申请日2019.07.12
公开(公告)日2019.10.15
IPC分类号C02F3/34
摘要
本发明公开了一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，将环保疏浚与改性沸石覆盖技术联合修复污染底泥，通过模拟试验针对黑臭水体的污染底泥，运用环保疏浚+改性沸石覆盖技术来改善水体水质，并得出最佳运行参数;本发明的有益效果是：根本上改善污染河流水质提供技术支持，也为污染河流的水体修复工程性应用提供理论指导;通过考察微生物在水体水质改善中的变化情况，讨论其在水体修复过程中的存在意义，以分析和判定水体修复后的稳定性及自身恢复能力，可为水体修复技术的方案选择提供科学依据;将以底泥微生物种群及活性为评价指标，来分析修复方案对水体所产生的人工扰动所产生的风险，为水体修复技术方案的最终实施提供科学依据。
权利要求书
1.一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，其特征在于，将环保疏浚与改性沸石覆盖技术联合修复污染底泥，通过模拟试验针对黑臭水体的污染底泥，运用环保疏浚+改性沸石覆盖技术来改善水体水质，并得出最佳运行参数;所述方法如下：
步骤一：环保疏浚深度计算：选取城市水体具有代表性的黑臭河段，划定研究区域，测定区域内上覆水的常规指标，检测沉积物中目标污染物含量，分析污染物的垂直分布规律，建立污染物评判关键性指标，并在此基础上对底泥进行科学分层;
步骤二：环保疏浚试验研究：在模拟反应器内进行批次试验，以不同疏浚深度对模拟水体底泥进行疏浚作业，考察疏浚后水质改善情况;
步骤三：沸石覆盖底泥试验：采用不同方法对天然沸石进行改性，在模拟反应器内进行批式试验，考察不同沸石组合覆盖底泥时对水体水质改善的效果，并讨论最佳组合方案;
步骤四：环保疏浚+改性沸石覆盖底泥试验：在模拟反应器内对对象水体进行批次试验，考察环保疏浚+改性沸石覆盖底泥对水体水质的改善效果，并得出最佳试验参数;
步骤五：底泥微生物群落特征分析：考察底泥微生物特征及生物活性变化，分析其与上覆水水质改善的关系，探究试验方案对水体稳定性和自身恢复能力的影响，讨论微生物种群在水体修复中的意义;
步骤六：人工扰动风险分析：依据上覆水水质与底泥生物特征变化关系，初步评价环保疏浚和沸石覆盖对于水体环境的扰动风险，为城市水体的大工程作业提供理论参考。
2.根据权利要求1所述的一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，其特征在于：所述步骤一中，目标污染物包括氮、磷、硫化物、有机质。
3.根据权利要求1所述的一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，其特征在于：所述采样器为柱状。
4.根据权利要求1所述的一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，其特征在于，各项指标的测定方法：
沉积物总磷(TP)的测定，采用硫酸-高氯酸消解，钼锑抗比色法：
沉积物总氮(TN)的测定用半微量凯氏法进行测定;
沉积物氨氮(NH4+-N)的测定采用KCl浸提-蒸馏法;
沉积物有机质的测定采用重铬酸钾容量法-外加热法;
沉积物氧化还原电位(Eh)测定：沉积物中的氧化还原电位是表征水体沉积物氧化还原特征的基本参数，在采样现场用多参仪直接插入沉积物中进行测定;
沉积物酸挥发性硫化物(AVS)含量分析测定：沉积物中AVS含量采用“冷扩散法”(Colddiffusion method)测定;
沉积物颗粒粒径垂向分布采用激光粒度仪测定;
上覆水氨氮的测定用分光光度计法。
5.根据权利要求1所述的一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，其特征在于，底泥微生物活性测定：采用荧光素二乙酸醋法(FDA)测定实验开始及结束后底泥微生物的总活性。
6.根据权利要求1所述的一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，其特征在于，拟采用的检测方法如下所述：
分析项目测定方法;
沉积物TP钼锑抗比色法;
沉积物TN半微量凯氏法;
沉积物NH4+-NKCl浸提-蒸馏法;
沉积物有机质重铬酸钾容量法;
沉积物硫化物冷扩散法;
底泥粒径分布激光粒度仪;
改性沸石表明形态电镜扫描;
底泥吸附解析性能吸附动力学试验;
微生物活性荧光素二乙酸醋法测定;
细菌浓度MPN法。
7.根据权利要求1所述的一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，其特征在于：所述步骤五中，试验方案包括环保疏浚、改性沸石覆盖、环保疏浚+改性沸石覆盖对水体稳定性和自身恢复能力的影响。
说明书
一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法
技术领域
本发明属于水环境治理与保护工程技术领域，具体涉及一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法。
背景技术
城市水体能够直观地体现一个地区环境状况和经济文化水平，但近年来水体黑臭现象愈发严重，极大地影响了城市景观和居民的日常生活。统计表明，我国有超过90%的城市河流受到不同程度的污染。河道底泥作为水体重要组成部分，参与了河流生态系统的整个循环，其中有毒有害物质与上覆水的交换作用，使底泥成为水体中污染物质的“库”和“源”。这就导致当外源污染物得到有效控制时，底泥将成为主要污染源，很大程度上决定了上覆水的水质状况。本技术针对黑臭水体的内源污染源-底泥，采用环保疏浚+改性沸石覆盖技术进行试验研究，以揭示城市河流“黑臭”的成因及污染物在泥-水相界迁移转化规律，为城市黑臭水体的水质改善及强化水生生态恢复能力提供强有力的技术支持。
