CN115159797A - 原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法 - Google Patents

原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法 Download PDF

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CN115159797A CN202210665900.2A CN202210665900A CN115159797A CN 115159797 A CN115159797 A CN 115159797A CN 202210665900 A CN202210665900 A CN 202210665900A CN 115159797 A CN115159797 A CN 115159797A
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Abstract

本发明提供了一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,包括:将废弃秸秆和疏浚淤泥中的至少一种与发酵菌剂形成混合物后经微贮存处理、烘干、活化、炭化、冷却、清洗和干燥得到微贮修复剂;将微贮修复剂原位注射于黑臭河道的黑臭底泥中;在黑臭底泥中种植水生植物,水生植物包括挺水植物和沉水植物,挺水植物冬季留根茎割除,沉水植物春末或夏季收割。本发明的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法采用原位注射微贮修复剂联合水生植物修复,可实现对黑臭底泥的长期有效的治理,设计巧妙,操作简便快捷,成本低,适于大规模推广应用。

Description

原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域,更具体地,涉及黑臭河道的黑臭底泥治理技术领域,特别是指一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法。
背景技术
河道黑臭水体不仅给附近居民带来了极差的感官体验,也是直接影响群众生产生活的突出水环境问题。随着城市工业化的发展,城市的污染状况也越发严重,特别是城市的河道中,由于生活污水以及工业污水的违规排放,河道内的污染物引发的河道黑臭问题一直困扰着城市建设者,水体和底泥中的有机物被厌氧分解的过程中会产生硫化亚铁等黑色沉积物,同时产生硫化氢、氨气等恶臭气体,导致水体和底泥产生黑臭现象,如何治理黑臭河道成为如今的一大问题。
目前,黑臭底泥修复方法主要有原位修复方法和异位修复方法两大类。异位修复工程量大,且会造成底泥大规模迁移,存在污染物释放风险。原位修复可以避免大规模的底泥迁移及后端处理,对生态系统的干扰较小。原位修复是将黑臭底泥留在原处,采取措施阻止黑臭底泥进入水体,即切断内污染源的污染途径。底泥原位处理技术包括物理化学修复法和植物修复法。目前物理化学修复法包括向河道底泥投加硝酸钙、生物炭等;植物修复法包括挺水植物和沉水植物修复两种,植物修复是一种应用广泛、环境友好和经济有效的治理技术,水生植物对黑臭水体和黑臭底泥中的污染物具有较好的富集和降解能力。单一的物理化学修复对黑臭水体和黑臭底泥的修复效果只是暂时的,恢复已破坏的水生态系统才是黑臭河道和黑臭底泥长期有效的治理措施。
因此,希望提供一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其采用原位注射微贮修复剂联合水生植物修复,可实现对黑臭底泥的长期有效的治理。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺点,本发明的一个目的在于提供一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其采用原位注射微贮修复剂联合水生植物修复,可实现对黑臭底泥的长期有效的治理,适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其设计巧妙,操作简便快捷,成本低,适于大规模推广应用。
