CN101289255A - 高效修复水体中有机物污染沉积物的反应格栅技术 - Google Patents

Abstract

我国水体污染严重，同时突发性污染事故在我国时有发生，更加剧了水体污染沉积物的恶化。本发明开发了一种采用复合活性材料修复受污染沉积物的技术。当受污染沉积物释放出的有机污染物即将迁移到水体时，该复合材料及时吸附沉积物释放出的有机污染物，同时该复合覆盖材料能将吸附到其中的有机污染物通过氧化还原作用降解为无害的或易被水体自净降解的物质；而且多孔材料上自然附着的微生物在微粒表面以菌斑或菌群的形式存在，可以将上述降解中间产物彻底矿化。这样该技术通过集成吸附作用、氧化还原作用以及生物降解等技术，实现了受污染沉积物的修复。

Description

高效修复水体中有机物污染沉积物的反应格栅技术

技术领域

长久沉积或突发性事故排放的有机污染物，沉积到河流或湖泊等水体的沉积物中，严重地污染了沉积物。该技术能够高效地吸附降解受污染沉积物向水体中释放出的有机污染物。

技术背景

有毒有机物引起的污染近年来造成的危害尤为严重，而且不少有机物属于致癌、致畸、致突变的三致物质。据美国相关资料显示，各种水体中已检验出的2211种有机化合物中，有117种被认为或被怀疑为致癌物。在美国环保局(EPA)规定的优先控制的污染物中，有机化合物占总数的88％，这些有机化合物均属于有毒有机物。有毒有机物主要包括各种有机农药、有机颜料和染料、芳香胺以及多环芳烃等，其主要来源是焦化、染料、农药、医药、塑料合成等有机化工废水。这些有毒有机污染物大多具有较大的分子和较复杂的结构，不易生物降解，在生物处理和自然环境中均不易去除，因而由有毒有机物引起的污染受到国家、环保专家和广大人们的关注。进入20世纪80年代以来，随着工业化及全球化的发展，有毒有机物的生产中心由欧美向亚洲等劳动力便宜、经济欠发达的发展中国家转移，中国首当其冲成为此类耗水量大、污染严重的工业企业的转移中心。而我国对此类废水的处理率极低，这些废水多数未经处理或简单处理后直接排放，污染了人类赖以生存的天然水体，危害了人体健康，导致了环境污染和生态破坏越来越严重。

水体中的有机污染物大多转移到沉积物中，对水体存在着严重的二次污染等长久性破坏。同时突发性污染事故在我国时有发生，更加剧了水体沉积物的恶化。研究开发经济、高效、合理可行的污染沉积物修复技术恢复生态势在必行，更是满足工农业生产要求和提高水体区域人民生活水平的共同需要。文献检索的结果表明：在本发明完成之前，尚未发现采用复合材料技术高效修复污染沉积物的报道。

发明内容

沉积物中的有机污染物常常发生“二次污染”，重新返回到水体中，持续的危害着水体生态系统及沿岸人民的生产生活需要。本发明开发一种复合活性覆盖材料，可以将该材料覆盖在受有机污染物污染严重的沉积物区域，将有机污染物阻隔并进而转化为无害的物质，作用过程如下：

当受污染的沉积物释放出的有机污染物即将迁移到水体时，沉积物上所覆盖的复合材料具有强大快速的吸附功能，立即将沉积物所释放出的有机污染物吸附截留，及时阻隔有机污染物向水体中的输送；而且该复合覆盖材料同时具体降解功能，能将吸附到其中的有机污染物通过氧化还原作用降解为无害的或易被水体自净降解的物质；多孔材料自然吸附的微生物在微粒表面以菌斑或菌群的形式存在。尤其在贫营养流动的江河水中，微生物很容易吸附于多孔介质上形成菌群丛，多为硝化-反硝化菌群。实际上可以把每个多孔微生物载体视为大小不等的膜反应器，可以将上述降解的中间产物彻底矿化。

本发明通过吸附试验，从经济和效果的因素考察了活性炭、炉渣、焦炭、硅藻土、河沙、土壤的吸附能力，优化选择吸附材料，以便保证复合材料的及时阻隔作用；确定了复合格栅技术中多孔材料的敷设厚度、活性中心废铁屑的添加比例；优化复合材料材料的种类和配比，使微生物菌体更易在材料生长和发挥作用。

具体实施方式

对于水深较浅、流速较慢的水体，将已按比例调配的覆盖层材料从水体表面直接向水中投加，覆盖层材料可以依靠重力作用落在需要覆盖的沉积物表面。对于水面不是很宽的河流，可以用起重机吊起覆盖层材料直接洒在水体表面，如果水面较宽，也可以用船只装载覆盖物向水面投加。

对于深水区域或水流较急的水体，覆盖层材料一般需要从水下向沉积物表面投加，以较好的控制覆盖层的投加位置。这种方式可以在较大的程度上提高覆盖层铺设的均匀性和准确性，并能够尽量避免材料的浪费。

如果用上所述方法直接投加，覆盖层可能难于按照设计要求均匀地分布在需要覆盖的区域，这种情况下，可考虑将材料事先装入预制的袋中，制成毯状的活性反应层，可以较为容易的将其置于拟定的区域。

Claims (9)

1.一种采用复合活性材料修复受污染沉积物的技术，其特征如下：

a)复合材料中的吸附材料由以下材料中的一种或2-3种混和使用。供选用的材料如下：

活性炭、煤渣、硅藻土、岸边土壤、焦炭。

b)复合材料中的活性材料采用铁屑、废旧铁丝或二者共用。

c)复合材料由吸附材料和活性材料组成，活性材料与吸附材料的比例为1∶20～5∶1(质量比)。

d)复合材料的总厚度为5～50厘米。

e)吸附材料与活性材料可以分层或混合起来使用。

f)复合材料可以直接撒播或敷设在沉积物上，也可以将复合材料填装在透水性好的袋子中，然后铺盖沉积物上。

g)该技术可以在北方或南方四季使用，不受地域或季节的限制。

h)可以用于湖泊或河流的受污染沉积物的修复。

2.根据权利要求1所述，其特征步骤a)所述的吸附材料可以采用一种或2-3种混用，而且可供选用的吸附材料如下所示：活性炭、煤渣、硅藻土、岸边土壤、焦炭。

3.根据权利要求1所述，其特征步骤b)所指的复合材料中的活性材料可选用铁屑、废旧铁丝或二者共用。

4.根据权利要求1所述，其特征步骤c)所述的活性材料与吸附材料的质量比介于1∶20～5∶1之间，对受污染沉积物均有修复效果。

5.根据权利要求1所述，其特征步骤d)所述的覆盖材料的厚度介于5～50厘米之间，根据使用对象的不同，可以变动覆盖厚度。

6.根据权利要求1所述，其特征步骤e)所述的复合材料在使用时可以混合起来使用，也可活性材料与吸附材料分层组合使用。

7.根据权利要求1所述，其特征步骤f)所述的复合材料的具体实施方法是，直接撒播或敷设在沉积物之上，也可将复合材料装进透水性好的袋子之中，然后将该活性袋放置在沉积物上。

8.根据权利要求1所述，其特征步骤g)所述是指，该技术不受地域或季节的限制，在北方或南方，四个季节中均可发挥作用。

9.根据权利要求1所述，其特征步骤h)所述是指，该技术修复的对象是受有机物污染的沉积物，而不论沉积物是河流中的或是湖泊中的。