本发明专利技术提供了一种覆盖单层改性挂膜沸石原位持续修复重度污染底泥的方法，将天然沸石放入容器中，加入Na+离子溶液，体系温度为28℃，调节体系pH值为9，以120r/min的转速在恒温水浴摇床上进行改性，连续反应24h，得到改性沸石；对改性后的沸石在密闭条件下，采用先接种硝化细菌进行挂膜、再接种反硝化细菌进行挂膜的分步挂膜方法，得到改性挂膜沸石。将改性挂膜沸石单层均匀铺在底泥上，覆盖密度为2kg/m2～3kg/m2，对重度污染底泥中的污染物进行持续修复。本发明专利技术的方法修复重度污染底泥的持续性强，沸石能够原位再生；采用单层铺设，使得改性挂膜沸石与水中的溶解氧能够充分接触，提高修复效果；对于低氧环境适应性好。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，将天然沸石放入容器中，加入Na+离子溶液，体系温度为28℃，调节体系pH值为9，以120r/min的转速在恒温水浴摇床上进行改性，连续反应24h，得到改性沸石；对改性后的沸石在密闭条件下，采用先接种硝化细菌进行挂膜、再接种反硝化细菌进行挂膜的分步挂膜方法，得到改性挂膜沸石。将改性挂膜沸石单层均匀铺在底泥上，覆盖密度为2kg/m2～3kg/m2，对重度污染底泥中的污染物进行持续修复。本专利技术的方法修复重度污染底泥的持续性强，沸石能够原位再生；采用单层铺设，使得改性挂膜沸石与水中的溶解氧能够充分接触，提高修复效果；对于低氧环境适应性好。【专利说明】
本专利技术属于环境工程领域，涉及原位修复污染物，具体涉及一种覆盖单层沸石原位持续修复重度污染底泥的方法。
技术介绍
抑制污染底泥向水体释放氮、磷污染物是控制水体富营养化的有效措施，现有的自然消减法对重度污染底泥效果甚微，而底泥疏浚存在工程量大、二次污染、破坏水体生态环境等弊端。覆盖法是目前研究的热点，有传统厚的物理掩蔽，发展为薄的活性层覆盖。薄层活性覆盖存在的问题:将沸石覆盖到重度污染底泥时，氨氮释放强度远远大于天然沸石的吸附能力，提高沸石吸附氨氮的能力至关重要；其次，对于重度污染底泥沸石饱和失效快，持续时间短，延长修复时间有待进一步研究；值得一提的是底泥重度污染时，水体溶解氧浓度较低，现有技术中公开了一种污染底泥的多层覆盖修复方法，该方法尽管采用了挂膜沸石，但是由于上层铺有细沙，会限制氧气的传递过程，阻碍了氨氮转化为硝氮的硝化作用，沸石不能原位再生，沸石寿命较短，无法实现低氧环境的重度污染底泥原位持续修复。可见，开发重度污染底泥持续修复方法具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种适应低氧环境覆盖单层沸石原位持续修复重度污染底泥的方法，采用阳离子改性沸石提高沸石吸附氨氮的能力，接种细菌分步培养挂膜活化沸石，共同作用提高沸石原位再生率，突破现有低氧环境沸石原位再生率低的技术瓶颈，进一步用于提高重度污染底泥的原位持续修复效果，控制水体富营养化。 为了实现上述任务，本专利技术采用如下技术方案予以实现: 一种覆盖单层沸石原位持续修复重度污染底泥污的方法，该方法按照以下步骤进行: 步骤一，对天然沸石进行改性，具体的改性方法按照以下步骤进行: 步骤1.1，将天然沸石放入容器中，加入Na+离子溶液，体系温度为28°C，调节体系pH值为9，以120r/min的转速在恒温水浴摇床上进行改性，连续反应24h ； 其中，每1g天然沸石对应200mL浓度为1.0mol/L的Na+离子溶液； 步骤1.2，倒掉上清液，用去离子水冲洗改性沸石干净后，置于烘箱内烘干，得到改性沸石； 