[发明专利]一种基于反硝化除硫的黑臭河道底泥原位氧化技术

说明书

技术领域

本发明涉及的河道（涌）治理技术，具体是指一种基于反硝化除硫的黑臭河道底泥原位氧化技术，该技术适用于以有机物、硫化物、氮、磷为主要污染物的污染河道（涌）的综合治理，特别适用于城市黑臭河道（涌）的原位综合治理。

背景技术

河道黑臭、底泥累积是我国城市河网的普遍现象。研究表明，底泥有机污染物长期厌氧分解产生H₂S等臭气以及FeS等有色金属硫化物，是造成黑臭的主要原因，底泥氮、磷二次释放会构成水体富营养化。在河道黑臭治理方面，目前国际上流行的方法是通过提高底泥的氧化还原电位（如投加硝酸钙、过氧化钙），以氧化底泥硫化物和抑制底泥磷释放；其中，通过投加硝酸钙来消除河道黑臭在国内外已有工程应用实例，然而该种技术存在处理周期长（1-2年），且容易促进氨氮和硝酸盐过量释放，造成氮的二次污染等缺点。目前，在快速消除底泥黑臭方面国内外做了一些新的尝试，如在投加硝酸钙的同时加入其它氧化剂（过氧化钙或双氧水），或通过加大硝酸钙投加量来缩短处理周期，然而据报道，硫化物去除率达到96%以上的处理周期仍然需要1个月左右；此外，在黑臭治理过程中如何消除底泥氮二次释放尚未得到解决，特别是在投加底泥氧化剂去除硫化物的同时实现底泥原位脱氮方面尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于反硝化除硫的黑臭河道底泥原位氧化技术。

本发明的目的可以通过如下措施来实现：

一种基于反硝化除硫的黑臭河道底泥原位氧化技术，其特征在于：该技术包括底泥硫自养反硝化除硫技术，其具体工艺条件如下：

向黑臭河道湿法投加或者干法投加底泥氧化剂、底泥氨氮浸提剂和底泥酸碱调节剂，按底泥氧化剂与底泥中硫化物的含量的质量比计，底泥氧化剂投加量范围为0.5-2:1，底泥氨氮浸提剂的投加量以投加后促进底泥氨氮浸提释放进入间隙水的初始浓度达到50mg/L以上为准，底泥酸碱调节剂的投加量以控制底泥初始pH为6.0-8.0为准；

所述底泥氧化剂为硝酸钙或硝酸钙和硝酸钠的混合物，所述硝酸钙和硝酸钠混合物的质量比为1:0.1-1；

所述底泥氨氮浸提剂为氯化钠或氯化钾；

所述底泥酸碱调节剂为石灰或稀硝酸。

所述底泥原位氧化技术，还包括与底泥硫自养反硝化耦合的厌氧氨氧化同步除硫脱氮固磷技术，优选工艺条件为底泥氧化剂选硝酸钙和硝酸钠混合物，按底泥氧化剂与底泥中硫化物的含量的质量比计，硝酸钙和硝酸钠混合物的投加量范围为1-2:1；底泥氨氮浸提剂以投加后促进底泥氨氮浸提释放进入间隙水初始浓度达到100-200mg/L为准，并且当初始氨氮浓度超过200mg/L时,无需投加；底泥酸碱调节剂的投加量以控制底泥初始pH为6.0-6.5为准。

所述湿法投加为先将底泥氧化剂、底泥氨氮浸提剂与酸碱调节剂溶解于水中，然后通过注射方式多点均匀注入底泥；所述干法投加是直接将底泥氧化剂、底泥氨氮浸提剂与底泥酸碱调节剂与底泥搅拌混合，搅拌方式为水力搅拌或机械搅拌。

本发明机理：通过向黑臭河涌定量投加底泥氧化剂、底泥氨氮浸提剂和底泥酸碱调节剂，投加量基于底泥硫自养反硝化动力学过程，通过促进底泥硫自养反硝化过程，加快底泥硫化物氧化速率；同时，通过控制底泥酸碱调节剂投加量，控制底泥pH值，促进硫自养反硝化过程中亚硝酸盐累积，并通过底泥氨氮浸提剂对底泥铵态氮的化学浸提作用，促进底泥氨氮释放，进行底泥硫自养反硝化与厌氧氨氧化耦合，实现底泥同步除硫脱氮；同时硝酸钙的投加可以抑制底泥磷的释放。因此可实现底泥同步除硫固磷或同步除硫脱氮固磷。

本发明与现有技术相比具有如下突出的优点：

1、采用本发明可快速消除城市河道黑臭、抑制底泥氮磷释放，提高水覆水体水质。通过底泥氧化剂投加量和底泥pH值控制，底泥硫化物去除速率高于现有技术中的先进水平，2周之内底泥硫化物去除率可达到96%-99%以上。

2、本发明通过硫自养反硝化与厌氧氨氧化耦合，在除硫的同时可实现底泥原位脱氮，30天底泥间隙水氨氮去除效率可达到40%以上，底泥总氮含量下降15%；解决了黑臭治理过程中消除底泥氮二次释放的问题。

3、本发明在实现反硝化除硫或同步除硫脱氮的基础上，还可实现对底泥磷释放的抑制，抑制率可达到90%以上。