一种河道底泥重金属治理方法技术

本发明专利技术公开了一种河道底泥重金属治理方法，该方法是将受重金属污染河道采取围堰方式围住后，通过搅拌设备翻动围堰内河道底泥，同时向围堰内水中加入促进重金属溶出的活性剂；底泥与水在搅拌作用下充分混合，促进底泥中的重金属溶入水中，沉降，上层含重金属的水溶液通过重金属去除设备去除重金属离子后，返回围堰内；该方法可有效降低或回收河道底泥重金属含量而不破坏河流原有生态系统和河床安全性，且工程量低、成本低、不造成二次污染，有利于推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种河道底泥重金属治理方法，属于河道重金属污染治理

技术介绍
河道底泥重金属污染物会影响河流水质，且破坏底栖生物的生态系统。目前，国内外治理河道底泥重金属的方法主要分为原位治理法和异位治理法。原位治理法主要是指尽量减小对河道底泥的搅动而直接采用化学固化、淋洗、生物富集等方法来降低河道底泥重金属污染物的方法。异位治理则是将受污染的底泥挖掘后再通过物理化学方法行处理。异位治理河道底泥重金属污染物主要包括稳定化固化、化学淋洗和生物法。稳定化固化法主要是通过稳定化固化降低河道底泥中重金属的浸出毒性，并采用填埋等方法进行底泥的最终处置；化学淋洗主要是指选用特定的淋洗剂，将底泥中重金属进行淋洗去除；生物法是通过微生物或者植物的生命活动将河道底泥中的重金属污染转变成有效性较低的低毒性形态或淋洗浸提而达到底泥修复的目的。传统的原位治理污染底泥重金属污染物的处理效果不理想,并不能将重金属污染物彻底消除，难以达到理想的治理效果。异位稳定化固化法虽然在一定程度上降低河道底泥重金属污染物的有效性和毒性,但是并没真正去除河道底泥中的重金属，一旦最终处置环境条件发生改变，被稳定化固化的重金属污染物可能重新活化释放，导致环境污染，且容易破坏河道底栖生物的生态系统，且所需治理费用高，工程量大。化学淋洗技术则只能去除河道底泥中可以被淋洗剂溶解的重金属，且费用昂贵，难以应用于大规模的河道底泥重金属污染治理，而且淋洗液也容易引起二次污染问题。生物法治理河道重金属污染底泥则所需时间较长，短期内难以达到治理效果。专利
技术实现思路
针对现有技术中处理河道底泥重金属污染物的方法存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种可有效去除或回收河道底泥重金属且不破坏河流原有生态系统和河床安全性的方法，该方法工程量低、成本低、不造成二次污染，有利于推广使用。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种河道底泥重金属治理方法，该方法是将受重金属污染河道采取围堰方式围住后，通过搅拌设备翻动所述围堰内河道底泥，同时向围堰内水中加入促进重金属溶出的活性剂；底泥与水在搅拌作用下充分混合，促进底泥中的重金属溶入水中，沉降，上层含重金属的水溶液通过重金属去除设备去除重金属离子后，返回围堰内；所述的重金属去除设备的重金属吸附系统由若干根重金属吸附柱通过连接管道串联构成；所述的重金属吸附柱内部具有空腔，空腔部分填充有纳米多孔陶瓷复合材料颗粒。本专利技术的技术方案通过围堰方式对河道局部底泥进行处理，不影响河流下游的取水用水安全；采用的设备简单，占地面积小，可在岸边操作，不影响河床的稳定，不影响两岸河堤的安全；通过搅拌、溶出、吸附的方式处理河道底泥，结合特殊的吸附材料，重金属去除效果显著，且仅对底泥中的重金属进行选择性吸附去除并可回收重金属，不破坏河流的原有生态系统，相对现有的原位处理方法具有绝对的技术优势。本专利技术的河道底泥重金属治理方法还包括以下优选方案：优选的方案中，纳米多孔陶瓷复合材料为可购买于格丰科技材料有限公司的纳米多孔陶瓷复合材料MA01、MF01、MP01中至少一种，MA01主要吸附镉、铅、汞、锌、铜、铊等重金属，MF01主要吸附砷和铅，MP01的特点是在酸性条件下对镉、铅、汞、铜、铊等具有较好吸附作用。本专利技术采用的纳米多孔陶瓷复合材料具有孔隙发达(孔径在15纳米到200纳米内可控)，比表面积高(最高达900m2/g)的特点，其吸附率高、吸附容量大，且具有陶瓷的物理化学稳定性(耐酸碱，耐高温，强度大)；同时在陶瓷表面有序和高密度接枝具有功能机团(不同有机基团对不同类型重金属离子具有定向络合和选择吸附)的有机分子形成单分子层，使其具有极好的选择性吸附目标重金属离子的能力。优选的重金属吸附材料对重金属的选择性高、吸附量大，最大重金属吸附容量可达400g/kg，且拥有良好的机械强度、安全无毒无害、对环境无二次污染、可再生循环使用等优势。其工作原理是利用附着在陶瓷载体纳米孔洞内的功能分子层对重金属污染物的吸附、络合、螯合等作用将其吸附截留在重金属吸附材料内部，重金属离子得到固定。