土壤质量下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种硅元素的利用率高，水底泥无害化后重金属含量有效降低，不易造成二次污染，治理成本低的水体底泥的无害化处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种水体底泥的无害化处理方法，取水体底泥自然风干后，捣碎成颗粒状，然后与富硅物质混合，加水反应，干燥，研磨过筛，即成。

优选地，所述水体底泥为河道底泥、湖泊底泥或污水处理底泥等；所述水体底泥的含水率为5～50%，自然风干后捣碎至粒径为1～2 mm的颗粒。所述水体底泥的主要重金属含量为：总Cd 130.2～132.5 mg/kg，总As 48.4～48.9 mg/kg，总Cr 95.4～95.8 mg/kg，总Pb 130.2～132.5 mg/kg，pH值为6.5～6.8。捣碎后的颗粒状底泥，可增加其与富硅物质反应的比表面积，更有利于与重金属物质的结合。