一种适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法及其应用技术

本发明专利技术属于底泥原位修复技术领域，公开一种适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法及其应用。该方法采用投加装置先通过药剂储存传输管道的垂直管上部端口投加硝酸盐储存媒介，将药剂储存传输管道设有药剂释放孔的一端插入底泥中，使药剂储存输送管在泥面以下管道处于密闭，让药剂释放孔在底泥中释放药剂；投加装置包括药剂储存传输管道、药剂释放孔和硝酸盐媒介；药剂释放孔对应孔位处液体在自然大气压力下对外的流速控制在5～150mL/s。本发明专利技术的方法可提高硝酸盐的利用效率，具有适应性强、灵活多变的特点。可减缓底泥中氨氮和硝态氮大量扩散污染上覆水，不会在底泥中引入其他合成材料物质，具有简单、方便和环保的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法及其应用
本专利技术属于底泥原位修复
，更具体地，涉及一种适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法及其应用。
技术介绍
随着城市化和工业化的不断发展和扩大，我国城乡居民的物质生活也不断提高。在此同时，生活和工业对应的废水排放量也急剧增加，部分水体未经处理就直接排放进入河流，造成了河道的水质恶化，水体发臭。主要原因是污水里面有大量的有机物质和营养盐，水体里面的生物分解这些物质需要消耗大量的氧气，造成水体缺氧。水体中的部分污染也逐步被还原成硫化物和亚铁等致黑臭物质，使水体发黑发臭。而底泥既是水体污染物的“汇”，在一定条件下也会变成污染物的释放“源”，所以治理水体的黑臭，很大程度上要先把底泥的黑臭治理好。目前常规的底泥修复方式可分为原位修复和异位修复。异位修复最常见的有底泥疏浚，但该方法具有工程量大，后期处理的底泥需要占用大量面积，不适合大规模使用。原位修复是指不把污染底泥移开河道的前提下，直接在河道里面把污染物去除，比较符合实际情况的需求。其中在底泥中原位投加硝酸盐(主要是硝酸钙、硝酸钾和硝酸钠)是一种较好的底泥修复剂，能够去除底泥中硫化物和亚铁等污染物，同时能够提高水体的氧化还原电位和透明度。然而在实际应用中发现，投加硝酸盐的办法还存在一些问题：硝酸盐是一种极具易溶于水的物质，实际应用中投加量不容易控制，且采用常规注射的方法投加进入底泥容易短时间内扩散到上覆水中，降低硝酸盐的利用率。而且硝酸盐大量存在于底泥中也会引起底泥中结合态的氨氮被浸提出来，大量释放到上覆水中，引起水体的二次污染。针对硝酸盐易溶于水从而影响利用率的问题，专利CN201610316764.0公开了一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒及其制备方法，该技术利用合成材料先吸附住硝酸钙，将其投入底泥中让硝酸离子缓慢释放。然而在实际应用中如何具体将制备的硝酸钙缓释颗粒注入进底泥中也是个较难解决的问题，同时投加的缓释颗粒在利用完之后并不回收，而是直接停留在底泥中，是否会对河道造成影响也需要评估，而且吸附材料在烧制过程中也需要消耗大量的能源，并不完全环保。而面对投加硝酸盐后会引起底泥中氨氮释放的问题，专利CN201610169400.4公开了一种用于地表水体黑臭底泥修复的原位组合方法。该专利技术将活性覆盖层系统设计为两层覆盖层系统，下层覆盖层系统主要用于控制底泥磷和氨氮的释放，而上层覆盖层系统则用于控制硝酸盐向上覆水体的迁移。而该方法有个最大弊端在于，其投加进去的下层覆盖层系统在处理完之后是直接留在底泥里面并不取出，在实际应用中并不合理。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，提供一种适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法。该方法通过管道储存或输送硝酸盐的方式缓慢释放进入黑臭底泥，达到快速氧化底泥硫化物(AVS)或亚铁等还原性致黑臭物质，进而消除黑臭的目的。本专利技术的另一目的在于提供上述原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现：一种适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法，所述方法采用投加装置先通过药剂储存传输管道的垂直管上部端口投加硝酸盐储存媒介，然后将药剂储存传输管道设有药剂释放孔的一端插入底泥中，使所述的药剂储存输送管在泥面以下管道处于密闭，让药剂释放孔在底泥中释放药剂；所述投加装置包括药剂储存传输管道、药剂释放孔和硝酸盐媒介；所述的药剂储存传输管道为竖直管、锥形管、L型管或倒T型管中单管或任意组合管，所述药剂释放孔均匀设置在所述竖直管的下端口、所述L型管或倒T型管中的水平管上；所述硝酸盐媒介放置在所述药剂储存传输管道中；所述的药剂释放孔对应孔位处液体在自然大气压力下对外的流速控制在5～150mL/s。进一步地，所述组合管的连接方式为竖直管、锥形管、L型管或倒T型管的串联/并联。优选地，所述药剂释放孔均匀地设置在所述竖直管的下端口时，所述药剂释放孔设置在距离竖直管的下端口以上至3m的范围内。进一步地，所述竖直管为圆形管或方形管。