优选的方案中，受重金属污染河道采取围堰方式围住后，控制围堰内河道水温在0～40℃、水的pH在2.0～7.0范围内，较优选的方案是控制围堰内河道水温在28～32℃、水的pH在4.5～5.5范围内。在适当的温度和pH环境中更有利于促进河道底泥中重金属离子的溶出。优选的方案中，活性剂为柠檬酸。柠檬酸具有较好的促进河道底泥重金属离子溶出的作用，大大提高了对河道污泥重金属的处理速率；且柠檬酸为环境友好型添加剂，安全无毒不污染河。优选的方案中，柠檬酸相对河道内底泥的加入量为0.5L:0.1～5m3，最优选为0.5L：0.5～1.5m3，其中，柠檬酸以浓度为0.2～0.4mol/L的溶液形式加入。优选的方案中，搅拌速率为200～400rpm/min。优选的方案中，底泥与水在搅拌作用下充分混合的时间为2～3h。优选的方案中，当重金属吸附柱吸附的重金属达到饱和时，通过EDTA溶液或盐酸溶液对重金属吸附柱进行洗脱，使重金属吸附柱中的纳米多孔陶瓷复合材料颗粒再生，同时得到含重金属的溶液。通过盐酸或EDTA不但实现了重金属的回收，而且使纳米多孔陶瓷复合材料颗粒再生，重复利用，大大降低了处理成本。盐酸或EDTA的浓度可以根据纳米多孔陶瓷复合材料颗粒吸附的重金属量适当调节。本专利技术采用的搅拌设备为本领域常规的搅拌设备。本专利技术重金属去除设备包括重金属吸附系统、连接管道、进水口和出水口；重金属吸附系统由若干根重金属吸附柱通过连接管道串联构成；所述的重金属吸附柱内部具有空腔，空腔部分填充有颗粒状纳米多孔陶瓷复合材料。重金属吸附柱优选为设置3～6根，重金属吸附柱可以为中空圆柱体结构。重金属吸附系统两端的重金属吸附柱上分别设有进水口和出水口。纳米多孔陶瓷复合材料颗粒通过密集堆积填充在重金属吸附柱的空腔内部。本专利技术的河道底泥重金属治理方法包括以下具体步骤：(1)在枯水季节进行河道进行治理，可通过围堰将需治理河道底泥围住；(2)选取受污染的河道一段，根据河流的流速，河水深度，河道底泥污染情况，确定围堰的形状和大小，根据河道情况，确定适宜的围堰材质；在河岸边放置可移动沉淀池和重金属去除设备；(3)保持围堰内的水位0.1～1m，控制围堰内水温度为0～40℃，初始的pH为2.0～7.0范围内，使用翻动频率为200～400rpm/min的搅拌设备，在围堰内翻动河道底泥，使底泥与水充分混合；(4)在围堰范围内向河道底泥加入适量环境友好型的浓度0.2～0.4mol/L的柠檬酸活化剂，促使底泥中重金属溶入水中，将加入柠檬酸的量与河道底泥的体积比为0.5L：0.1～5m3；(5)充分搅拌反应2～3h后将含重金属离子的水抽入沉淀池，静置澄清，澄清后的水再进入重金属去除设备，处理后的水再排入围堰；(6)通过对底泥的多次搅拌和对水的多次次循环处理，去除底泥中的重金属；(7)当重金属吸附柱吸收足够多(接近吸附容量)的重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种河道底泥重金属治理方法，其特征在于：将受重金属污染河道采取围堰方式围住后，通过搅拌设备翻动所述围堰内河道底泥，同时向围堰内水中加入促进重金属溶出的活性剂；底泥与水在搅拌作用下充分混合，促进底泥中的重金属溶入水中，沉降，上层含重金属的水溶液通过重金属去除设备去除重金属离子后，返回围堰内；所述的重金属去除设备的重金属吸附系统由若干根重金属吸附柱通过连接管道串联构成；所述的重金属吸附柱内部具有空腔，空腔部分填充有纳米多孔陶瓷复合材料颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种河道底泥重金属治理方法，其特征在于：将受重金属污染河道采取围堰
方式围住后，通过搅拌设备翻动所述围堰内河道底泥，同时向围堰内水中加入促
进重金属溶出的活性剂；底泥与水在搅拌作用下充分混合，促进底泥中的重金属
溶入水中，沉降，上层含重金属的水溶液通过重金属去除设备去除重金属离子后，
返回围堰内；所述的重金属去除设备的重金属吸附系统由若干根重金属吸附柱通
过连接管道串联构成；所述的重金属吸附柱内部具有空腔，空腔部分填充有纳米
多孔陶瓷复合材料颗粒。
2.根据权利要求1所述的河道底泥重金属治理方法，其特征在于：所述的纳米多
孔陶瓷复合材料颗粒为纳米多孔陶瓷复合材料MA01、MF01和MP01中的至少一
种。
3.根据权利要求1所述的河道底泥重金属治理方法，其特征在于：受重金属污染
河道采取围堰方式围住后，控制围堰内河道水温在0～40℃、水的pH在2.0～7.0范
围内。
4.根据权利要求3所述的河道底泥重金属治理方法，其特征在于：受重金属污染
河道采取围堰方式围住后，控制围堰内河道水温在28～32℃、水的pH在4.5～5.5
范围内。
5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：奉向东，王健，赵轶，戴佰林，程坤，江幸，周磊，
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