一种原位治理河道底泥重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种原位治理河道底泥重金属的方法，该方法是将纳米多孔陶瓷复合材料制成长方体砖块、柱状或颗粒状，将其按一定的排布植入或固定在河道底泥中，对河道底泥中重金属离子进行吸附处理；能有效去除河道底泥中重金属污染，且可回收重金属离子，而不破坏河流原有的生态系统，不影响河床的稳定、两岸河堤的安全及河流下游的取水用水安全，该方法安全、低成本，操作简便，适宜于推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种原位治理河道底泥重金属的方法，属于河道重金属污染防治

技术介绍
河道底泥是指水体底部的表层沉积物质，由泥沙、土壤、腐殖质及微生物等构成，是河道中底栖生物的主要生活场所与食物来源，是河道生态系统重要的组成部分。河道底泥是河流生态系统中重要的组成部分,对河流水体水质净化有着至关重要的作用，随着社会与经济的迅速发展，生活污水、工业废水等大量的排入河道，河道底泥污染日益严重，长期的积累使底泥中污染物成分复杂，难以去除。尤其是工业发展带来的重金属污染，因重金属不会被生物降解，当环境变化时，沉积在底泥中的重金属形态将发生转化并释放到水体中造成二次污染。同时重金属具有生物累积性，重金属通过生物新陈代谢可存留、积累和迁移在生物体中产生致毒致畸的危害，不仅危害河流的底栖生物，同时严重威胁到人们的身体健康。当前国内外对河流污染物的修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复。物理修复方法可分为原位治理与异位治理两种技术。原位治理技术包括填砂掩蔽、固化掩蔽、物理淋洗等。异位处理则包括工程疏浚、固化填埋等。化学修复方法则是利用化学药剂与污泥中污染物进行氧化、还原、沉淀等反应，使重金属从底泥中分离出来。主要有氧化还原、化学浸提、化学淋洗等技术。生物修复法是利用动植物及微生物的新陈代谢等生命过程将底泥中的重金属吸收、沉淀，改变重金属存在形态从而降低重金属毒性。目前治理河道底泥的方法主要是异位处理，此法需要消耗大量化学药剂，运输成本高，且周边施工场地限制，能通过大型机械，挖走的底泥进行二次处理，如处理不当易造成二次污染。因此该法存在较多弊端，技术革新势在必行。底泥处理技术更偏向于同时具备经济效益与社会效益的发展趋势。在公开号201510236655.3的中国专利中公开了“一种季节性河流重金属污染底泥疏浚方法”，该技术通过断面围堰围挡，建设泥储池，安装提升泵等，采用高压冲刷水泵或土工机械对底泥进行工程疏浚作业。疏浚能将底泥中重金属永久性去除，但此法工程量大，投入多，且搬运出的底泥需要进一步处理，处理不当易造成二次污染。在201410249133.2的中国专利中公开了“一种复合型重金属污染底泥的固定化处理方法”，该技术通过将多种药剂添加到底泥中制备成固化泥块，然后运输到别处填埋，此法虽处理周期短，但运输成本高，且添加的化学药剂有二次污染的潜在风险。在201110138736.1的中国专利中公开了“一种去除河道底泥中重金属Cd的方法”，该技术运用到微生物淋滤技术进行生物修复，以氧化亚铁硫杆菌为微生物淋滤细菌制作生物淋滤的接种液，将接种液与待处理的河道底泥混合后曝气并搅拌，使重金属Cd被去除。此法不会破坏底泥中养分，但微生物培养条件苛刻，且不易宏观控制。物理修复技术能带来明显的治理效果，但工程量大，治理成本高。化学修复的弊端在于消耗大量化学药剂，存在一定毒害性，且操作较为复杂，对底泥的副作用较大，易造成二次污染。而生物修复技术中微生物培养的条件比较严格且不易操控，而植物的生长周期长，生长条件具有局限性。
技术实现思路
