CN114477675A - 一种修复剂以及一种原位处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种修复剂以及一种原位处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法，属于污水处理技术领域。本发明的修复剂包括如下体积比的溶液：Ca(NO3)2水溶液：CaO2水溶液：H2O2水溶液为1.28～2.2:1～1.57:0.09～0.112。利用本发明的修复剂修复黑臭湖泊的底泥后可以使底泥的颜色由黑色变为浅土黄色，上覆水也会变澄清，并能降低上覆水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量和COD值。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种修复剂以及一种原位处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法。
背景技术
目前，由于大量生活污水和工业废水排入湖泊，导致一些湖泊水体和底泥黑臭。排入水体的污染物通过物理方式沉降和吸附等进入到底泥中，并蓄积于其中。一段时间后，由于外界条件或水环境的变化，蓄积在底泥中的污染物又会通过泥水界面重新回到上覆水中，造成二次污染。研究表明：蓄积在底泥中的污染物含量比上覆水中的污染物含量高很多。底泥和上覆水时刻都在进行着复杂的物质和能量交换。因而，如何处理底泥中的污染物向上覆水转移就显得至关重要。
底泥的原位修复技术按原理分为原位物理修复、原位生物修复和原位化学修复。底泥的原位化学修复是最有效的修复方法。但是现有的原位化学修复方法要么会造成二次污染，危害环境；要么修复效果不好。因此现有技术领域急需研发对环境友好，不会造成二次污染，修复效果好的修复剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种修复剂以及一种原位处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种修复剂，包括如下体积比的溶液：
Ca(NO3)2水溶液：CaO2水溶液：H2O2水溶液为1.28～2.2:1～1.57:0.09～0.112。
作为优选，包括如下体积比的溶液：
Ca(NO3)2水溶液：CaO2水溶液：H2O2水溶液为1.48～2.0:1.1～1.47:0.1～0.102。
作为优选，包括如下体积比的溶液：
Ca(NO3)2水溶液：CaO2水溶液：H2O2水溶液为1.74:1.285:0.101。
作为优选，所述Ca(NO3)2水溶液的初始摩尔浓度为0.5～0.7mol/L；
所述CaO2水溶液的初始摩尔浓度为0.7～0.9mol/L；
所述H2O2水溶液的初始摩尔浓度为9.8～10mol/L。
本发明还提供了所述的修复剂处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法，包括如下步骤：
在黑臭湖泊底泥上表面覆盖分子筛，同时在黑臭湖泊底泥上表面以下5～7cm处注射所述的修复剂进行处理。
作为优选，所述分子筛的成分为硅铝酸盐；
所述分子筛的粒径为1.8～2.2μm。
作为优选，所述所述分子筛的覆盖厚度为0.4～0.6cm。
作为优选，所述修复剂与黑臭湖泊底泥的体积比为25～27:150；
作为优选，所述处理的时间为29～31d。
本发明提供了一种修复剂以及一种原位处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法。
本发明修复剂中加入Ca(NO3)2可进一步促进底泥中微生物多样性，还可降解有机物，抑制底泥中磷和硫化物。CaO2作为环境友好型材料与水反应缓慢释放O2，改善厌氧环境从而控制内源磷释放。H2O2可补充O2释放，代替了曝气，同时可降解部分污染物。本发明修复剂中并不含有任何有毒物质，不会造成二次污染，并且本发明修复剂中的各组分价格便宜，容易获得。
本发明利用修复剂修复底泥时，加入了分子筛，该分子筛的作用为阻止污染物释放。本发明的方法同时利用了物理修复和化学修复可以使底泥的颜色由黑色变为浅土黄色，上覆水也会变澄清，并能降低上覆水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷的含量和COD值，并且工艺简单。
具体实施方式
本发明提供了一种修复剂，包括如下体积比的溶液：
Ca(NO3)2水溶液：CaO2水溶液：H2O2水溶液为1.28～2.2:1～1.57:0.09～0.112。
在本发明中，所述体积比优选为：1.48～2.0:1.1～1.47:0.1～0.102，进一步优选为1.74:1.285:0.101。
在本发明中，所述Ca(NO3)2、CaO2和H2O2的纯度为化学纯。
在本发明中，所述CaO2水溶液为悬浮液；所述CaO2水溶液的初始摩尔浓度为0.7～0.9mol/L，优选为0.8mol/L；
在本发明中，所述Ca(NO3)2水溶液的初始摩尔浓度为0.5～0.7mol/L，优选为0.6mol/L；
在本发明中，所述H2O2水溶液的初始摩尔浓度为9.8～10mol/L，优选为9.9mol/L。