为达到以上目的,本发明提供了一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特点是,包括以下步骤:
(1)将废弃秸秆和疏浚淤泥中的至少一种和发酵菌剂形成混合物后经微贮存处理、烘干、活化、炭化、冷却、清洗和干燥得到微贮修复剂;
(2)将所述微贮修复剂原位注射于黑臭河道的黑臭底泥中;
(3)在所述黑臭底泥中种植水生植物,所述水生植物包括挺水植物和沉水植物,所述挺水植物冬季留根茎割除,所述沉水植物春末或夏季收割。
较佳地,在所述步骤(1)中,所述废弃秸秆选自农田废弃物和河道植物中的至少一种;所述疏浚淤泥选自河道底泥;或者,所述发酵菌剂中的发酵菌选自乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌中的至少一种。
更佳地,在所述步骤(1)中,所述农田废弃物选自玉米、小麦、芦苇和蒲草中的至少一种,所述河道植物选自芦苇、慈姑、蒲草、金鱼藻、水盾草和苦草中的至少一种;或者,所述发酵菌剂为所述乳酸菌、所述酵母菌和所述枯草芽孢杆菌的混合发酵菌液。
较佳地,在所述步骤(1)中,在形成所述混合物之前,所述废弃秸秆粉粹至2cm~3cm长;所述疏浚淤泥自然风干后过筛得到粒径为5mm~10mm的干泥,所述干泥的干密度为1.2g/cm3~1.5g/cm3,所述干泥的孔隙率是40%~60%,所述干泥的pH为7~7.6。
较佳地,在所述步骤(1)中,所述微贮存处理是将所述混合物压实、密封后避光微贮;所述活化是采用活化剂密封浸渍;所述清洗是使用去离子水清洗至pH中性。
更佳地,在所述步骤(1)中,所述避光微贮的温度为20℃~25℃,所述避光微贮的时间为20天~25天;所述活化剂选自磷酸和氢氧化钾中的一种,所述密封浸渍的温度为室温,所述密封浸渍的时间为10h~15h,经所述烘干获得的产物与所述活化剂的质量比为1~3:1。
较佳地,在所述步骤(1)中,所述烘干的温度为80℃~100℃,所述烘干的时间为6h~10h;所述炭化在管式炉中进行,所述炭化的温度为450℃~600℃,所述炭化的时间为30分钟~90分钟,所述炭化在保护气体下进行,所述保护气体是氮气或氩气;所述干燥的温度为100℃~110℃,所述干燥的时间为6h~10h。
较佳地,在所述步骤(2)中,所述注射采用船载靶式投药装置进行,每平方米所述黑臭底泥注射10kg~30kg所述微贮修复剂,所述微贮修复剂的注射深度为10cm~25cm。
较佳地,在所述步骤(3)中,所述水生植物的种植时间在所述步骤(2)之后20天~30天内。
较佳地,在所述步骤(3)中,所述挺水植物选自芦苇、慈姑、蒲草中的至少一种;所述沉水植物选自金鱼藻、水盾草和苦草中的至少一种。
本发明的有益效果在于:
1、本发明的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,包括:将废弃秸秆和疏浚淤泥中的中的至少一种与发酵菌剂形成混合物后经微贮存处理、烘干、活化、炭化、冷却、清洗和干燥得到微贮修复剂;将微贮修复剂原位注射于黑臭河道的黑臭底泥中;在黑臭底泥中种植水生植物,水生植物包括挺水植物和沉水植物,挺水植物冬季留根茎割除,沉水植物春末或夏季收割,因此,其采用原位注射微贮修复剂联合水生植物修复,可实现对黑臭底泥的长期有效的治理,适于大规模推广应用。
2、本发明的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,包括:将废弃秸秆和疏浚淤泥中的中的至少一种与发酵菌剂形成混合物后经微贮存处理、烘干、活化、炭化、冷却、清洗和干燥得到微贮修复剂;将微贮修复剂原位注射于黑臭河道的黑臭底泥中;在黑臭底泥中种植水生植物,水生植物包括挺水植物和沉水植物,挺水植物冬季留根茎割除,沉水植物春末或夏季收割,因此,其设计巧妙,操作简便快捷,成本低,适于大规模推广应用。