步骤二，对步骤一改性后的沸石进行分步挂膜活化，具体的挂膜方法按照以下步骤进行: 硝化细菌为假单胞菌SYl (Pseudomonas sp.SYl)，保藏编号 CCTCCNO:M209181 ;反硝化细菌为假单胞菌HYl (Pseudomonas sp.HYl)，保藏编号CCTCCNO:M209180 ； 步骤2.1:将上述硝化细菌和反硝化细菌分别接种于硝化细菌液体培养基和反硝化细菌液体培养基中，在25~30°C、120rpm恒温条件下振荡培育2~3d，分别得到富集硝化细菌和反硝化细菌菌液； 步骤2.2:将原水在压力蒸汽消毒器中进行灭菌，灭菌条件为温度120~126°C，压力0.10~0.14MPa，时间30min，然后将步骤2.1得到的富集硝化细菌菌液和反硝化菌液分别与原水按照体积比为1: 9投加至原水中，在25~30°C、120rpm条件下水浴恒温振荡2~3d，原水变浑浊后，分别得到沸石挂膜使用的硝化细菌挂膜菌液和反硝化细菌挂膜菌液； 步骤2.3:首先将步骤2.2得到的硝化细菌挂膜菌液倒入盛有步骤1.2得到的改性沸石的容器中，按照每克沸石投加20mL~40mL的比例投加，在20°C~40°C、密闭条件下进行挂膜，此时水中有一定的溶解氧，有利于硝化细菌的生长，2d~3d后水中溶解氧消耗殆尽，再将2.2步骤得到的反硝化细菌挂膜菌液按照每克沸石投加20mL~40mL的比例投加，此时水中呈现厌氧状态，有利于反硝化细菌生长，在20°C~40°C、密闭条件下进行挂膜，3d~4d后，采用连续水流冲掉填料表面的吸附的细菌，得到改性挂膜沸石。 步骤三，采用步骤二改性后的沸石原位持续修复底泥中的污染物，具体的修复方法按照以下步骤进行: 将改性挂膜沸石单层均匀铺在底泥上，覆盖密度为2kg/m2~3kg/m2，对重度污染底泥进行持续修复。 本专利技术还具有如下技术特征: 所述的Na+离子溶液采用NaCl配制。 本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是: 本专利技术的方法采用Na+改性和分步挂膜的沸石来修复受污染的底泥，持续性强，能够原位再生；本专利技术的方法采用密闭挂膜和细菌分步加入的生物挂膜方式，使得改性沸石的原委持续修复效果增强，用于持续修复重度污染的底泥；采用单层铺设，不仅施工简单，而且使得改性挂膜沸石与水中的溶解氧能够充分接触，提高修复效果，；本专利技术的方法在低溶解氧浓度情况下DO = 3.5±0.5mg/L仅修复12天即可达到72%的总氮去除率，对于低氧环境适应性好。此外，结果表明改性挂膜沸石对氨氮的去除率最高，第一轮可达96%，第二轮可达85%，75%氨氮被转化为氮气去除，沸石的原位再生率高达89%，表明可以连续去除底泥释放的氨氮，实现持续修复底泥。而未改性的天然沸石，第二轮试验中氨氮的去除率从第一轮的70%、92%大幅度下降为58%和79%，沸石的原位再生率较低，持续修复底泥的能力较改性沸石差，表明改性加挂膜的方法提高了沸石原位再生能力，是一种持续消减底泥氨氮的原位修复方法。 【专利附图】【附图说明】 图1是实施例1不同沸石修复底泥的上覆水体中总氮质量变化曲线。 图2是实施例1不同沸石修复底泥的上覆水体中氨氮质量变化曲线。 图3是实施例1不同沸石修复底泥的上覆水体中硝氮质量变化曲线。 图4是实施例1不同沸石修复底泥的上覆水体中亚硝氮质量变化曲线。 图5是实施例2不同覆盖密度修复底泥的上覆水体中总氮质量变化曲线。 图6是实施例2不同覆盖密度修复底泥的上覆水体中氨氮质量变化曲线。 