针对现有的对河流重金属污染的修复技术存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种能有效去除和回收河道底泥中重金属污染，且不破坏河流原有的生态系统、不影响河床的稳定、两岸河堤的安全及河流下游的取水用水安全的方法，该方法安全、低成本，操作简便，适宜于推广使用。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种原位治理河道底泥重金属的方法，包括a、b或c方案：方案a：将重金属吸附柱A按纵横间隔1～4米植入河道底泥中，植入深度为柱头高出河道底泥表层0.05～0.30米，对河道底泥中重金属离子进行吸附处理；所述的重金属吸附柱A由上部中空圆柱体和下部实心圆锥体组成，中空圆柱体和实心圆锥体由纳米多孔陶瓷复合材料构成；每个重金属吸附柱A由5～30千克纳米多孔陶瓷复合材料制成；方案b：将重金属吸附柱B按纵横间隔1～4米植入河道底泥中，植入深度为柱头高出河道底泥表层0.05～0.30米；所述的重金属吸附柱B包括上部柱体和柱体外部的柱罩，以及下部实心圆锥体；所述的柱体由内外双层中空棱柱体构成，外中空棱柱体和内中空棱柱体之间区域填充有纳米多孔陶瓷复合材料颗粒；外中空棱柱体和内中空棱柱体的柱壁上均密集分布有小孔；或者，所述的柱体由内外双层中空圆柱体构成，外中空圆柱体和内中空圆柱体之间区域填充有纳米多孔陶瓷复合材料颗粒；外中空圆柱体和内中空圆柱体的柱壁上均密集分布有小孔；所述的纳米多孔陶瓷复合材料颗粒用网袋分装，填充在外中空棱柱体和内中空棱柱体之间区域或填充在外中空圆柱体和内中空圆柱体之间区域，每个重金属吸附柱B中的填充量为2～30千克；在重金属吸附柱B植入河道底泥中后，拆除柱罩，对河道底泥中重金属进行吸附处理；方案c：将纳米多孔陶瓷复合材料制成(5～30)cm×(3～25)cm×(1～10)cm长方体砖块，均匀埋入河道底泥中，对河道底泥中重金属进行吸附处理；每块长方体砖块的纳米多孔陶瓷复合材料重0.2～3千克，平均每立方米河道底泥中埋入2～10千克纳米多孔陶瓷复合材料。本专利技术的技术方案是一种原位治理河道底泥中的重金属污染的方法，该方法打破了传统填砂掩蔽、固化掩蔽、物理淋洗等原位处理方法存在的局限，在无需对河道围堰、截流等高难度施工条件下，即可实施，并且无需破坏任何原有生态，选择性去除河道底泥中的重金属，不造成二次污染。本专利技术的技术方案主要是基于采用纳米多孔陶瓷复合材料，利用其良好的机械性能和稳定性，对重金属具有较好的吸附性能以及安全无毒、可循环使用等特点。将其制成具有特殊结构的吸附材料，并按一定的量植入河道底泥，即可对河道底泥中重金属进行吸附处理，并对重金属具有较高的去除效率。本专利技术的原位治理河道底泥重金属的方法还包括以下优选方案：优选的方案，方案a中的中空圆柱体外径为0.10～0.30米，内径为0.02～0.10米，长为0.5～2.0米，实心圆锥体高为0.02～0.30米。优选的方案，方案a中的中空圆柱体顶部设有网状不锈钢盖。优选的方案，方案b中的柱体由内外双层中空棱柱体构成时，外中空棱柱体边长为0.02～0.25米，内中空棱柱体边长比外中空棱柱体边长短0.01～0.15米，内中空棱柱体和外中空棱柱体高均为0.5～2.0米；柱罩为中空棱柱体，边长比外中空棱柱体边长长0.03～0.05米，高与内中空棱柱体及外中空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位治理河道底泥重金属的方法，其特征在于：包括a、b或c方案：方案a：将重金属吸附柱A按纵横间隔1～4米植入河道底泥中，植入深度为柱头高出河道底泥表层0.05～0.30米，对河道底泥中重金属离子进行吸附处理；所述的重金属吸附柱A由上部中空圆柱体和下部实心圆锥体组成，中空圆柱体和实心圆锥体由纳米多孔陶瓷复合材料构成；每个重金属吸附柱A由5～30千克纳米多孔陶瓷复合材料制成；方案b：将重金属吸附柱B按