CN105502867B - 一种用微电解材料处理黑臭水体底泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理黑臭水体及其底泥的方法，其包括如下步骤：(1)将微电解材料投加到黑臭水体的底泥中，并使微电解材料与黑臭水体底泥混合，其中，微电解材料的用量为黑臭水体的底泥重量的1‰－5％；(2)将氧化剂注入或投洒到已有微电解材料的黑臭水体底泥中，其中，氧化剂的用量为黑臭底泥的1‰－1％。采用本发明的方法可实现底泥的除硫、脱氮，促使底泥从厌氧状态转化为兼氧状态，可迅速消除水体黑臭，恢复水体自净功能。本发明方法适用于黑臭水体及河道的综合治理。

Description

一种用微电解材料处理黑臭水体底泥的方法
技术领域
本发明涉及一种处理黑臭水体底泥的方法，具体地讲，本发明涉及一种采用微电解材料加氧化剂氧化的方法，处理以有机污染为主的黑臭河道(涌)和湖泊。
背景技术
因水中有机污染物、氨氮在底泥中大量累积，厌氧分解产生H2S等硫化物臭味，氨氮的释放使水体富营养化，导致我国城市产生大量的黑臭内河河道(涌)及景观湖泊，迫切需要对其进行处理。
对这类黑臭水体的治理，目前主要先进行截污或转移，再采用清淤、种植水生植物、换水、投加微生物制剂、底泥投加硝酸钙等方法。例如：
中国专利申请201510795860.3公开了一种用于河流黑臭水体治理的复合微生物制剂及制备方法，其包含以下步骤：(1)取柳木切成长方体；(2)配置混合溶液；(3)将步骤(1)中热解后的柳木块从炉子中取出，在温度降低到85℃之前投入到步骤(2)的溶液中；4)选取养猪场的沼气池，从沼气池中称取沼液，搅拌混合；然后向沼液中投入枯草芽胞杆菌和白色念珠菌；(5)将步骤(3)中得到的负载后的柳木块投入沼液中，得出复合微生物制剂。
中国专利申请201210299383.8公开了一种黑臭水体和底泥营养盐的净化方法，包括以下步骤：a)对所述黑臭水体的表层底泥和上覆水体进行曝气处理同步降低水体和表层底泥氨氮含量，同时对水体中的磷进行吸附固定；b)将进行曝气处理后的水体进行沉降处理；c)将经过沉降处理的水体重复进行步骤a)和步骤b)处理，至水体中氨氮浓度低于预定浓度时，将水体静置处理，完成水体净化。
中国专利申请200610034724.3公开了一种利用生物修复技术治理城市黑臭河涌的方法，该方法通过上游河涌污染水体氧化塘预处理、河道底泥生物氧化修复、河道曝气增氧、中游河段水体生物修复和下游河段生态恢复等步骤，对河涌黑臭水体进行生物治理。
中国专利申请201510242578.2公开了一种在黑臭水河道旁的生态湿地与多塘组合的处理系统，其利用自然河道、河滩地或者堤外闲置区域，顺势建造黑臭水体处理系统。
中国专利申请201510577900.7公开了一种用于城市黑臭河道水质强化净化的三维立体式生态浮床，其结构包括浮床结构主体、生物填料以及生物石；结构成型方法：在流动缓慢甚至处于静止的河流湖泊里，通过简易的组装，形成一种三维立体式高效生态浮床。主要针对城市黑臭河道N、P营养盐及其他水中的有机污染负荷的去除，提高水体透明度及溶解氧。
中国专利201410136717.9公开了一种用于黑臭水体脱氮除磷复合菌的培育方法，包括(1)菌种样品采集，(2)扩增培养，(3)筛选驯化菌种和(4)纯化菌种等四个步骤，该发明首先在市政污水厂的活性污泥和黑臭水体底泥里筛选出具有脱氮除磷的土著微生物，用黑臭水体的污水作为主要的碳源与能量，再加入其他菌种生长所需的营养元素，通过驯化得到来自本土环境中的具有脱氮除磷的复合菌。
但这些方法的前提一般需要进行截污或者移污，而国内许多城市，特别是老城区的河涌湖泊难以截污或移污，从而使这类黑臭水体的治理成了难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需截污、可以就地在开放的或流动的水体中对黑臭水体的底泥进行处理的方法。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种处理黑臭水体及其底泥的方法，其包括如下步骤：
(1)将微电解材料投加到黑臭水体的底泥中，并使微电解材料与黑臭水体底泥混合，其中，微电解材料的用量为黑臭水体的底泥重量的1‰－5％；