本发明还提供了所述的修复剂处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法，包括如下步骤：
在黑臭湖泊底泥上表面覆盖分子筛，同时在黑臭湖泊底泥上表面以下5～7cm处注射所述的修复剂进行处理。
在本发明中，所述分子筛的成分为硅铝酸盐；
所述分子筛的粒径为1.8～2.2μm，优选为2.0μm。
在本发明中，所述分子筛的覆盖厚度为0.4～0.6cm，优选为0.5cm。
在本发明中，所述修复剂与黑臭湖泊底泥的体积比为25～27:150，优选为26:150；
所述注射的位置优选为6cm。
在本发明中，所述处理的时间为29～31d，优选为30d。
下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例中所述的去除率＝[(处理前该物质的含量-处理后该物质的含量)/处理前该物质的含量]×100％。
实施例1
将Ca(NO3)2配置成摩尔浓度为0.5mol/L的Ca(NO3)2水溶液；将CaO2配置成摩尔浓度为0.9mol/L的CaO2悬浮液；将H2O2配置成摩尔浓度为9.9mol/L的H2O2水溶液。
量取1.28LCa(NO3)2水溶液，1.27LCaO2悬浮液和0.112LH2O2水溶液混合得到修复剂，备用。
量取1500mL河南省周口市沙颍河黑臭底泥，放入圆柱形反应器中，在底泥表面覆盖0.4cm厚粒径为1.8μm，成分为硅铝酸盐的分子筛；同时在底泥上表面以下6cm处注射250mL上述配置的修复剂；再取河南省周口市沙颍河黑臭底泥的上覆水1500mL小心加入反应器中，模拟黑臭水体的情况，将反应器置于避免阳光直射的又通风良好的实验台上，处理29d，观察黑臭底泥和上覆水的变化。
检测处理前后上覆水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD的含量。结果如表1所示。
表1实施例1的修复剂对黑臭水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD去除率的影响
| ---- | 氨氮 | 硝酸盐氮 | 总氮 | 总磷 | COD |
| 处理前 | 900mg/L | 17.2mg/L | 8.69mg/L | 0.0537mg/L | 22.42/gO<sub>2</sub>.L<sup>-1</sup> |
| 处理后 | 426mg//L | 9.82mg/L | 1.73mg/L | 0.0112mg/L | 9.26/gO<sub>2</sub>.L<sup>-1</sup> |
| 去除率 | 53％ | 43％ | 80％ | 79％ | 59％ |
表1显示，经过处理后上覆水中的氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD的含量不同程度的降低，说明本发明的修复剂可以有效的去除黑臭水中的氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD。
29d后黑臭底泥变成浅土黄色，上覆水变澄清。
实施例2
将Ca(NO3)2配置成摩尔浓度为0.7mol/L的Ca(NO3)2水溶液；将CaO2配置成摩尔浓度为0.8mol/L的CaO2悬浮液；将H2O2配置成摩尔浓度为9.8mol/L的H2O2水溶液。
量取2.0LCa(NO3)2水溶液，1LCaO2悬浮液和0.09LH2O2水溶液混合得到修复剂，备用。
量取1500mL河南省周口市沙颍河黑臭底泥，放入圆柱形反应器中，在底泥表面覆盖0.6cm厚粒径为2.2μm，成分为硅铝酸盐的分子筛；同时在底泥上表面以下5cm处注射270mL上述配置的修复剂；再取河南省周口市沙颍河黑臭底泥的上覆水1500mL小心加入反应器中，模拟黑臭水体的情况，将反应器置于避免阳光直射的又通风良好的实验台上，处理30d，观察黑臭底泥和上覆水的变化。
检测处理前后上覆水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD的含量。结果如表2所示。
表2实施例2的修复剂对黑臭水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD去除率的影响
| ---- | 氨氮 | 硝酸盐氮 | 总氮 | 总磷 | COD |
| 处理前 | 900mg/L | 17.2mg/L | 8.69mg/L | 0.0537mg/L | 22.42/gO<sub>2</sub>.L<sup>-1</sup> |
| 处理后 | 434mg/L | 8.2mg/L | 1.62mg/L | 0.0100mg/L | 8.62/gO<sub>2</sub>.L<sup>-1</sup> |
| 去除率 | 52％ | 52％ | 81％ | 81％ | 62％ |
表2显示，经过处理后上覆水中的氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD的含量不同程度的降低，说明本发明的修复剂可以有效的去除黑臭水中的氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD。
30d后黑臭底泥变成浅土黄色，上覆水变澄清。
实施例3