纵横间隔1～4米植入河道底泥中，植入深度为柱头高出河道底泥表层0.05～0.30米；所述的重金属吸附柱B包括上部柱体和柱体外部的柱罩，以及下部实心圆锥体；所述的柱体由内外双层中空棱柱体构成，外中空棱柱体和内中空棱柱体之间区域填充有纳米多孔陶瓷复合材料颗粒；外中空棱柱体和内中空棱柱体的柱壁上均密集分布有小孔；或者，所述的柱体由内外双层中空圆柱体构成，外中空圆柱体和内中空圆柱体之间区域填充有纳米多孔陶瓷复合材料颗粒；外中空圆柱体和内中空圆柱体的柱壁上均密集分布有小孔；所述的纳米多孔陶瓷复合材料颗粒用网袋分装，填充在外中空棱柱体和内中空棱柱体之间区域或填充在外中空圆柱体和内中空圆柱体之间区域，每个重金属吸附柱B中的填充量为2～30千克；在重金属吸附柱B植入河道底泥中后，拆除柱罩，对河道底泥中重金属进行吸附处理；方案c：将纳米多孔陶瓷复合材料制成(5～30)cm×(3～25)cm×(1～10)cm长方体砖块，均匀埋入河道底泥中，对河道底泥中重金属进行吸附处理；每块长方体砖块的纳米多孔陶瓷复合材料重0.2～3千克，平均每立方米河道底泥中埋入2～10千克纳米多孔陶瓷复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种原位治理河道底泥重金属的方法，其特征在于：包括a、b或c方案：
方案a：将重金属吸附柱A按纵横间隔1～4米植入河道底泥中，植入深度为
柱头高出河道底泥表层0.05～0.30米，对河道底泥中重金属离子进行吸附处理；
所述的重金属吸附柱A由上部中空圆柱体和下部实心圆锥体组成，中空圆
柱体和实心圆锥体由纳米多孔陶瓷复合材料构成；每个重金属吸附柱A由5～30
千克纳米多孔陶瓷复合材料制成；
方案b：将重金属吸附柱B按纵横间隔1～4米植入河道底泥中，植入深度为
柱头高出河道底泥表层0.05～0.30米；
所述的重金属吸附柱B包括上部柱体和柱体外部的柱罩，以及下部实心圆
锥体；
所述的柱体由内外双层中空棱柱体构成，外中空棱柱体和内中空棱柱体之间
区域填充有纳米多孔陶瓷复合材料颗粒；外中空棱柱体和内中空棱柱体的柱壁上
均密集分布有小孔；
或者，所述的柱体由内外双层中空圆柱体构成，外中空圆柱体和内中空圆柱
体之间区域填充有纳米多孔陶瓷复合材料颗粒；外中空圆柱体和内中空圆柱体的
柱壁上均密集分布有小孔；
所述的纳米多孔陶瓷复合材料颗粒用网袋分装，填充在外中空棱柱体和内中
空棱柱体之间区域或填充在外中空圆柱体和内中空圆柱体之间区域，每个重金属
吸附柱B中的填充量为2～30千克；
在重金属吸附柱B植入河道底泥中后，拆除柱罩，对河道底泥中重金属进
行吸附处理；
方案c：将纳米多孔陶瓷复合材料制成(5～30)cm×(3～25)cm×(1～10)cm长方体
砖块，均匀埋入河道底泥中，对河道底泥中重金属进行吸附处理；每块长方体砖
块的纳米多孔陶瓷复合材料重0.2～3千克，平均每立方米河道底泥中埋入2～10
千克纳米多孔陶瓷复合材料。
2.根据权利要求1所述的原位治理河道底泥重金属的方法，其特征在于：方案
a中的中空圆柱体外径为0.10～0.30米，内径为0.02～0.10米，长为0.5～2.0米，

\t实心圆锥体高为0.02～0.30米。
3.根据权利要求1所述的原位治理河道底泥重金属的方法，其特征在于：方案
a中的中空圆柱体顶部设有网状不锈钢盖。
4.根据权利要求1所述的原位治理河道底泥重金属的方法，其特征在于：方案
b中的柱体由内外双层中空棱柱体构成时，外中空棱柱体边长为0.02～0.25米，
内中空棱柱体边长比外中空棱柱体边长短0.01～0.15米，...

【专利技术属性】
技术研发人员：奉向东，王健，江幸，赵铁，程坤，周磊，戴佰林，
申请(专利权)人：湖南森美思环保有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43