目前污染水体修复多数采用组合生态修复技术，在工程实践中，污染河流水体修复后很长一段时间内的稳定性及自身恢复能力还有待考察;城市污染河流工程化修复方案的实施，势必影响到水体的自然生态平衡，尤其是底泥的疏浚，疏浚量太小，不能从根本上解决河流内源污染问题，疏浚量过大，虽然能去除内源污染，在一定程度上增加河流通水能力，但是工程投资也会增加，而且会极大地消减水体中的生物种群，破坏水体生态平衡，由此带来的人工扰动将在很长一段时间使河流失去自身恢复能力，稳定性变差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，以解决上述背景技术中提出的目前污染水体修复多数采用组合生态修复技术，在工程实践中，污染河流水体修复后很长一段时间内的稳定性及自身恢复能力还有待考察;城市污染河流工程化修复方案的实施，势必影响到水体的自然生态平衡，尤其是底泥的疏浚，疏浚量太小，不能从根本上解决河流内源污染问题，疏浚量过大，虽然能去除内源污染，在一定程度上增加河流通水能力，但是工程投资也会增加，而且会极大地消减水体中的生物种群，破坏水体生态平衡，由此带来的人工扰动将在很长一段时间使河流失去自身恢复能力，稳定性变差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法，将环保疏浚与改性沸石覆盖技术联合修复污染底泥，通过模拟试验针对黑臭水体的污染底泥，运用环保疏浚+改性沸石覆盖技术来改善水体水质，并得出最佳运行参数;所述方法如下：
步骤一：环保疏浚深度计算：选取城市水体具有代表性的黑臭河段，划定研究区域，测定区域内上覆水的常规指标，检测沉积物中目标污染物含量，分析污染物的垂直分布规律，建立污染物评判关键性指标，并在此基础上对底泥进行科学分层;
步骤二：环保疏浚试验研究：在模拟反应器内进行批次试验，以不同疏浚深度对模拟水体底泥进行疏浚作业，考察疏浚后水质改善情况;
步骤三：沸石覆盖底泥试验：采用不同方法对天然沸石进行改性，在模拟反应器内进行批式试验，考察不同沸石组合覆盖底泥时对水体水质改善的效果，并讨论最佳组合方案;
步骤四：环保疏浚+改性沸石覆盖底泥试验：在模拟反应器内对对象水体进行批次试验，考察环保疏浚+改性沸石覆盖底泥对水体水质的改善效果，并得出最佳试验参数;
步骤五：底泥微生物群落特征分析：考察底泥微生物特征及生物活性变化，分析其与上覆水水质改善的关系，探究试验方案对水体稳定性和自身恢复能力的影响，讨论微生物种群在水体修复中的意义;
步骤六：人工扰动风险分析：依据上覆水水质与底泥生物特征变化关系，初步评价环保疏浚和沸石覆盖对于水体环境的扰动风险，为城市水体的大工程作业提供理论参考。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤一中，目标污染物包括氮、磷、硫化物、有机质。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述采样器为柱状。
作为本发明的一种优选的技术方案，各项指标的测定方法：
沉积物总磷(TP)的测定，采用硫酸-高氯酸消解，钼锑抗比色法：
沉积物总氮(TN)的测定用半微量凯氏法进行测定;
沉积物氨氮(NH4+-N)的测定采用KCl浸提-蒸馏法;
沉积物有机质的测定采用重铬酸钾容量法-外加热法;
沉积物氧化还原电位(Eh)测定：沉积物中的氧化还原电位是表征水体沉积物氧化还原特征的基本参数，在采样现场用多参仪直接插入沉积物中进行测定;
沉积物酸挥发性硫化物(AVS)含量分析测定：沉积物中AVS含量采用“冷扩散法”(Colddiffusion method)测定;
沉积物颗粒粒径垂向分布采用激光粒度仪测定。
作为本发明的一种优选的技术方案，底泥微生物活性测定：采用荧光素二乙酸醋法(FDA)测定实验开始及结束后底泥微生物的总活性。
作为本发明的一种优选的技术方案，拟采用的检测方法如下所述：
分析项目测定方法;
沉积物TP钼锑抗比色法;
沉积物TN半微量凯氏法;
沉积物NH4+-NKCl浸提-蒸馏法;
沉积物有机质重铬酸钾容量法;
沉积物硫化物冷扩散法;
底泥粒径分布激光粒度仪;
改性沸石表明形态电镜扫描;
底泥吸附解析性能吸附动力学试验;
微生物活性荧光素二乙酸醋法测定;
细菌浓度MPN法。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤五中，试验方案包括环保疏浚、改性沸石覆盖、环保疏浚+改性沸石覆盖对水体稳定性和自身恢复能力的影响。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过模拟试验，针对黑臭水体的污染底泥，运用环保疏浚+改性沸石覆盖技术来改善水体水质，所得到的最佳运行参数不但对消除河流内源污染，从根本上改善污染河流水质提供技术支持，也为污染河流的水体修复工程性应用提供理论指导;
(2)通过考察微生物在水体水质改善中的变化情况，讨论其在水体修复过程中的存在意义，以分析和判定水体修复后的稳定性及自身恢复能力，可为水体修复技术的方案选择提供科学依据;
(3)将以底泥微生物种群及活性为评价指标，来分析修复方案对水体所产生的人工扰动所产生的风险，为水体修复技术方案的最终实施提供科学依据。（发明人孙广垠;黄贵琦;吕伟;陈志）
