[發(fā)明專利]一種快速修復(fù)黑臭水體的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710488176.X
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107162216A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李德生;劉靜軼;鄭煒曄;郝田宇;任可
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F11/00;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所11255
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速修復(fù)黑臭水體的方法，屬于黑臭水體污染控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市規(guī)模的日益膨脹，城市污水排放量不斷增加，大量污染物未經(jīng)處理或未經(jīng)完全處理后被排入河流，導(dǎo)致水體中化學(xué)需氧量(COD)、氮(N)、磷(P)、重金屬(如鐵、錳、鎘等)等污染物濃度超標(biāo)，出現(xiàn)季節(jié)性或終年黑臭的狀況，同時大量營養(yǎng)鹽、重金屬、有機物通過大氣沉降、雨水沖刷等方式再進(jìn)入水系，從而使城市生態(tài)水系的生態(tài)平衡崩潰，形成黑臭水體。

黑臭水體的成因復(fù)雜，地域特征及水體的環(huán)境條件都會直接影響黑臭水體治理的難度和工程量，因此需要根據(jù)水體的污染原因、污染歷史、污染程度和治理階段的不同以及環(huán)境、氣候和水力條件的差異，有針對性地選擇適用技術(shù)和確定組合模式。因此，為控制城市內(nèi)黑臭水體，實現(xiàn)城市生態(tài)文明，改善城市水生態(tài)環(huán)境是我國目前重點解決的問題之一。

當(dāng)前黑臭水體修復(fù)的方法主要有異位處理技術(shù)和原位處理技術(shù)。其中原位控制技術(shù)較異位修復(fù)技術(shù)具有投資小、操作容易、不易產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，但現(xiàn)常用的原位修復(fù)技術(shù)處理城市黑臭水體時存在明顯的問題，如水體和底泥中污染物成分復(fù)雜、水體和底泥同時修復(fù)的能力有限、修復(fù)周期長等。因此，若要徹底解決城市黑臭水體的污染問題，需要有效降低濁度和提高溶解氧、氧化還原電位等指標(biāo)，同時控制水體、底泥中主要污染物如化學(xué)需氧量、氮、磷等。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有治理技術(shù)中修復(fù)周期長等缺點，本發(fā)明的目的旨在提供一種快速修復(fù)黑臭水體的方法，即利用鐵碳生物耦合載體(鐵碳生物耦合載體是申請人2014年07月23日已授權(quán)的發(fā)明專利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脫氮生物顆粒載體及制備方法”(專利號ZL201310093411.5)所制備出的好氧低碳氮比污水氨氮直接脫氮生物顆粒載體)結(jié)合氧化劑次氯酸鈣制成隔離層，內(nèi)部根據(jù)污染物濃度和處理要求填充不同配比的生物載體及氧化劑次氯酸鈣，綜合利用物理吸附和化學(xué)作用，實現(xiàn)對黑臭水體濁度、色度、氣味和氮磷營養(yǎng)物、有機污染物等的有效去除，為解決引起的黑臭水體污染問題提供新的途徑，在黑臭水體污染控制領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種快速修復(fù)黑臭水體的方法，根據(jù)黑臭水體中污染物濃度和修復(fù)要求填充不同配比的生物載體及氧化劑次氯酸鈣，用于實現(xiàn)氮、磷和有機物的快速降解；包括鐵碳生物耦合載體和布置于鐵碳生物耦合載體內(nèi)部的氧化劑次氯酸鈣，鐵碳生物耦合載體和氧化劑次氯酸鈣被透水透氣材質(zhì)的土工布包裹。

還含有以下步驟：

步驟1、調(diào)查實際黑臭水體污染區(qū)域，獲取區(qū)域范圍、面積數(shù)據(jù)；主要污染物類型、濃度數(shù)據(jù)；及相應(yīng)水文地質(zhì)特征數(shù)據(jù)；

步驟2、根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，確定修復(fù)體系中鐵碳生物耦合載體的體積和氧化劑次氯酸鈣投加量，按照比例填裝至土工布內(nèi)，氧化劑次氯酸鈣置于鐵碳生物耦合載體內(nèi)部，土工布四周封閉，制成相應(yīng)的黑臭水體修復(fù)體系；

步驟3、將制成的黑臭水體修復(fù)體系直接投加進(jìn)入水體，根據(jù)重力作用沉于黑臭底泥表面，并覆蓋黑臭底泥層進(jìn)行修復(fù)；2天左右濁度即可有明顯降低，氨氮去除率可達(dá)95％以上。

步驟1中需要確定修復(fù)的黑臭水體濃度，在步驟2中利用添加不同比例的鐵碳生物耦合載體用于實現(xiàn)污染物的快速吸附和去除，包括懸浮物、有機物等，有效降低濁度；同時對水體中的磷進(jìn)行化學(xué)沉淀，并促進(jìn)水體微生物反硝化作用；氧化劑次氯酸鈣用于實現(xiàn)氨氮的快速去除，可以將氨氮直接氧化成氮氣釋放至大氣，不造成二次污染；土工布可將鐵碳生物耦合載體和氧化劑次氯酸鈣包裹制成協(xié)同修復(fù)體系，同時避免體系因水流等外力因素而遭到破壞，保證體系的完整性。

鐵碳生物耦合載體，能夠在短時間內(nèi)有效修復(fù)黑臭水體的污染；氧化劑次氯酸鈣消耗殆盡后，鐵碳生物耦合載體還可以繼續(xù)通過其原電池作用去除氨氮、磷、有機物等污染物。鐵碳生物耦合載體中的零價鐵與碳組合形成原電池反應(yīng)，具有可顯著降解氮、磷的特點，其巨大的比表面積也可促進(jìn)特定微生物新陳代謝，以提高去除污染物的效率。

氧化劑次氯酸鈣可高效去除氨氮，并將其轉(zhuǎn)化為無毒無害的氮氣釋放到大氣中，并可通過降解大分子有機物成小分子有機物。

根據(jù)待處理黑臭水體的區(qū)域面積、范圍、污染程度、經(jīng)濟(jì)預(yù)算實際情況，靈活選擇投加的鐵碳生物耦合載體和氧化劑次氯酸鈣的體積、濃度；直接投加處理，不會對周圍地面環(huán)境造成影響，同時可以根據(jù)降雨、排污發(fā)生的情況第一時間進(jìn)行處理，且不易受到季節(jié)變化等因素的影響。