图7是实施例2不同覆盖密度修复底泥的上覆水体中硝氮质量变化曲线。 图8是实施例2不同覆盖密度修复底泥的上覆水体中亚硝氮质量变化曲线。 图9是实施例3溶解氧为3.5mg/L的上覆水体中氨氮质量变化曲线。 图10是实施例3溶解氧为5.5mg/L的上覆水体中氨氮质量变化曲线。 图11是实施例3溶解氧为8.5mg/L的上覆水体中氨氮质量变化曲线。 图12是实施例4更换底泥前后上覆水体中氨氮变化曲线。 图13是实施例4更换底泥前后上覆水体中亚硝氮变化曲线。 图14是实施例4更换底泥前后上覆水体中硝氮变化曲线。 图15、16是实施例5沸石改性温度对原位再生的影响。 图17是实施例6挂膜温度对天然沸石原位再生的影响。 图18是实施例6挂膜温度对改性沸石原位再生的影响。 图19是实施例7不同挂膜方式的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种覆盖单层改性挂膜沸石原位持续修复重度污染底泥的方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：步骤一，对天然沸石进行改性，具体的改性方法按照以下步骤进行：步骤1.1，将天然沸石放入容器中，加入阳离子溶液，体系温度为28℃，调节体系pH值为9，以120r/min的转速在恒温水浴摇床上进行改性，连续反应24h；其中，每10g天然沸石对应200mL浓度为1.0mol/L的阳离子溶液；步骤1.2，倒掉上清液，用去离子水冲洗改性沸石干净后，置于烘箱内烘干，得到改性沸石；步骤二，对步骤一改性后的沸石进行挂膜活化，具体的活化方法按照以下步骤进行：硝化细菌为假单胞菌SY1(Pseudomonas sp.SY1)，保藏编号CCTCCNO：M209181；反硝化细菌为假单胞菌HY1(Pseudomonas sp.HY1)，保藏编号CCTCCNO：M209180；步骤2.1：将上述硝化细菌和反硝化细菌分别接种于硝化细菌液体培养基和反硝化细菌液体培养基中，在25～30℃、120rpm恒温条件下振荡培育2～3d，分别得到富集硝化细菌和反硝化细菌菌液；步骤2.2：将原水在压力蒸汽消毒器中进行灭菌，灭菌条件为温度120～126℃，压力0.10～0.14MPa，时间30min，然后将步骤2.1得到的富集硝化细菌菌液和反硝化菌液分别与原水按照体积比为1∶9投加至原水中，在25～30℃、120rpm条件下水浴恒温振荡2～3d，分别得到沸石挂膜使用的硝化细菌挂膜菌液和反硝化细菌挂膜菌液；步骤2.3：首先将步骤2.2得到的硝化细菌挂膜菌液倒入盛有步骤1.2得到的改性沸石的容器中，按照每克沸石投加20mL～40mL的比例投加，在20℃～40℃、密闭条件下进行挂膜，2d～3d后再将2.2步骤得到的反硝化细菌挂膜菌液按照每克沸石投加20mL～40mL的比例投加，在20℃～40℃、密闭条件下进行挂膜，3d～4d后，采用连续水流冲掉填料表面的吸附的细菌，得到改性挂膜沸石；步骤三，采用步骤二改性后的沸石原位持续修复底泥中的污染物，具体的修复方法按照以下步骤进行：将改性挂膜沸石单层均匀铺在底泥上，覆盖密度为2kg/m2～3kg/m2，对底泥中的污染物进行持续修复。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐金兰，黄廷林，崔祎炜，张晶，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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