本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明和附图得以充分体现,并可通过说明书中特地指出的方法、手段和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是本发明的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法的一具体实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了实现对黑臭底泥的长期有效的治理,本发明人经过大量研究,提供了一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,包括以下步骤:
(1)将废弃秸秆和疏浚淤泥中的至少一种与发酵菌剂形成混合物后经微贮存处理、烘干、活化、炭化、冷却、清洗和干燥得到微贮修复剂;
(2)将所述微贮修复剂原位注射于黑臭河道的黑臭底泥中;
(3)在所述黑臭底泥中种植水生植物,所述水生植物包括挺水植物和沉水植物,所述挺水植物冬季留根茎割除,所述沉水植物春末或夏季收割。
在所述步骤(1)中,所述废弃秸秆可以是任何合适的废弃秸秆,所述疏浚淤泥可以是任何合适的疏浚淤泥,所述发酵菌剂中的发酵菌可以是任何合适的发酵菌,较佳地,在所述步骤(1)中,所述废弃秸秆选自农田废弃物和河道植物中的至少一种;所述疏浚淤泥选自河道底泥;或者,所述发酵菌剂中的发酵菌选自乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌中的至少一种。
在所述步骤(1)中,所述农田废弃物可以是任何合适的农田废弃物,所述河道植物可以是任何合适的河道植物,所述发酵菌剂可以是任何合适的发酵菌剂,更佳地,在所述步骤(1)中,所述农田废弃物选自玉米、小麦、芦苇和蒲草中的至少一种,所述河道植物选自芦苇、慈姑、蒲草、金鱼藻、水盾草和苦草中的至少一种;或者,所述发酵菌剂为所述乳酸菌、所述酵母菌和所述枯草芽孢杆菌的混合发酵菌液。优选地,所述农田废弃物为玉米,所述河道植物为芦苇。
所述混合发酵菌液可以采用任何合适的方法制备而成,较佳地,所述混合发酵菌液由所述乳酸菌、所述酵母菌和所述枯草芽孢杆菌的混合菌粉制备而成,制备条件可以为例如:用30℃温水活化所述混合菌粉3小时,所述温水的用量为所述混合菌粉的10倍~20倍。所述混合发酵菌液的菌丰度为1x107 CFU/mL。
在所述混合物中,所述混合发酵菌液和所述废弃秸秆以及所述疏浚淤泥可以采用任何合适的方式进行混合,较佳地,在所述混合物中,所述混合发酵菌液喷洒在所述废弃秸秆和所述疏浚淤泥形成的微贮混合物的表面,所述混合发酵菌液和所述微贮混合物的质量比为1:10~20,优选1:15。
在所述步骤(1)中,在形成所述混合物之前,可以对所述废弃秸秆和所述疏浚淤泥进行任何合适的预处理,较佳地,在所述步骤(1)中,在形成所述混合物之前,所述废弃秸秆粉粹至2cm~3cm长;所述疏浚淤泥自然风干后过筛得到粒径为5mm~10mm的干泥,所述干泥的干密度为1.2g/cm3~1.5g/cm3,所述干泥的孔隙率是40%~60%,所述干泥的pH为7~7.6。
在所述步骤(1)中,所述微贮存处理、所述活化和所述清洗具体可以采用任何合适的步骤,较佳地,在所述步骤(1)中,所述微贮存处理是将所述混合物压实、密封后避光微贮;所述活化是采用活化剂密封浸渍;所述清洗是使用去离子水清洗至pH中性。所述活化剂用于提高所述微贮修复剂的表面特性,即,比表面积、孔隙体积、官能团等。
在所述步骤(1)中,所述避光微贮和所述密封浸渍可以采用任何合适的条件,所述活化剂可以采用任何合适的活化剂,所述微贮修复剂与所述活化剂的质量比可以根据需要确定,更佳地,在所述步骤(1)中,所述避光微贮的温度为20℃~25℃,所述避光微贮的时间为20天~25天;所述活化剂选自磷酸和氢氧化钾中的一种,所述密封浸渍的温度为室温,所述密封浸渍的时间为10h~15h,经所述烘干获得的产物与所述活化剂的质量比为1~3:1,优选为1.5~2.5:1,更优选为2:1
在所述步骤(1)中,所述烘干、所述炭化和所述干燥可以采用任何合适的条件,较佳地,在所述步骤(1)中,所述烘干的温度为80℃~100℃,所述烘干的时间为6h~10h;所述炭化在管式炉中进行,所述炭化的温度为450℃~600℃,所述炭化的时间为30分钟~90分钟,所述炭化在保护气体下进行,所述保护气体是氮气或氩气;所述干燥的温度为100℃~110℃,所述干燥的时间为6h~10h。
