本发明专利技术公开了一种降低湖库清淤对周边水体污染的装置和方法，该装置包括用于围绕在湖库清淤区域周围水体中的网状挂件，网状挂件上挂有若干个网袋，网袋中装有改性生物炭，改性生物炭是由生物炭经酸处理、碱处理和金属盐改性后制备得到。本发明专利技术装置，能够有效改善湖库清淤区域周围水体的水质，从而有效的降低了湖库清淤对周围水体水质的影响，能够广泛用于湖库清淤区域污染水体的原位治理，可实现对水体中多种污染物(如氮、磷、有机污染物)的有效去除，具有工艺简单、操作方便、成本低廉、处理效果好等优点，对于有效降低湖库清淤对周围水体的污染具有十分重要的意义。
【技术实现步骤摘要】
一种降低湖库清淤对周边水体污染的装置和方法
本专利技术属于水环境治理领域，涉及一种降低湖库清淤对周边水体污染的装置和方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，湖泊、水库等水体受到了不同程度的污染和破坏。水体底泥(也称淤泥)主要源自于地表径流所携带的泥沙、陆生动植物残体、污染物，以及水生动植物残体等，在水环境各因子共同作用下沉淀形成。底泥不仅会淤塞湖库，降低湖库调蓄洪水的能力，还会向水体释放营养盐、重金属及有机污染物，成为水体的内源污染，给水生态安全带来严重威胁。清淤是解决水体内源污染的有效措施。但是，清淤产生底泥扰动，常常引起底泥中的营养盐、污染物释放到水体中，造成周边水域水质恶化，引发水体污染和用水危机，这已成为制约清淤工程及黑臭水体修复的瓶颈。为减轻清淤过程中底泥扰动引起的周边水体水质恶化，目前主要采用环保绞吸式清淤，该方法能够在一定程度上减少底泥泄露和扩散，对底泥的扰动相对较小，从而降低清淤对周边水体的污染；但该方法对底泥的扰动不能完全避免，仍会引起周边水体的污染，而且该方法相对其他清淤方法成本高，对水位有要求，只能疏浚薄的底泥层。另外，作为农业大国，我国每年都会产生大量的农业秸秆和畜禽粪便，但目前农业秸秆多被闲置浪费或者就地焚烧，不仅容易造成土地肥力下降，而且产生了严重的环境问题。如每年农业收获季节，秸秆的大量焚烧，引起空气质量急剧下降，同时烟雾笼罩机场及高速公路，导致机场及高速公路关闭，给社会生产、生活带来诸多不利影响；畜禽粪便也多随意排放，引发了一系列的环境和卫生问题。农业秸秆和畜禽粪便的高效处置及资源化利用也因此成为社会各界关注的焦点。随着科技的发展，科研人员成功地利用生物质材料缺氧热解制备了具有高吸附效率的廉价的生物炭，其吸附能力是活性炭的2～3倍。应用于水体污染控制既解决了水体污染的问题，又实现了生物质废物的资源化利用。而农业秸秆和畜禽粪便是一种优质的生物质材料，这为解决上述问题提供了可能。生物炭对多种污染物具有较好的吸附效率，但对磷的吸附效率有待进一步提高。同时，为了提高生物炭对磷的吸附效率，目前采用的新技术为生物炭原材料中加入铝盐或铁盐后高温热解，这种技术虽然在一定程度上提高了生物炭的吸附效率(特别是对磷的吸附效率)，但生物质材料炭化前微孔结构有限，负载金属离子的能力不强；同时，为了提高生物炭吸附能力，一般都会进行酸或碱活化，而现有该技术制备的生物炭在酸或碱活化后，负载的部分金属离子会发生置换、沉淀、解吸等反应而脱离生物炭，从而降低了金属离子负载量和吸附功效。因此，如何获得一种金属离子负载量高、吸附性能好的改性生物炭，对于有效降低湖库清淤对周边水体的污染具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够有效降低湖库清淤对周边水体污染的装置和方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种降低湖库清淤对周边水体污染的装置，包括用于围绕在湖库清淤区域周围水体中的网状挂件；所述网状挂件上挂有若干个网袋，所述网袋中装有改性生物炭；所述改性生物炭是由生物炭经酸处理、碱处理和金属盐改性后制备得到。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，所述网状挂件以环形布设方式围绕在湖库清淤区域周围水体中，网状挂件的布设层数为至少一层，间隔距离为1.0m～6.0m。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，所述网状挂件以放射形布设方式围绕在湖库清淤区域周围水体中，网状挂件靠近清淤处一端的间隔距离为1.0m～3.0m，远离清淤处一端的间隔距离为3.0m～10.0m。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，所述网状挂件为尼龙网。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，所述装置还包括布设在湖库清淤区域周围水体水面上的漂浮物，所述漂浮物连接在网状挂件的上部。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，所述漂浮物的数量为至少两个，所述漂浮物之间通过绳子串联在一起；所述绳子固定在湖库两岸的固定桩上并横跨在湖库上方或通过锚固定在水中。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，所述漂浮物为浮筒、浮管、浮球中的至少一种；所述绳子为缆绳和/或尼龙绳。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，所述网状挂件的下部设有网坠；所述网状挂件上还连接有用于固定网状挂件于水体中的锚；所述网袋可拆卸式的挂在网状挂件的两侧，呈对称布置；所述网袋在网状挂件2上的投影面积占网状挂件平面面积的5％～25％；所述网袋的网孔直径为0.1mm～2.0mm。