[發明專利]一種可持續凈化底泥和水體污染物的生態拼接毯

在審

• 申請號: 202111016581.4
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113636658A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 張衢;樊蓓莉;趙晴;毛韋達
• 申請（專利權）人: 北京東方園林環境股份有限公司
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/32
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司 11544
• 代理人: 姚金良

本發明涉及一種可持續凈化底泥和水體污染物的生態拼接毯，包括合金固定片以及自下而上依次間隔固定在合金固定片上的底泥覆蓋修復層、曝氣微生物處理層以及植物吸附層，所述底泥覆蓋修復層包括塑料筐外殼、碳纖維布層、混合顆粒層以及反濾上蓋板，所述曝氣微生物處理層包括帶孔的合金主體框架、曝氣主管、曝氣管卡口、曝氣支管、微生物載體顆粒和聚氨酯微生物掛膜載體，所述植物吸附層包括六面開孔的合金框、植物種植籃、吸附球、種植基質以及水生植物。本發明的生態拼接毯不僅可以進行針對性設計制造，方便工程安裝和運輸，而且分層結構也可根據水質變化進行替換，保證了生態拼接毯的可持續凈化能力。

技術領域

本發明涉及底泥修復和水處理的技術領域，特別是涉及一種可持續凈化底泥和水體污染物的生態拼接毯，主要應用于河道和湖泊底泥修復與自然水體凈化。

背景技術

隨著外源污染逐步得到有效控制，以及河道和湖泊水源的補充，水體的黑臭程度得到了一定程度的緩解，但由于長時間工業污水和生活污水的不規范排放，以及空氣污染沉降等一系列原因，致使湖泊和河流的底泥中仍然儲存有大量的污染物甚至有害物質，它們源源不斷的從底泥中釋放，溶入水中，對水體造成污染，使得水質惡化，治理底泥內源污染已成為改善水體水質的關鍵。

目前，河道底泥修復與處理的方法，從底泥處理方式出發，可分為原位修復和異位修復；按污染源控制原理，可分為物理修復、化學修復和生物修復。異位修復是目前使用較為廣泛的處理方式：首先將河道底泥挖出，然后將挖掘后的底泥脫水，采用化學或者生物的方法處理污水，并將底泥進行干燥填埋。異位修復法可以對河道的污染底泥進行有效的清除，但在一定程度上破壞了原有河道的生態系統，水體污染也被轉嫁為固廢污染，如果處理不當會對環境造成二次污染。原位修復主要是對河道原位置的底泥進行修復處理，采用的方法包括物理、化學、生物修復等污染源控制技術，對底泥中的污染物進行掩蓋、吸附和降解等。其中物理修復主要運用土工布和膨潤土等防水材料進行掩蓋，直接隔絕底泥對上層水體的污染。化學和生物修復主要包括原位化學鈍化、原位曝氣和投加微生物的方式改善污染底泥，原位化學鈍化是向黑臭底泥中投加氧化劑(過氧化鈣、過氧化氫)以及電子受體(硝酸鹽)等；氧化劑可將還原物質氧化，提高氧化還原電位；而投加的硝酸鹽，可促進底泥中反硝化細菌的大量繁殖，抑制硫酸鹽還原菌的生長，從而達到消除臭味、提高氧化還原電位，促使底泥從厭氧狀態向缺氧狀態轉變的目的。

以上所述的方法單獨使用都不具備可持續性，防水隔絕可以短時間的解決底泥污染的問題，但如果掩蓋材料發生破壞，則底部的污染會繼續釋放到上覆水體，是一種不可持續的，短期的解決方式。投加的化學藥劑雖然可以達到良好的效果，但由于化學試劑的性質，長期投加可能會改變水體的pH值以及氧化還原電位，對其他理化性質造成影響，這種影響不可逆，同時對水生生物也會造成傷害。原位曝氣的方式對黑臭水體的增氧有很好的效果，但只進行曝氣對黑臭水體的治理效果遠遠不夠。直接投加微生物到底泥中，雖然對底泥有一定的效果，但隨著水流的沖刷，微生物會隨著被沖走，可持續性太差。

因此，阻止底泥污染物強烈釋放的同時，逐漸修復污染底泥，達到維持甚至改善上覆水體水質是治理底泥內源污染技術發展的方向，也是工程應用的終極目標。

發明內容

本發明的目的是針對城市河道或湖泊的底泥不斷析出污染物質破壞上覆水體的問題，提出一種可對底泥、底泥釋放的污染物和水體中的污染物質進行可持續凈化的生態拼接毯裝置，該裝置首先可對底泥進行適當阻隔，防止底泥在水體不斷擾動的情況下持續向上翻起污染水體，其次該生態拼接毯多層遞進式凈化污染物的結構，能夠從下到上逐步凈化底泥中的氮、磷、重金屬和有機污染物質，設計結構中的吸附球還可以吸附底泥散發的NH₃、H₂S、土臭素、二甲基異莰醇等嗅味物質。最后，位于生態毯上層的水生植物的設計不僅可以兼顧水生態治理和景觀美化，同時也可以吸收水體中的氮、磷和有機物，共同組成多元化的生態治理體系。