在所述步骤(2)中,所述注射可以采用任何合适的条件,较佳地,在所述步骤(2)中,所述注射采用船载靶式投药装置进行,每平方米所述黑臭底泥注射10kg~30kg所述微贮修复剂,所述微贮修复剂的注射深度为10cm~25cm,即通常在所述黑臭底泥的中下层。
在所述步骤(3)中,所述水生植物的种植时间可以根据需要确定,较佳地,在所述步骤(3)中,所述水生植物的种植时间在所述步骤(2)之后20天~30天内。
在所述步骤(3)中,所述挺水植物可以是任何合适的挺水植物,所述沉水植物可以是任何合适的沉水植物,较佳地,在所述步骤(3)中,所述挺水植物选自芦苇、慈姑、蒲草中的至少一种;所述沉水植物选自金鱼藻、水盾草和苦草中的至少一种。
所述水生植物的种植密度可以根据需要确定,较佳地,所述沉水植物的种植密度为:所述金鱼藻5从/m2~10从/m2,所述水盾草和所述苦草各20株/m2~30株/m2,所述挺水植物种植密度为:所述芦苇10株/m2~30株/m2,所述慈姑10株/m2~20株/m2,所述蒲草40株/m2~50株/m2
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容,特举以下实施例详细说明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
步骤一:废弃秸秆为玉米秸秆和芦苇秸秆,疏浚淤泥为济南小清河下游的河道底泥,发酵菌剂为乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合发酵菌液,用30℃温水活化乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合菌粉3小时,温水的用量为混合菌粉的10倍,混合发酵菌液的菌丰度为1x107 CFU/mL。
将废弃秸秆粉粹至3cm长,将疏浚淤泥自然风干后过筛得到粒径为8mm的干泥,干密度为1.5g/cm3,孔隙率是40%,pH为7.4。
将废弃秸秆和疏浚淤泥混合形成微贮混合物,将混合发酵菌液喷洒在微贮混合物的表面,混合发酵菌液和微贮混合物的质量比为1:15,形成混合物。
将混合物堆满窖池压实、密封,控制温度在20℃,避光微贮25天后,秸秆呈黄绿色、柔弱稍湿润、有一股浓酒酸味。
经微贮存处理获得的产物在温度为90℃烘干8h,将经烘干获得的产物用活化剂磷酸浸渍,经烘干获得的产物与活化剂的质量比为1:1,浸渍时间为10h,浸渍期间密封,室温放置,以便于活化剂和生物质充分反应,调整生物质的组织结构。
经活化获得的产物放入管式炉中进行炭化,在保护气体氮气下进行,其中炭化温度条件为:室温下以每分钟上升5℃的速度加热到500℃,炭化维持时间在60分钟。
经炭化获得的产物冷却至室温,使用去离子水清洗至pH中性,然后放置在干燥器中105℃干燥8h。
最终得到微贮修复剂。
步骤二:使用船载靶式投药装置将微贮修复剂注入黑臭河道的黑臭底泥中;微贮修复剂注入量为10kg/m2,在黑臭底泥中注射深度为20cm。
步骤三:在注入微贮修复剂后第20天,在黑臭底泥中种植水盾草和苦草各25株/m2,慈姑15株/m2,蒲草40株/m2
步骤四,沉水植物春末收割,挺水植物冬季留根茎割除。
实施例2
步骤一:废弃秸秆为小麦秸秆和慈姑秸秆,疏浚淤泥为济南小清河下游河道底泥,发酵菌剂为乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合发酵菌液,用30℃温水活化乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合菌粉3小时,温水的用量为混合菌粉的15倍,混合发酵菌液的菌丰度为1x107 CFU/mL。
将废弃秸秆粉粹至2cm长,将疏浚淤泥自然风干后过筛得到粒径为5mm的干泥,干密度为1.2g/cm3,孔隙率是50%,pH为7。
将废弃秸秆和疏浚淤泥混合形成微贮混合物,将混合发酵菌液喷洒在微贮混合物的表面,混合发酵菌液和微贮混合物的质量比为1:10,形成混合物。
将混合物堆满窖池压实、密封,控制温度在22℃,避光微贮20天后,秸秆呈黄绿色、柔弱稍湿润、有一股浓酒酸味。
经微贮存处理获得的产物在温度为100℃烘干10h,将经烘干获得的产物用活化剂磷酸浸渍,经烘干获得的产物与活化剂的质量比为2:1,浸渍时间为15h,浸渍期间密封,室温放置,以便于活化剂和生物质充分反应,调整生物质的组织结构。
