可抗风浪的受污染天然水体应急修复工艺制造技术

本发明专利技术公开一种可抗风浪的受污染天然水体应急修复工艺。在一个用絮凝法处理水体的体系中，补充加入水体重量０．００５～１％的短纤维和０．００１～０．２％的助絮剂，助絮剂必须可以与絮凝剂交联。短纤维在水体中预先加入或在助絮剂加入前加入，助絮剂在加入絮凝剂后再加入；然后在水体中通过自发生成气体的物质产生微气泡，使复合絮凝体捕捉微气泡，并在上升过程中达到压缩致密效果；最后，捕捞絮凝体，完成应急修复。本发明专利技术可以适用在有轻微风浪、水文条件复杂的各种天然水域中进行修复，达到絮凝体一定时间内不易被风浪破坏的目的，从而能够将污染物有效转移出水面，解决了在有风浪情况下如何把水中污染物高效低成本移出水面的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可抗风浪的受污染天然水体应急修复工艺。
技术介绍
天然水体污染是目前世界各国均面临的一个重要环保问题，其特点是污染物不均 匀地分布在水、悬浮物和底泥中。污染修复的最终目的是将污染物移出水体，恢复水体正常 状态。与工业污水处理有所不同的关键点在于天然水体处理要可以在轻度风浪中进行，同 时不可能具备与工业污水处理一样完善的设备。 目前国际上主要的修复类型有 —、生物修复技术，主要使用高等水生植物和微生物，通过人工生物浮岛(20世纪 70年代由德国贝斯特曼公司首创)，人工湿地种植，微生物挂膜(移植自传统工业水处理技 术)，酶和藻病毒等生物制剂投放等方法进行水体原位修复。 该类方法可缓慢地从水、悬浮物、底泥内将污染物质分解或转移到植物体内，从而 达到修复目的，但因处理速度慢不能应用于污染水体应急修复。特点是处理成本很低，如建 立起可平衡生态体系后则生物体系可在很长时间内对水体进行修复，因此成为目前低污染 水体最主要的修复方法。缺点是适应性较差，在诸如深水、高混浊水体、海域、盐度变化频繁 的河口地带，温度过低过高时，风浪大，污染特别严重的水域等状况下，因特定生物难以生 存或难以形成有效群落，导致这类技术难以实施修复。 二、物理修复技术，主要有人工曝气、截污滤污、调水冲污、河道疏浚等措施将污染 物转移，修复成本高，处理速度慢，通常不能作为快速修复工艺使用，且易造成泄漏或二次 污染。 三、化学修复技术，主要通过化学絮凝和吸附的方法，对天然水体中的污染物进行 处理，在处理严重污染水体上有不可比拟的优势。 其最大的优点在于处理速度快，因此可在污染刚出现的时候进行应急修复，以减 少流域内污染损失。缺点是容易造成生态体系失衡，污染物容易沉入底泥造成二次污染。目 前学术界主要研究工作集中在于寻找对生态体系没有毒性的药物和无二次污染的方法。对 于污染较为严重的水体，目前一般采用化学修复法先进行应急修复，等污染程度下降到一 定程度后结合物理修复和生物修复进行后续处理的方法来解决。 由于目前化学修复法尚不易做到将污染物快速移出水体的要求，从而严重限制了 水体应急修复技术的实施和发展。 (1)采用常规投药吸附或絮凝的方法，虽然可以迅速捕捉水体中的污染物质，但 吸附剂和絮凝体均松散易碎，一般会沉入水底或成为水体悬浮物，即使添加聚丙烯酰胺 (PAM)，甲壳胺(壳聚糖)等助絮剂交联后絮凝体强度增加也有限，难以直接网捕去除。这 些含有污染物的底泥和悬浮物如不及时处理则会成为缓慢释放的污染源，并没有真正达到 水体修复目的(例如2008年太湖治理中使用壳聚糖改性粘土絮凝藻类下沉，发现因中等强 度风浪的原因使沉淀物重悬浮和藻类脱附后松散上浮，同时少数水域长时间后出现底泥腐3败导致藻毒素，营养物重新释放)；如直接把吸附剂装袋紧密挂网捕捉或筑成坝捕捉(例如 2005年11月吉林化工厂爆炸时采用活性炭处理苯污染江水；2008年6月云南省文山州富 宁县衡昆高速公路粗酚泄漏事件，桑河采用10道石灰坝和2道活性炭坝进行吸附处理；)， 则虽可避免悬浮物污染，但因不是原位修复无法阻止河床底泥吸附污染物质。 (2)在2008年8月6日公开的专利技术专利申请《一种生态凝藻材料》(申请号 200810020707)引起了国内专家的关注，专利技术者提出 一种生态凝藻材料，由5 70 %的天然 纤维材料和30 95%的天然高分子材料所组成。天然纤维材料选自植物纤维和/或动物 纤维，天然高分子材料选自蟹壳衍生物和/或虾壳衍生物以及植物粘汁，植物粘汁在天然 高分子材料组分中不少于5% 。