优选地，所述圆形管的直径为1～30cm；所述方形管的宽度为1～30cm。优选地，所述锥形管的大头直径为3～30cm，所述锥形管的小头直径为1～20cm。优选地，所述竖直管和锥形管的长度为0.15～10m。优选地，所述L型管或倒T型管中竖直部分的长度为0.15～10m，所述L型管或倒T型管中的水平管的长度为0.05～100m。优选地，所述的药剂储存输送管道的材料为玻璃、金属或塑料。进一步地，所述的硝酸盐媒介为硝酸盐水溶液、吸收硝酸盐水溶液的棉花或吸收硝酸盐水溶液的海绵。所述的适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法在修复城乡水体黑臭底泥中的应用。本专利技术的技术原理是通过在一定深度的底泥里面插入硝酸盐投加管，同时控制硝酸盐投加管道的空隙来控制管道里面硝酸盐溶液在底泥中扩散速率和扩散范围，进而利用硝酸盐的氧化作用来去除底泥中的黑臭污染物。同时，由于投加硝酸盐后底泥中释放的氨氮向上扩散具有一定的极限，通过控制管道的插入深度及孔隙的大小来控制硝酸盐，可以避免底泥中的氨氮释放到上覆水体造成二次污染。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.相对于传统的硝酸盐投加方法而言，本专利技术在底泥中不用投加额外的其他吸附材料，通过插入投加管道就可缓慢控制硝酸盐的在底泥中的释放速率、投加量和投加深度来治理黑臭污染物，当治理完毕时可将投加装置从底泥中拔出循环利用(在特殊情况下可以随时将管道从底泥中拔出以中断硝酸盐的投加)，不会在底泥中引入其他合成材料物质，具有简单、方便和环保的特点。2.本专利技术的方法可根据实际河道底泥颗粒的大小来定制对应的药剂释放孔位的大小，进而使硝酸盐在底泥能够有合适的释放速率，减缓在实际应用中硝酸盐容易扩散到上覆水的缺点，提高硝酸盐的利用效率，具有适应性强、灵活多变的特点。3.本专利技术可根据实际河道的深浅程度定制对应不同长度的管道，通过控制管道插入一定深度的底泥中，根据氨氮在底泥中向上扩散具有一定的极限和吸附解吸的一个动态平衡过程，可减缓底泥中氨氮和硝态氮在短时间内大量扩散污染上覆水的问题。附图说明图1为实施例2中L型管的投加装置示意图。图2为实施例3中倒T型管的投加装置示意图。图3为实施例4使用实施例1装置投加硝酸钙后硫化物(AVS)的含量变化。图4为实施例4使用实施例1装置投加硝酸钙后亚铁(Fe2+)的含量变化。图5为实施例4使用实施例1装置投加硝酸钙后氧化还原电位(ORP)的变化情况。图6为实施例5使用实施例1装置投加硝酸钙后上覆水氨氮(NH4+)变化情况。图7为实施例5使用实施例1装置投加硝酸钙后上覆水硝态氮(NO3-)变化情况。图8为实施例5使用实施例1装置投加硝酸钙后上覆水亚硝态氮(NO2-)变化。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法，其特征在于，所述方法采用投加装置先通过药剂储存传输管道的垂直管上部端口投加硝酸盐储存媒介，然后将药剂储存传输管道设有药剂释放孔的一端插入底泥中，使所述的药剂储存输送管在泥面以下管道处于密闭，让药剂释放孔在底泥中释放药剂；所述投加装置包括药剂储存传输管道、药剂释放孔和硝酸盐媒介；所述的药剂储存传输管道为竖直管、锥形管、L型管或倒T型管中单管或任意组合管，所述药剂释放孔均匀设置在所述竖直管的下端口、所述L型管或倒T型管中的水平管上；所述硝酸盐媒介放置在所述药剂储存传输管道中；所述的药剂释放孔对应孔位处液体在自然大气压力下对外的流速控制在5～150mL/s。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法，其特征在于，所述方法采用投加装置先通过药剂储存传输管道的垂直管上部端口投加硝酸盐储存媒介，然后将药剂储存传输管道设有药剂释放孔的一端插入底泥中，使所述的药剂储存输送管在泥面以下管道处于密闭，让药剂释放孔在底泥中释放药剂；所述投加装置包括药剂储存传输管道、药剂释放孔和硝酸盐媒介；所述的药剂储存传输管道为竖直管、锥形管、L型管或倒T型管中单管或任意组合管，所述药剂释放孔均匀设置在所述竖直管的下端口、所述L型管或倒T型管中的水平管上；所述硝酸盐媒介放置在所述药剂储存传输管道中；所述的药剂释放孔对应孔位处液体在自然大气压力下对外的流速控制在5～150mL/s。


2.根据权利要求1所述的适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法，其特征在于，所述组合管的连接方式为竖直管、锥形管、L型管或倒T型管的串联/并联。


3.根据权利要求1所述的适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法，其特征在于，所述药剂释放孔均匀地设置在所述竖直管的下端口时，所述药剂释放孔设置在距离竖直管的下端口以上至3m的范围内。


4.根据权利要求1所述的适用于城乡水体原位修复黑臭底泥的硝酸盐投加方法，其特征在于，所述竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：余光伟，赖江钿，黄荣，康沛伦，李佩玲，麦颖文，闫博，郑嘉如，沈桐，徐艺彬，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44