(2)将氧化剂注入或投洒到已有微电解材料的黑臭水体底泥中，其中，氧化剂的用量为黑臭底泥的1‰－1％。
本发明的发明人发现：单纯采用微电解材料对黑臭水体的底泥进行处理时，效果很不明显，处理后的黑臭水体及其底泥臭味仍很严重，底泥仍显黑色；单纯采用氧化剂对黑臭水体及其底泥进行处理，在开放的或流动的水体中，处理效果有限，仅在投加氧化剂的很短时间内有效，一般情况下超过1小时后，又现臭味。
但在本发明的方法中，通过微电解材料和氧化剂的共同作用，使厌氧黑臭底泥转化为兼氧底泥，去除硫化物与氨氮，消除臭味，同时利用兼氧底泥加快有机物的分解，提高水体自净能力，在不截污的条件下，保持经治理后的水体长期(数月以上)不臭不黑。
在本发明的方法中，微电解材料是以湿法或干法投加黑臭水体的底泥中，并利用材料的重力作用，和/或借助人工或机械的作用，使微电解材料与黑臭水体的底泥混合。
本发明中，所说的黑臭水体的底泥是指沉积到黑臭水体底部的淤泥。一般情况下，黑臭水体的底泥不包括水体的河床本身；但在某些情况下，特别是河床的表层也被严重污染、需要处理的情况下，黑臭水体的底泥也包括被污染的河床表层。
实际上，在采用本发明的方法处理黑臭水体及其底泥时，虽然主要针对的是黑臭水体的底泥，但由于本发明方法是就地处理，因而在对底泥进行处理的同时，黑臭水体也一起得以处理。不过，本发明方法的处理对象主要是黑臭水体的底泥。
优选地，在本发明的方法中，所使用的氧化剂为过氧化物氧化剂。例如，所使用的氧化剂为选自如下一组物质的一种以上：过氧化钙、过碳酸钠、复合过硫酸氢钾和H2O2。
在本发明的方法中，优选的氧化剂的投放方式取决于具体所使用氧化剂及其状态。例如，当所使用的氧化剂为固体时，优选采用投洒的方式将氧化剂加入到已有微电解材料的黑臭水体底泥中；当所使用的氧化剂为液体时，优选采用注入的方式将氧化剂加入到已有微电解材料的黑臭水体底泥中。
在本发明的方法中，所使用的微电解材料可以为酸性微电解材料和/或碱性微电解材料，其可以为各种形式的铁碳微电解材料和碱性微电解材料的一种或两种的混合物。
例如，所使用的酸性微电解材料可以为铁碳微电解材料，这种酸性微电解材料采用铁粉作为阳极材料，碳粉作为阴极材料。
优选地，本发明所使用的酸性微电解材料为中国专利ZL200910038783.1中所公开的铁碳微电解材料，但在用于本发明场合下，该专利所公开的铁碳微电解材料优选不负载于陶粒上，即本发明所使用的铁碳微电解材料优选不包括陶粒。例如，本发明所使用的铁碳微电解材料可以包括粒径为80-120目的二氧化硅组分、粒径为80-200目的二氧化钛组分、粒径为20-80目的碳粉组分和粒径为20-120目的铁粉组分，其中，按重量份计，二氧化硅、二氧化钛、碳粉和铁粉等各组分的比例可以为0.1～1∶0～0.1∶1～1.5∶1～1.5。
优选地，本发明所使用的碱性微电解材料为中国专利ZL201210452101.3中所公开的碱性微电解材料，该碱性微电解材料的阳极材料为锌粉，阴极材料为二氧化锰；但在用于本发明场合下，该专利所公开的碱性微电解材料优选不负载于陶粒上，即本发明所使用的碱性微电解材料优选不包括陶粒。例如，本发明所使用的碱性微电解材料包括粒径为20～120目的二氧化锰和粒径为20～160目的锌粉，按重量份计，所用的锌粉和二氧化锰的比例优选为0.5～1.5：0.5～1.5。
本发明方法不需要截污，也不需要移污，对黑臭水体及其底泥就地处理，起效时间短，加入氧化剂后，臭味与黑色立即消除。作用时间长，已有工程实例表明，一次治理，可维持3年水体无黑臭，底泥呈灰白色。
下面结合具体实施方式来进一步地说明本发明；但是可以理解，这些具体的实施方式只是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。本领域的普通技术人员完全可以在本发明的启示下，对本发明的具体实施方式进行改进，或对某些技术特征进行等同替换，但这些经过改进或替换后的技术方案，仍属于本发明的保护范围。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的黑臭水体为某中学景观湖，面积约1亩，因雨水带入的污染至水体发出臭味，底泥厚度约20cm，水面布满蓝藻，水体氨氮达到10mg/l。投加中国专利ZL200910038783.1铁碳微电解材料500kg(无陶粒)，约为污泥量的4‰(污泥比重取为1)，再加入H2O2(浓度为27.5％)50kg，10min后，臭味清除，黑色底泥转变为灰白色，3天后蓝藻全部消失，水体氨氮一周后降为0.1mg/l，实施治理至今达36个月，水质状态稳定。