经活化获得的产物放入管式炉中进行炭化,在保护气体氮气下进行,其中炭化温度条件为:室温下以每分钟上升15℃的速度加热到450℃,炭化维持时间在30分钟。
经炭化获得的产物冷却至室温,使用去离子水清洗至pH中性,然后放置在干燥器中100℃干燥6h。
最终得到微贮修复剂。
步骤二:使用船载靶式投药装置将微贮修复剂注入黑臭河道的黑臭底泥中;微贮修复剂注入量为20kg/m2,在黑臭底泥中注射深度为10cm。
步骤三:在注入微贮修复剂后第25天,在黑臭底泥中种植水盾草和苦草各30株/m2,芦苇15株/m2,蒲草45株/m2
步骤四,沉水植物夏季收割,挺水植物冬季留根茎割除。
实施例3
步骤一:废弃秸秆为芦苇秸秆和金鱼藻,疏浚淤泥为济南小清河下游的河道底泥,发酵菌剂为乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合发酵菌液,用30℃温水活化乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合菌粉3小时,温水的用量为混合菌粉的20倍,混合发酵菌液的菌丰度为1x107 CFU/mL。
将废弃秸秆粉粹至2.5cm长,将疏浚淤泥自然风干后过筛得到粒径为10mm的干泥,干密度为1.3g/cm3,孔隙率是60%,pH为7.6。
将废弃秸秆和疏浚淤泥混合形成微贮混合物,将混合发酵菌液喷洒在微贮混合物的表面,混合发酵菌液和微贮混合物的质量比为1:20,形成混合物。
将混合物堆满窖池压实、密封,控制温度在25℃,避光微贮22天后,秸秆呈黄绿色、柔弱稍湿润、有一股浓酒酸味。
经微贮存处理获得的产物在温度为80℃烘干6h,将经烘干获得的产物用活化剂磷酸浸渍,经烘干获得的产物与活化剂的质量比为3:1,浸渍时间为12h,浸渍期间密封,室温放置,以便于活化剂和生物质充分反应,调整生物质的组织结构。
经活化获得的产物放入管式炉中进行炭化,在保护气体氮气下进行,其中炭化温度条件为:室温下以每分钟上升10℃的速度加热到600℃,炭化维持时间在90分钟。
经炭化获得的产物冷却至室温,使用去离子水清洗至pH中性,然后放置在干燥器中110℃干燥10h。
最终得到微贮修复剂。
步骤二:使用船载靶式投药装置将微贮修复剂注入黑臭河道的黑臭底泥中;微贮修复剂注入量为30kg/m2,在黑臭底泥中注射深度为25cm。
步骤三:在注入微贮修复剂后第30天,在黑臭底泥中种植水盾草和苦草各20株/m2,芦苇10株/m2,蒲草50株/m2
步骤四,沉水植物春末收割,挺水植物冬季留根茎割除。
实施例4
步骤一:废弃秸秆为蒲草秸秆和水盾草,发酵菌剂为乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合发酵菌液,用30℃温水活化乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合菌粉3小时,温水的用量为混合菌粉的10倍,混合发酵菌液的菌丰度为1x107 CFU/mL。
将废弃秸秆粉粹至2cm长,将疏浚淤泥自然风干后过筛得到粒径为8mm的干泥,干密度为1.5g/cm3,孔隙率是40%,pH为7.2。
将废弃秸秆和疏浚淤泥混合形成微贮混合物,将混合发酵菌液喷洒在微贮混合物的表面,混合发酵菌液和微贮混合物的质量比为1:20,形成混合物。
将混合物堆满窖池压实、密封,控制温度在20℃,避光微贮22天后,秸秆呈黄绿色、柔弱稍湿润、有一股浓酒酸味。
经微贮存处理获得的产物在温度为100℃烘干8h,将经烘干获得的产物用活化剂磷酸浸渍,经烘干获得的产物与活化剂的质量比为2:1,浸渍时间为10h,浸渍期间密封,室温放置,以便于活化剂和生物质充分反应,调整生物质的组织结构。
经活化获得的产物放入管式炉中进行炭化,在保护气体氮气下进行,其中炭化温度条件为:室温下以每分钟上升15℃的速度加热到600℃,炭化维持时间在60分钟。
经炭化获得的产物冷却至室温,使用去离子水清洗至pH中性,然后放置在干燥器中105℃干燥8h。
最终得到微贮修复剂。
步骤二:使用船载靶式投药装置将微贮修复剂注入黑臭河道的黑臭底泥中;微贮修复剂注入量为20kg/m2,在黑臭底泥中注射深度为20cm。
步骤三:在注入微贮修复剂后第25天,在黑臭底泥中种植水盾草和苦草各25株/m2,芦苇30株/m2,慈姑10株/m2
