[發(fā)明專利]具有底泥磷固定與吸收功能的下沉式生態(tài)修復(fù)裝置

有效

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• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106745781B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春杰;穆玉林;高俊華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F1/58
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發(fā)明涉及具有底泥磷固定與吸收功能的下沉式生態(tài)修復(fù)裝置，包括下層管材(4)、中層管材(5)、上層管材(6)，所述的下層管材(4)上設(shè)有基質(zhì)固定網(wǎng)(3)，用于裝填磷固定基質(zhì)(2)，所述的中部管材(5)將水生植物和磷固定基質(zhì)隔開，為植物根系提供生長區(qū)域，所述的上層管材(6)上設(shè)有植物固定網(wǎng)(7)，用于放置水生植物(8)，所述的下層管材(4)、中層管材(5)和上層管材(6)由下到上依次設(shè)置并通過軟繩(9)連接浮標(biāo)(10)，各管材上均設(shè)有透水孔眼。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)對底泥磷的固定，而且可以對固定的磷加以吸收，最終通過植物收割將磷移除，結(jié)構(gòu)簡單、效果好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種具有底泥磷固定與吸收功能的生態(tài)修復(fù)裝置。

背景技術(shù)

磷被認(rèn)為水體富營養(yǎng)化的限制因子，內(nèi)源磷的聚集給湖泊富營養(yǎng)化帶來了潛在威脅，因此削減和控制內(nèi)源磷的釋放是治理湖泊富營養(yǎng)化的關(guān)鍵。近年來，植物修復(fù)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于內(nèi)源磷的控制。然而，在一些實(shí)際應(yīng)用中，植物修復(fù)去除率較低的問題逐漸顯現(xiàn)出來。為了提高去除率，一種新開發(fā)的除磷材料水化硅酸鈣作為基質(zhì)被應(yīng)用于植物修復(fù)技術(shù)中，促進(jìn)植物生長，提高抑制內(nèi)源磷釋放的效果。

底泥中的磷被粗略的分為無機(jī)磷(IP)和有機(jī)磷(Org-P)。由于有機(jī)磷在底泥磷負(fù)荷中占的比例不大，無機(jī)磷分為不穩(wěn)定性或松結(jié)合態(tài)磷(Lab-P)、鋁結(jié)合態(tài)磷(Al-P)、鐵結(jié)合態(tài)磷(Fe-P)、鈣結(jié)合態(tài)磷(Ca-P)、閉蓄態(tài)磷(O-P)、不穩(wěn)定性磷結(jié)合力弱、穩(wěn)定性較差，它們在物化條件如溫度、pH值、水動力條件及生物擾動等因素作用下，可直接通過再懸浮或滲透被帶到上覆水中，或通過水體磷濃度的變化解析到水體，直接參與生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)。鐵磷和鋁磷主要是通過一些物理和化學(xué)作用吸附在鐵、鋁氧化物膠體表面上的磷。鈣結(jié)合態(tài)磷主要是碳酸鈣吸附的磷和鈣磷酸鹽沉淀。它也是無機(jī)磷的一個主要形態(tài)，在pH8的條件下，磷酸根很容易與鈣離子發(fā)生共沉淀，并主要以羥基磷灰石(Ca(PO₄)₃OH)形式存在，形式比較穩(wěn)定，一般被看作永久性的磷匯。閉蓄態(tài)磷是指被Fe₂O₃或Al₂O₃膠膜所包蔽的還原性磷酸鐵及磷酸鋁，很難被作物吸收利用，也不易再次回到底泥的磷循環(huán)中，可認(rèn)為已被固定在底泥中的磷。

內(nèi)源磷負(fù)荷的削減控制技術(shù)，一般可以分為原位處理和異位處理。異位處理技術(shù)如底泥疏浚、異位淋洗等需要耗費(fèi)大量的人力物力，且無法從根本上解決問題，難以大規(guī)模推廣，因此主要采用內(nèi)源磷的原位處理技術(shù)，按照控制方法和原理的不同，原位大致可以分為物理控制技術(shù)(如覆蓋法、底層曝氣、稀釋沖刷等)、化學(xué)控制技術(shù)以及生態(tài)控制技術(shù)。物理法中以覆蓋法最為常見，是在污染底泥上放置一層或多層覆蓋物，使污染底泥與水體隔離，防止底泥磷向水體遷移，采用的覆蓋物主要有未污染的底泥、沙、礫石或一些功能基質(zhì)材料等。然而，由于實(shí)際的水體會受到風(fēng)浪擾動和生物擾動，覆蓋法在應(yīng)用中難以持久有效實(shí)現(xiàn)。化學(xué)控制技術(shù)是指通過向底泥中投加一些化學(xué)藥劑(如包括硝酸鈣、氯化鐵和氫氧化鈣)，使其與底泥中的磷發(fā)生沉淀、配位、結(jié)晶等反應(yīng)，將磷從底泥中分離出來，或控制其釋放到水體中的技術(shù)，但由于底泥的生物地球化學(xué)作用，難以持久的固定磷?？偟膩碇v，原位物理方法和化學(xué)方法都起到了暫時的作用，并沒有將磷從水體中移除。