将Ca(NO3)2配置成摩尔浓度为0.6mol/L的Ca(NO3)2水溶液；将CaO2配置成摩尔浓度为0.7mol/L的CaO2悬浮液；将H2O2配置成摩尔浓度为10mol/L的H2O2水溶液。
量取2.0LCa(NO3)2水溶液，1.57LCaO2悬浮液和0.1LH2O2水溶液混合得到修复剂，备用。
量取1500mL河南省周口市沙颍河黑臭底泥，放入圆柱形反应器中，在底泥表面覆盖0.5cm厚粒径为2.0μm，成分为硅铝酸盐的分子筛；同时在底泥上表面以下7cm处注射260mL上述配置的修复剂；再取河南省周口市沙颍河黑臭底泥的上覆水1500mL小心加入反应器中，模拟黑臭水体的情况，将反应器置于避免阳光直射的又通风良好的实验台上，处理31d，观察黑臭底泥和上覆水的变化。
检测处理前后上覆水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD的含量。结果如表3所示。
表3实施例3的修复剂对黑臭水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD去除率的影响
| ---- | 氨氮 | 硝酸盐氮 | 总氮 | 总磷 | COD |
| 处理前 | 900mg/L | 17.2mg/L | 8.69mg/L | 0.0537mg/L | 22.42/gO<sub>2</sub>.L<sup>-1</sup> |
| 处理后 | 400mg/L | 7.2mg/L | 1.54mg/L | 0.0092mg/L | 7.42/gO<sub>2</sub>.L<sup>-1</sup> |
| 去除率 | 56％ | 58％ | 82％ | 83％ | 67％ |
表3显示，经过处理后上覆水中的氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD的含量不同程度的降低，说明本发明的修复剂可以有效的去除黑臭水中的氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD。
31d后黑臭底泥变成浅土黄色，上覆水变澄清。
由以上实施例可知，本发明提供了一种修复剂以及一种原位处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法。本发明的修复剂协同作用，抑制底泥中的污染物向上覆水释放。并且本发明的修复剂不会造成二次污染。利用本发明的修复剂修复黑臭湖泊的底泥后可以使底泥的颜色由黑色变为浅土黄色，上覆水也会变澄清，并能降低上覆水中氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷和COD的含量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种修复剂，其特征在于，包括如下体积比的溶液：
Ca(NO3)2水溶液：CaO2水溶液：H2O2水溶液为1.28～2.2:1～1.57:0.09～0.112。
2.根据权利要求1所述的修复剂，其特征在于，包括如下体积比的溶液：
Ca(NO3)2水溶液：CaO2水溶液：H2O2水溶液为1.48～2.0:1.1～1.47:0.1～0.102。
3.根据权利要求2所述的修复剂，其特征在于，包括如下体积比的溶液：
Ca(NO3)2水溶液：CaO2水溶液：H2O2水溶液为1.74:1.285:0.101。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的修复剂，其特征在于，所述Ca(NO3)2水溶液的初始摩尔浓度为0.5～0.7mol/L；
所述CaO2水溶液的初始摩尔浓度为0.7～0.9mol/L；
所述H2O2水溶液的初始摩尔浓度为9.8～10mol/L。
5.利用权利要求1～4任意一项所述的修复剂处理黑臭湖泊底泥污染物向上覆水转移的方法，其特征在于，包括如下步骤：
在黑臭湖泊底泥上表面覆盖分子筛，同时在黑臭湖泊底泥上表面以下5～7cm处注射权利要求1～4任意一项所述的修复剂进行处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分子筛的成分为硅铝酸盐；
所述分子筛的粒径为1.8～2.2μm。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分子筛的覆盖厚度为0.4～0.6cm。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述修复剂与黑臭湖泊底泥的体积比为25～27:150。
9.根据权利要求5～8任意一项所述的方法，其特征在于，所述处理的时间为29～31d。
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-
2022
- 2022-02-15 CN CN202210139124.2A patent/CN114477675A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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| 齐遵利主编, 北京：中国农业大学出版社 * |
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