步骤四,沉水植物夏季收割,挺水植物冬季留根茎割除。
实施例5
步骤一:疏浚淤泥为济南小清河下游的河道底泥,发酵菌剂为乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合发酵菌液,用30℃温水活化乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合菌粉3小时,温水的用量为混合菌粉的20倍,混合发酵菌液的菌丰度为1x107 CFU/mL。
将废弃秸秆粉粹至3cm长,将疏浚淤泥自然风干后过筛得到粒径为5mm的干泥,干密度为1.4g/cm3,孔隙率是50%,pH为7。
将废弃秸秆和疏浚淤泥混合形成微贮混合物,将混合发酵菌液喷洒在微贮混合物的表面,混合发酵菌液和微贮混合物的质量比为1:10,形成混合物。
将混合物堆满窖池压实、密封,控制温度在22℃,避光微贮20天后,秸秆呈黄绿色、柔弱稍湿润、有一股浓酒酸味。
经微贮存处理获得的产物在温度为90℃烘干6h,将经烘干获得的产物用活化剂磷酸浸渍,经烘干获得的产物与活化剂的质量比为1:1,浸渍时间为12h,浸渍期间密封,室温放置,以便于活化剂和生物质充分反应,调整生物质的组织结构。
经活化获得的产物放入管式炉中进行炭化,在保护气体氮气下进行,其中炭化温度条件为:室温下以每分钟上升5℃的速度加热到500℃,炭化维持时间在30分钟。
经炭化获得的产物冷却至室温,使用去离子水清洗至pH中性,然后放置在干燥器中110℃干燥10h。
最终得到微贮修复剂。
步骤二:使用船载靶式投药装置将微贮修复剂注入黑臭河道的黑臭底泥中;微贮修复剂注入量为10kg/m2,在黑臭底泥中注射深度为25cm。
步骤三:在注入微贮修复剂后第30天,在黑臭底泥中种植水盾草和苦草各20株/m2,慈姑20株/m2,蒲草40株/m2
步骤四,沉水植物春末收割,挺水植物冬季留根茎割除。
对比例1
对比例1与实施例1的步骤一和步骤二相同,不进行实施例1的步骤三和步骤四。
对比例2
在黑臭底泥中种植水盾草和苦草各25株/m2,慈姑15株/m2,香蒲40株/m2;沉水植物春末或夏季收割,挺水植物冬季留根茎割除(与实施例1的步骤三和步骤四基本相同)。
测试例1
本测试例采用Boehm滴定法测定了实施例1-实施例5、对比例1制备得到的微贮修复剂表面的官能团的情况,结果如表1所示。
表1微贮修复剂表面官能团含量
Figure BDA0003691634840000101
Figure BDA0003691634840000111
测试例2
在相同的河道内,选择七个不同的河段,且七个河段污染程度相同,河段均长1.5km,水面均宽5m,水深均60cm,为劣V类水质。利用实施例1-实施例5、对比例1-对比例2作为七个河段的治理方法,并每天对底泥中的溶解氧饱和率、硫化物、大肠杆菌菌群含量进行检测,相关数据如表2:
表2
案例 溶解氧饱和率 硫化物(mg/L) 大肠杆菌(cfu/L)
方案例1 92.56 0.152 5500
方案例2 94.89 0.145 6700
方案例3 91.23 0.201 1100
方案例4 87.34 0.167 8900
方案例5 85.24 0.189 7500
对比例1 33.45 0.27 15000
对比例2 34.45 0.27 14000
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)耦合原位化学修复和生物修复两种技术,原位化学修复剂有效氧化降解底泥有机污染物的含量,增加底泥的氧化还原电位和溶解氧梯度,快速改变底泥环境,改善河道黑臭现象;生物修复通过沉水植物和挺水植物种植不仅实现了根系生物吸附吸收转化底泥有机污染物和重金属物质,而且水生植物形成的植物密集过滤层实现了水质净化,从根本上为水生生物(动物、植物、微生物)的自然恢复和生存、繁衍营造良好的生境条件,提高河流生态功能,恢复其完整性。
2)水生植物旺盛期收割,不仅移除了从底泥中吸收的污染物,而且避免植物腐烂导致的二次污染。
3)本发明治理黑臭河道能从根本上改善黑臭底泥环境,修复过程简单易操作,能耗小,对环境扰动小,不仅提高了河道生态景观,且从根本上实现了河流生态功能修复。
