[發(fā)明專利]一種地表水體底泥就地處理系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811335509.6
• 申請(qǐng)日: 2018-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN109626779A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 練繼建;陳亮;郭祺忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/06
• 分類號(hào): C02F11/06;C02F11/122;C02F11/127;C02F11/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 琪琛

本發(fā)明公開了一種地表水體底泥就地處理系統(tǒng)，包括底泥抽吸系統(tǒng)、底泥化學(xué)氧化快速處理系統(tǒng)和再利用系統(tǒng)，地表水體底泥經(jīng)底泥抽吸系統(tǒng)進(jìn)入底泥化學(xué)氧化快速處理系統(tǒng)，經(jīng)化學(xué)氧化快速處理后進(jìn)入再利用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)底泥再利用。再利用系統(tǒng)包括通過底泥回填口進(jìn)行底泥回填再利用，以及經(jīng)底泥脫水系統(tǒng)和脫水底泥壓縮系統(tǒng)進(jìn)行資源化再利用。脫水壓縮后的底泥可以用于河道坡岸整治、道路基礎(chǔ)回填等領(lǐng)域。本發(fā)明系統(tǒng)可以有效解決地表水體底泥處理過程中底泥堆積所產(chǎn)生的大面積占地難題，防止二次污染；實(shí)現(xiàn)底泥的回填或資源化利用，節(jié)約底泥處理的成本；并且實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)氧化過程的控制，避免化學(xué)氧化過程中化學(xué)氧化劑對(duì)地表水體的負(fù)面影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地表水體底泥治理領(lǐng)域，特別涉及一種地表水體底泥就地處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地表水體底泥治理技術(shù)可分為三大類，即物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)。

物理修復(fù)技術(shù)包括底泥疏挖、底泥覆蓋、以及底泥曝氣。底泥疏挖是通過挖除表層含有高濃度氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬和難降解有機(jī)物的污染底泥，從而去除底泥污染的修復(fù)手段。當(dāng)?shù)啄嘀形廴疚锏臐舛雀叱霰镜字?～5倍時(shí)被認(rèn)為其對(duì)人類及水生生態(tài)系統(tǒng)存在潛在危害，可考慮進(jìn)行疏挖。底泥疏挖是目前最常用的地表水體底泥治理技術(shù)。底泥疏挖有如下特點(diǎn)：(1)盡可能保留原有生態(tài)特征，為疏挖區(qū)的生態(tài)重建創(chuàng)造條件，充分保護(hù)生物多樣性；(2)去除湖泊底泥中所含的污染物，減少底泥中高濃度污染物向水體的釋放；(3)疏挖泥層厚度一般小于1m，按清除內(nèi)源性污染、控制大型水生植物的生長(zhǎng)以及有利于生態(tài)恢復(fù)的要求確定疏挖深度，并將疏挖精度控制在5～10cm；(4)采用專業(yè)環(huán)保疏挖設(shè)備進(jìn)行施工，嚴(yán)格監(jiān)控施工進(jìn)程，避免因疏浚擾動(dòng)造成污染物擴(kuò)散及顆粒物再懸浮，防止二次污染出現(xiàn)；(5)根據(jù)底泥和水污染性質(zhì)和程度不同對(duì)底泥進(jìn)行特殊處理，避免疏挖污染物對(duì)其他環(huán)境造成污染。底泥覆蓋主要是通過在污染底泥上構(gòu)建一層或多層覆蓋物，實(shí)現(xiàn)水體和污染底泥的物理隔離，并利用覆蓋材料和污染物之間的吸附和降解等作用以減少底泥中的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬和難降解有機(jī)物等污染物向水體遷移。常用的覆蓋材料包括天然材料(如清潔的沉積物、土壤、沙子、砂礫)、改性粘土(如有機(jī)改性膨潤(rùn)土、有機(jī)改性沸石、有機(jī)改性高嶺土)和活性覆蓋材料(如零價(jià)鐵、磷灰石、方解石)等。一般工程上通過機(jī)械設(shè)備表層傾倒、移動(dòng)駁船表層撒布、水力噴射表層覆蓋和駁船管道水下覆蓋等方式將覆蓋物放置到底泥上形成覆蓋層。近年來，曝氣充氧技術(shù)也開始被應(yīng)用在底泥治理中。有研究表明曝氣充氧能明顯控制底泥中氮磷的釋放。此外，氧氣可以改善底泥的厭氧環(huán)境，提高好氧微生物數(shù)量和活性，加速氮磷和有機(jī)物的去除。

化學(xué)修復(fù)的原理是化學(xué)試劑與污染物發(fā)生氧化、還原、沉淀、水解、絡(luò)合、聚合等反應(yīng)，使污染物從底泥中分離、轉(zhuǎn)化成低毒或無毒形態(tài)。目前常用的化學(xué)藥劑有鋁鹽、鐵鹽、生石灰、Ca(NO3)2、CaO2、H2O2和KMnO4等?；瘜W(xué)修復(fù)雖然能耗較低、投資較少，但也存在問題。首先，化學(xué)藥劑存在增加水體毒性的可能；其次，化學(xué)藥劑可能會(huì)引起污染物的異常釋放和穩(wěn)態(tài)改變。總體而言，化學(xué)修復(fù)可能更適用于應(yīng)急處理。在可選用其他技術(shù)對(duì)內(nèi)源污染進(jìn)行控制時(shí)，盡量不使用化學(xué)修復(fù)，以免給水體造成二次污染，增加水體治理成本。

生物修復(fù)技術(shù)可以概括為利用植物、動(dòng)物和微生物中的一類或幾類對(duì)水體中的污染物進(jìn)行吸附、降解、轉(zhuǎn)化，以實(shí)現(xiàn)水環(huán)境凈化和生態(tài)修復(fù)目的的技術(shù)。生物修復(fù)技術(shù)主要包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)。植物修復(fù)是以植物能耐受和積累的一種或幾種化學(xué)元素為前提，利用植物吸收、降解、固定等作用，有效去除水中有機(jī)和無機(jī)污染物，達(dá)到凈化底泥目的的修復(fù)技術(shù)。微生物修復(fù)即利用微生物代謝、吸附等作用將底泥中的污染物進(jìn)行削減或減毒的修復(fù)技術(shù)。動(dòng)物修復(fù)是通過動(dòng)物的攝食行為或富集能力去除氮磷、重金屬和有機(jī)物污染物，以達(dá)到底泥凈化目的的一種生物學(xué)修復(fù)手段。與傳統(tǒng)物化技術(shù)相比，生物修復(fù)技術(shù)建造和運(yùn)行成本相對(duì)較低，運(yùn)行維護(hù)技術(shù)也相對(duì)簡(jiǎn)單。但是生物修復(fù)技術(shù)也存在一些問題：(1)生物生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，一般見效時(shí)間較長(zhǎng)；(2)生物的活性易受到環(huán)境條件的制約(如溫度)，其修復(fù)效果隨環(huán)境的變化可能出現(xiàn)波動(dòng)；(3)生物對(duì)污染物耐受性有限，在出現(xiàn)高濃度突發(fā)性污染情況時(shí)，生物可能死亡而失去修復(fù)能力，而死亡的死亡若未能及時(shí)清除可能造成水體二次污染。