[發明專利]一種原位去除沉積物中多環芳烴的方法

在審

• 申請號: 201710447620.3
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107188382A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 黨晉華;王林芳;喬鵬明;趙穎;郭宏;張文靜
• 申請（專利權）人: 山西省環境科學研究院
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/02;C02F9/14;C02F101/32
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所14108
• 代理人: 王哲

技術領域

本發明屬于有機污染處理技術領域，本發明涉及一種河流水系沉積物中有機污染物的處理方法，特別是涉及一種原位去除河流水系沉積物中多環芳烴的方法。

背景技術

多環芳烴化合物(PAHs)是指含有2個以上苯環的碳氫化合物, 是地表水中的滯留性污染物,由于其水溶解度低而辛醇-水系分配系數高,因而易于從水相中分配到沉積物和有機質中,因此，在地表水、河口、岸帶生態環境、土壤等環境系統中普遍存在,種類達100多種，1979年美國環保署將16種PAHs列入優先控制的有機污染物黑名單。我國由于社會經濟的快速發展對能源需求持續增加，同時能源利用效率較低，造成PAHs排放量不斷上升，其通過廢水排放、大氣沉降等途徑進入水體，但由于PAHs具有強烈的疏水特性，易吸附于水體懸浮顆粒上，并沉積到底泥中而導致沉積物的污染，當環境條件改變時，沉積物中的PAHs 能夠進入水體，成為水體污染的二次污染源。PAHs可通過食物鏈發生生物累積而不斷富集和放大,進而對水環境中的生物種群和群落,包括人體健康造成嚴重威脅,并導致生態系統最終發生衰變和退化的潛在危害,且PAHs具有較強的生理和遺傳毒性，具有較強的致癌性和致突變性，自然降解率低，具有難降解性，一旦進入環境，將對生態環境和人類健康構成持久威脅。

目前國內外對于 PAHs 污染沉積物的修復技術主要包括物理、化學和生物修復技術。相對于物理、化學的沉積物修復技術，生物修復技術因為其投入少、無二次污染、治理效果持久而受到越來越多的青睞。根據處理場所劃分，又可分為異位修復技術和原位修復技術兩大類。目前主要是利用異位修復技術將采集的PAHs污染的沉積物樣品在實驗室階段進行分析研究，需要將江河湖泊河床上的沉積物挖出并運輸到設備處才能進行處理，需要搬動沉積物并額外建設處理場地，不僅耗時、耗力、耗資，而且破壞河床生態，對生態環境造成極大的破壞，這就使得異位修復技術主要停留在實驗室階段，很難推廣應用。

發明內容

為了解決現有技術中去除河流水系沉積物中PAHs污染存在的問題，本發明公開了一種原位去除河流水系沉積物中多環芳烴的方法，通過物理、化學、生物三位一體的相結合的方式，在原位、不改變河流水系自然生態環境的基礎上去除河流水系沉積物中的PAHs，同時提高了河流中水生生物和水生植物的活性，凈化水系；可以在不需要搬動沉積物、不額外建設處理場地、基本不破壞水體沉積物自然環境條件下，在原地實現污染物的減量和消除，操作簡單、且運行成本低。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種原位去除河流水系沉積物中多環芳烴的方法，是通過如下步驟實現的：

（1） 在含有PAHs的河流水系沉積物中放入超聲吸附組合設備，對沉積物中小分子的PAHs進行降解吸附；超聲會使沉積物中的PAHs遷移進入水體，并會對沉積物和水中的低分子量的PAHs有一定的降解作用；

（2）在經過步驟（1）處理后的區域內放養底棲動物來激活沉積物中微生物的活性，進而促進沉積物中微生物和底棲動物對PHAs進行降解和/或吸收；

（3）在經過步驟（2）處理后的區域內種植沉水植物狐尾藻和/或淺水種植黑麥草；添加水生植物一方面可以通過增加水中溶解氧、為底棲動物及水生動物提供更多棲息環境，促進沉積物中微生物和底棲動物的活性，提高其對PAHs的降解，另一方面，水生植物在生長過程中也會吸收部分PAHs。

作為一種優選實施方式，所述超聲吸附組合裝置是由作用于上游沉積物的超聲波裝置和位于其下游沉積物表面的至少一組吸附裝置組成的，所述吸附裝置沿水流方向間隔分布。

作為一種優選實施方式，所述超聲波裝置包括插于上游沉積物中的至少一組超聲波片、用于固定超聲波片的鋼板、電源以及電源連接線。

優選地，所述超聲波裝置是由四個平行且等距離分布的超聲波片、與超聲波片頂面焊接固定的鋼板、與超聲波片底面焊接的三棱柱、電源、以及將超聲波片與電源連通的電源連接線組成的，為了使超聲波片更好的插入沉積物中，將所述三棱柱的一個棱邊設計為齒狀結構，并使齒狀棱邊與和超聲波片底面相接觸的面相對。

作為一種優選實施方式，所述狀超聲波裝置以100-200W的頻率對流域中的沉積物超聲處理80-150min。

作為一種優選實施方式，所述吸附裝置是由兩個鐵絲網和固定在兩鐵絲網之間的若干吸附滾筒組成的，所述吸附滾筒內裝有吸附材料，所述吸附滾筒交錯分布，保證通過的水流沒有遺漏；并在所述吸附滾筒的側壁上均布有不允許吸附材料通過的孔結構。較佳地，所述吸附材料為改性活性炭。