因此,本发明提供了一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,构建原位注射微贮修复剂和水生植物修复复合系统,可实现对黑臭底泥的长期有效的治理。
综上所述,本发明的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法采用原位注射微贮修复剂联合水生植物修复,可实现对黑臭底泥的长期有效的治理,设计巧妙,操作简便快捷,成本低,适于大规模推广应用。
在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将废弃秸秆和疏浚淤泥中的至少一种与发酵菌剂形成混合物后经微贮存处理、烘干、活化、炭化、冷却、清洗和干燥得到微贮修复剂;
(2)将所述微贮修复剂原位注射于黑臭河道的黑臭底泥中;
(3)在所述黑臭底泥中种植水生植物,所述水生植物包括挺水植物和沉水植物,所述挺水植物冬季留根茎割除,所述沉水植物春末或夏季收割。
2.如权利要求1所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,所述废弃秸秆选自农田废弃物和河道植物中的至少一种;所述疏浚淤泥选自河道底泥;或者,所述发酵菌剂中的发酵菌选自乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌中的至少一种。
3.如权利要求2所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,所述农田废弃物选自玉米、小麦、芦苇和蒲草中的至少一种,所述河道植物选自芦苇、慈姑、蒲草、金鱼藻、水盾草和苦草中的至少一种;或者,所述发酵菌剂为所述乳酸菌、所述酵母菌和所述枯草芽孢杆菌的混合发酵菌液。
4.如权利要求1所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,在形成所述混合物之前,所述废弃秸秆粉粹至2cm~3cm长;所述疏浚淤泥自然风干后过筛得到粒径为5mm~10mm的干泥,所述干泥的干密度为1.2g/cm3~1.5g/cm3,所述干泥的孔隙率是40%~60%,所述干泥的pH为7~7.6。
5.如权利要求1所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,所述微贮存处理是将所述混合物压实、密封后避光微贮;所述活化是采用活化剂密封浸渍;所述清洗是使用去离子水清洗至pH中性。
6.如权利要求5所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,所述避光微贮的温度为20℃~25℃,所述避光微贮的时间为20天~25天;所述活化剂选自磷酸和氢氧化钾中的一种,所述密封浸渍的温度为室温,所述密封浸渍的时间为10h~15h,经所述烘干获得的产物与所述活化剂的质量比为1~3:1。
7.如权利要求1所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,所述烘干的温度为80℃~100℃,所述烘干的时间为6h~10h;所述炭化在管式炉中进行,所述炭化的温度为450℃~600℃,所述炭化的时间为30分钟~90分钟,所述炭化在保护气体下进行,所述保护气体是氮气或氩气;所述干燥的温度为100℃~110℃,所述干燥的时间为6h~10h。
8.如权利要求1所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,所述注射采用船载靶式投药装置进行,每平方米所述黑臭底泥注射10kg~30kg所述微贮修复剂,所述微贮修复剂的注射深度为10cm~25cm。
9.如权利要求1所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(3)中,所述水生植物的种植时间在所述步骤(2)之后20天~30天内。
10.如权利要求1所述的原位注射微贮修复剂联合水生植物修复治理黑臭底泥的方法,其特征在于,在所述步骤(3)中,所述挺水植物选自芦苇、慈姑、蒲草中的至少一种;所述沉水植物选自金鱼藻、水盾草和苦草中的至少一种。
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