专利技术者认为本凝藻材料均为天然物质、对人、畜、环境和水生 动植物均无毒无害，且对藻类具有凝聚、吸附、缠结和网捕作用，此凝藻材料用量为0. 1 10mg/L时，藻去除率达95%以上。而且絮凝得到的藻凝体抱合力强、漂浮性和滤水性好，藻 泥少，后处理十分方便，可以用于暴发的海水赤潮、淡水水华的应急处理。据查索该专利技术中 试实验及后序建立方法是建立工作平台，在限定区域内处理，然后网捕除藻。 但本专利技术人对其进行重复性实验中发现，该材料确实可以捕捉90%左右的成熟团 聚藻类，但无法去除呈胶体状态的藻类孢子和零散幼年期单细胞藻，更不能去除水中的富 营养化物质如磷，这就造成修复后的水体依然有较多藻类且迅速繁殖。同时仅用该材料用 于油类，重金属类污染处理均不可行。其主要缺陷在于该材料是由纤维和助絮剂组成，助 絮剂理论上只能架桥网捕悬浮物，絮凝能力差，因此对胶体和溶解物质无效；纤维在这里起 到的作用主要是吸附住含助絮剂藻团，也起增强团聚体作用。而且，水体处理实验中还发 现1.大量深水处藻团无法用网捕捞或沉底，数十小时后或风浪冲击数十分钟后由于未交 联高分子物质易溶于水中而使大型藻团逐渐消散；2.水中营养物质和藻类孢子，藻类幼体 并未去除；3.处理后区域迅速被未处理区域污水流动污染。 因此本专利技术人认为，该方案并不能真正解决天然水体应急修复问题。本专利技术人认 为必须对此进行突破性改进即1.引入具备电中和能力和捕捉水中溶解性污染物或营养 物能力的新材料并要求该材料可单独与上述污染物形成絮凝体，以消除藻类迅速再生的条 件，同时该物质必须能够使高分子物质变性交联成为不溶性物质以避免絮凝体消散；2.使 絮凝后的藻类能够基本自行上浮到水面并自行压縮，以避免污水流动污染和漏捕沉底问 题，同时减少污泥体积和捕捞工作量。3.上浮絮凝体在风浪下不易打散以使操作难度降低。 (3)因网捕难以彻底捕捞水中絮凝体，目前业界已有使用溶气气浮/电气浮两类 方法，促使絮凝体和悬浮物上浮到水面捕捉以避免二次污染(例如水利部948项目示范工 程——2003年北京南护城河溢洪道采用絮凝/气浮的方法清除水中藻类；2008年同济大 学环境科学与工程学院处理校园内景观池藻类等实用例)，该方法优势在于有现成设备移 植，在小面积浅水水体气浮中使用很简便。也有用磁絮凝的方法，利用磁场将絮凝体从水 中捕捉来避免二次污染(例如2009年中科院合肥物质科学研究院采用磁种投入后强磁场 捕捉的方法处理太湖藻类)。但目前尚存在缺陷是l.电气浮需要被修复水体可以导电， 不适合淡水水域使用；2.磁分离技术要求被修复水体为浅水，否则设备难以安装和提供磁 场；3.包括溶气气浮在内的所有这些方法都存在a.絮凝体脆弱的弊病无法解决，因此在有 中等风浪及复杂水文条件的天然江海湖泊中絮凝体很易被风浪或湍流击散吹沉，无法高效 捕捉或上浮到水面导致修复失败。b.稍大稍深的水体即需要建立气浮平台收集上浮絮凝物，否则需要数量巨大的气浮设备，投资过高，而使用平台后依然存在的缺点在于处理干净 的污染区域会因未处理区域污染水流动再次被污染。在太湖藻类治理诸多试验中，有利用 聚合氯化铝PAC/P匿絮凝藻类兼脱磷，在阳光下藻类絮凝自行产生氧气上浮的方法，但发 现在太湖风浪下絮凝体被大量吹散下沉的例子。在课题组研究中同样发现；采用生态凝藻 材料(申请号200810020707)，或仅用常规的聚合氯化铝絮凝并辅助以曝气气浮时，曝气时 间一长上浮絮凝体即逐渐破碎或消散。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可抗风浪的受污染天然水体应急修复工艺，絮凝体可在轻微风浪中保持数小时不下沉不破碎，便本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可抗风浪的受污染天然水体应急修复工艺，其特征在于：在一个用絮凝法处理水体的体系中，补充加入水体重量０．００５～１％的短纤维和０．００１～０．２％的助絮剂，要求助絮剂必须可以与絮凝剂交联，短纤维在水体中预先加入或在助絮剂加入前加入，助絮剂在加入絮凝剂后再加入；然后在水体中通过自发生成气体的物质产生微气泡，使复合絮凝体捕捉微气泡上浮；最后，捕捞絮凝体，完成应急修复。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈楷翰，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]