实施例2：
本实施例为某城市公园景观湖，面积约30亩，因公园旁饭店生活污水部分排入湖中，湖中底泥呈黑色粘稠状，湖中水体恶臭难掩。向湖中投洒中国专利ZL201210452101.3碱性微电解材料20000kg(无陶粒)、过碳酸钠2000kg，一天后，臭味消失，底泥转变为疏松的灰褐色，一周后，水中氨氮从8mg/l降为2mg/l，溶解氧从1mg/l升至3mg/l，实施至今，已达12个月，未再出现恶臭气味。
实施例3：
本实施例为某城市内河河涌，是该城市内4.8平方公里区域内的排污泄洪渠。下雨时承担排涝泄洪任务，平时则主要承担排污任务，枯水期流量为0.5m/s，为例美化景观，将全长约4公里的河涌中段750m进行硬底化。因有机污染物的累积，整条河涌恶臭刺鼻，硬底化中段尤为严重。硬底化中段污泥厚度达80cm，向硬底中段底泥投洒中国专利ZL200910038783.1铁碳微电解材料160000kg(无陶粒)和中国专利ZL201210452101.3碱性微电解材料160000kg(无陶粒)，再注入H2O230000kg，一天后，硬底化中段河涌臭味基本消除，一周后黑臭底泥转变为灰白色，异味消除，水中氨氮从18mg/l降为6mg/l，水中溶解氧从0.2mg/l提高到3mg/l，实施至今已达6个月，水质状态稳定。
对比实施例1
在实施例3的内河河涌中，在向硬底中段底泥投洒中国专利ZL200910038783.1铁碳微电解材料160000kg(无陶粒)和中国专利ZL201210452101.3碱性微电解材料160000kg(无陶粒)，一天后，硬底化中段河涌臭味无明显变化，一周后黑臭底泥也无明显变化，异味没有消除。
对比实施例2
在实施例3的内河河涌中，在注入H2O230000kg后，臭味开始消除，但一天后，硬底化中段河涌臭味又开始恢复，比H2O2前无明显变化，一周后黑臭底泥也无明显变化，异味没有消除。

Claims (7)

1.一种处理黑臭水体及其底泥的方法，其包括如下步骤：
(1)将微电解材料以干法或湿法投加到黑臭水体的底泥中，并利用微电解材料的重力作用，和/或借助人工或机械的作用，使微电解材料与黑臭水体底泥混合，其中，微电解材料的用量为黑臭水体的底泥重量的1‰－5％；
(2)将氧化剂注入或投洒到已有微电解材料的黑臭水体底泥中，其中，氧化剂的用量为黑臭底泥重量的1‰－1％；所述的氧化剂为选自如下一组物质的一种以上：过氧化钙、过碳酸钠和复合过硫酸氢钾。
2.如权利要求1所述的方法，其中，当所述的氧化剂为固体时，所述的氧化剂采用投洒的方式加入到已有微电解材料的黑臭水体底泥中；当所述的氧化剂为液体时，所述的氧化剂采用注入的方式加入到已有微电解材料的黑臭水体底泥中。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述的微电解材料为酸性微电解材料和/或碱性微电解材料。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述的酸性微电解材料为铁碳微电解材料，其采用铁粉作为阳极材料，碳粉作为阴极材料。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述的铁碳微电解材料包括粒径为80-120目的二氧化硅组分、粒径为80-200目的二氧化钛组分、粒径为20-80目的碳粉组分和粒径为20-120目的铁粉组分，其中，按重量份计，二氧化硅、二氧化钛、碳粉和铁粉的各组分的比例为0.1～1∶0～0.1∶1～1.5∶1～1.5。
6.如权利要求3所述的方法，其中，所述的碱性微电解材料的阳极材料为锌粉，阴极材料为二氧化锰。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述的碱性微电解材料包括粒径为20～120目的二氧化锰和粒径为20～160目的锌粉，按重量份计，所述的锌粉和二氧化锰的比例为0.5～1.5：0.5～1.5。
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