[发明专利]一种地表黑臭水体及底泥一体化原位修复治理药剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种地表黑臭水体及底泥一体化原位修复治理药剂，包括凝聚吸附材料、聚合铁盐、硝酸盐、氧化剂、复合酶和胶黏剂等成分；所述的氧化剂为过碳酸盐、单过硫酸氢钾复合盐、过氧化物、次氯酸盐中的至少一种。本发明针对地表黑臭水体及底泥的一体化修复，复合药剂的加入能提高水体及底泥中的溶解氧、激活和恢复微生物的生态系统，强化原位生物修复降解作用，提高了水体的自净能力，降低底泥产生量。同时提高了脱氮除磷的效率，具有长效稳定性，不会产生二次污染，应用前景好。

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体是一种具有长效性的地表黑臭水体及底泥一体化修复治理药剂。

背景技术

河流“黑臭”现象是一种生物化学现象——水体中有机物的厌氧分解。水体中存在的有机物在分解过程中耗氧大于复氧，造成水体缺氧。厌氧微生物大量繁殖并分解有机物产生大量臭味气体如胺类、硫化氢、氨等使水体发臭，逸出水面进入大气导致水体周围弥漫着臭味。同时水体因缺氧导致底泥和水中的铁、锰等重金属还原，与水中的硫离子形成硫化物等使水体呈现黑色。

黑臭水体的形成原因主要有以下几种：(1)水体有机污染负荷过大：主要有点源污染和面源污染，如工业废水、生活污水、畜禽养殖废水、暴雨径流等。(2)水体热污染：城市河流热污染指河流两岸工厂向水体排放的高温废水，在25℃左右时放线菌的繁殖达到最高，河流的黑臭也达到最大。(3)重金属污染：重金属污染也是城市河流污染类型的一种，它对河流黑臭的贡献主要在于水体中锰以及铁的含量。(4)底层污泥以及底质的再悬浮作用；河流污染的特点在于不仅其水质受到严重污染，底泥是水体中各种污染的主要归趋，受污染也相当严重，而这些底泥会对上覆水体造成二次污染。在物理、化学和生物等一系列作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发生交换，从而向上覆水体中释放污染物质，引起水体中的有机污染物含量增加，导致上覆水体黑臭。在合适环境条件下，底泥中放线菌的大量繁殖是引起水体黑臭的一大因素。

国务院发布的《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)就黑臭水体治理提出：到2020年，我国地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内；到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。城镇区域黑臭水体不仅给群众带来了极差的感官，也直接影响群众生活的突出水环境问题。当务之急，就是要认清其成因并采取有效治理措施，消除黑臭。研究表明进入河流湖泊的污染物中只有1％以下的污染物能溶解于水中，99％以上的污染物会沉积在河流湖泊的底泥中。因而，底泥淤积了大量的耗氧性物质、重金属污染物、持有机污染物和N、P营养盐等并缓慢而持久地向水体、水生生物体释放，导致水体的二次污染，严重威胁水生生态环境及人类健康。因此，要从根本上解决河流湖泊的污染问题，不仅仅是要从源头上切断污染源，更重要的是要修复受污染底泥。

根据处理过程中是否需要移动底泥，可将底泥修复技术分为原位修复和异位修复两大类。由于异位修复技术需要挖掘出受污染的底泥并寻找场地进行堆放和处置，工程量巨大且花费不菲，而且很容易造成二次污染。而底泥原位修复技术不需要移动底泥，是直接采用天然或人工合成材料或药剂在底泥上方形成一层或多层覆盖物，从而阻止底泥与上覆水的接触，防止受污染底泥中的有害物质扩散到水体中。底泥原位修复技术因操作简单、工程量较少、处理效果良好、投资省等越来越受到关注，底泥原位修复技术包括原位覆盖技术、原位生物修复技术和原位化学修复技术。最早的底泥原位覆盖技术是美国于1978年首先使用，在流动性不大的水体中采用沙土覆盖的方式，随后推广到其他国家(唐艳等，污染底泥原位覆盖技术综述，生态学杂志，2011，26(7)：1125～1128)。但原位覆盖技术也存在减小水体容量、改变河道及湖底坡度等缺陷；此外，水流速较快、水动力较强的区域也不适合使用原位覆盖技术。故在原位覆盖技术的基础上，原位生物修复技术和原位化学修复技术随之发展起来，并通过各技术的联合使用处理被污染底泥。