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，所述改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：S1、将生物炭进行酸处理和碱处理；S2、将步骤S1中得到的生物炭置于改性溶液中进行超声震荡，得到改性生物炭；所述改性溶液为铝盐溶液、铁盐溶液、铝铁盐溶液中的至少一种。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，步骤S1中，对生物炭的酸处理和碱处理为：S1-1、采用酸溶液对生物炭进行洗涤，时间为1h～6h；所述酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液中的至少一种；所述酸溶液的浓度为0.5mol/L～2.5mol/L；所述生物炭的制备包括以下步骤：将生物质材料在厌氧或缺氧条件下进行热解，所得产物粉碎成粒径为2.0mm～5.0mm的颗粒，得到生物炭；所述生物质材料为农业秸秆、畜禽粪便、林草枝叶、木屑、活性污泥中的至少一种；S1-2、采用水对步骤S1-1中得到的生物炭进行洗涤；S1-3、采用碱溶液对步骤S1-2中得到的生物炭进行洗涤，时间为1h～6h；所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种；所述碱溶液的浓度为0.5mol/L～2.5mol/L；S1-4、采用水对步骤S1-3中得到的生物炭进行洗涤。上述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，进一步改进的，步骤S2中，所述超声震荡的时间为1h～4h；所述改性溶液的饱和度≥80％；所述铝盐溶液为氯化铝溶液、硫酸铝溶液、聚合铝盐溶液中的至少一种；所述聚合铝盐溶液为聚氯化铝溶液和/或聚合硫酸铝溶液；所述铁盐溶液为氯化铁溶液、氯化亚铁溶液、硫酸铁溶液、硫酸亚铁溶液或聚合铁盐溶液中的至少一种；所述聚合铁盐溶液为聚氯化铁溶液、聚合硫酸铁溶液、聚亚铁溶液、聚氯硫酸铁溶液中的至少一种；所述铝铁盐溶液为聚合铝铁盐溶液；所述聚合铝铁盐溶液为聚氯化铝铁溶液和/或聚合硫酸氯化铝铁溶液。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了一种降低湖库清淤对周边水体污染的方法，所述方法为采用上述的装置对湖库清淤引起的周边水体污染进行原位治理。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提供了一种降低湖库清淤对周边水体污染的装置，包括用于围绕在湖库清淤区域周围水体中的网状挂件；网状挂件上挂有若干个网袋，网袋中装有改性生物炭，其中改性生物炭是由生物炭经酸处理、碱处理和金属盐改性后制备得到。本专利技术中，采用的改本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种降低湖库清淤对周边水体污染的装置，其特征在于，包括用于围绕在湖库清淤区域周围水体中的网状挂件(2)；所述网状挂件(2)上挂有若干个网袋(4)，所述网袋(4)中装有改性生物炭；所述改性生物炭是由生物炭经酸处理、碱处理和金属盐改性后制备得到。/n
【技术特征摘要】
1.一种降低湖库清淤对周边水体污染的装置，其特征在于，包括用于围绕在湖库清淤区域周围水体中的网状挂件(2)；所述网状挂件(2)上挂有若干个网袋(4)，所述网袋(4)中装有改性生物炭；所述改性生物炭是由生物炭经酸处理、碱处理和金属盐改性后制备得到。
2.根据权利要求1所述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，其特征在于，所述网状挂件(2)以环形布设方式围绕在湖库清淤区域周围水体中，网状挂件(2)的布设层数为至少一层，间隔距离为1.0m～6.0m；
或，所述网状挂件(2)以放射形布设方式围绕在湖库清淤区域周围水体中，网状挂件(2)靠近清淤处一端的间隔距离为1.0m～3.0m，远离清淤处一端的间隔距离为3.0m～10.0m。
3.根据权利要求2所述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，其特征在于，所述网状挂件(2)为尼龙网。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，其特征在于，所述装置还包括布设在湖库清淤区域周围水体水面上的漂浮物(1)，所述漂浮物(1)连接在网状挂件(2)的上部。
5.根据权利要求4所述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，其特征在于，所述漂浮物(1)的数量为至少两个，所述漂浮物(1)之间通过绳子(5)串联在一起；所述绳子(5)固定在湖库两岸的固定桩上并横跨在湖库上方或通过锚固定在水中。
6.根据权利要求5所述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，其特征在于，所述漂浮物(1)为浮筒、浮管、浮球中的至少一种；所述绳子(5)为缆绳和/或尼龙绳。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的降低湖库清淤对周边水体污染的装置，其特征在于，所述网状挂件(2)的下部设有网坠(3)；所述网状挂件(2)上还连接有用于固定网状挂件(2)于水体中的锚；所述网袋(4)可拆卸式的挂在网状挂件(2)的两侧，呈对称布置；所述网袋(4)在网状挂件2上的投影面积占网状挂件(2)平面面积的5％～25％；所述网袋(4)的网孔直径为0.1mm～2....
【专利技术属性】
技术研发人员：武海鹏，张华刚，余关龙，杜春艳，陈婧，屈新宇，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。