[实用新型]一种用于控制地表水体底泥营养盐释放的活性覆盖系统构件

说明书

技术领域

本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种用于控制地表水体底泥营养盐释放的活性覆盖系统构件。 

背景技术

随着我国社会经济的快速发展、人口的增长以及城市化进程的加快，污水的产生量日益增加，而我国的污水处理率相对较低，导致大量未经处理达标的污水直接进入我国地表水体，造成了我国的许多地表水体的受到污染。我国的许多地表水体已经出现了的富营养化状态。氮磷是引起地表水体富营养化的两种关键营养元素。底泥是进入地表水体氮磷营养盐的重要蓄积库。当环境条件发生变化时，底泥中氮磷营养盐会释放出出来，再次污染地表水体。因此，有效控制底泥中氮磷营养盐的释放对于我国地表水体的富营养化防治具有重要的意义。 

受污染底泥的修复问题是当前地表水体污染治理的一个棘手问题。纵观国内外的污染底泥修复技术，主要分为两大类：异地修复技术和原位修复技术。污染底泥异地修复技术主要是指底泥疏竣及疏竣底泥的处理处置。与异地修复技术相比，原位修复技术具有所需费用 低、可以避免底泥疏浚过程中底泥再悬浮对水体的污染及疏浚底泥输送过程和处理过程中的二次污染问题、不需要额外的处理处置场地等优点。因此，污染底泥原位修复技术具有更好的应用前景。底泥覆盖即于污染底泥上部覆盖一层或多层覆盖层使底泥与上覆水隔开并阻止底泥中污染物的释放，是一种受到国内外广泛关注的污染底泥原位修复技术。清洁沉积物、沙子和砾石等是常用的覆盖材料。这种由清洁沉积物、沙子和砾石等材料构建的底泥覆盖系统（即底泥惰性覆盖系统）的覆盖层通常较厚，从而影响了地表水体的水深。此外，清洁沉积物、沙子和砾石等材料对水中污染物的固定能力往往较差，这直接影响了底泥惰性覆盖系统控制底泥污染物释放的效率。 

为克服底泥惰性覆盖系统的缺陷，可以采用底泥活性覆盖系统，即由可以吸附或共沉淀污染物的材料构建的底泥覆盖系统。与底泥惰性覆盖系统相比，底泥活性覆盖系统不仅抑制底泥污染物释放的效率明显提高，而且还可以明显减少了覆盖材料的使用量，从而可以一定程度上解决底泥惰性覆盖系统降低地表水体水深这一缺陷。研究表明，可以单独采用方解石或铝改性沸石作为覆盖材料构建底泥活性覆盖系统以控制底泥污染物的释放。目前，单独采用一种覆盖材料构建的底泥活性覆盖系统存在明显的缺陷。单独采用方解石构建的底泥活性覆盖系统难以有效控制底泥氨氮的释放，并且控制底泥磷释放的效率不是十分理想。单独采用铝改性沸石作为覆盖材料构建的底泥活性覆盖系统有效控制底泥磷释放的持续时间有限。采用由方解石、羟基磷灰石和铝改性沸石构建的底泥活性覆盖系统预计可以有效地控制 底泥氮磷营养盐的释放。 

土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，具备优秀的过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护作用，具备重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀等优点。采用土工布将活性覆盖材料与上覆水体和底泥隔开，可以达到降低活性覆盖材料上浮而引起的二次污染问题，并且会使失效的活性覆盖材料的定期更换变得简单。 

发明内容

本实用新型旨在提供一种用于控制地表水体底泥营养盐释放的活性覆盖系统构件，由这种构件构成的底泥活性覆盖系统可以有效控制底泥中的氮磷营养盐再次污染上覆水体，以克服现有底泥污染控制技术中存在的缺陷。 

本实用新型的技术方案是这样实现的： 

一种用于控制底泥氮磷释放的复合覆盖件，包括铝改性沸石覆盖层及位于其下方的混合物覆盖层，以及土工布层，所述铝改性沸石覆盖层上方、铝改性沸石覆盖层和混合覆盖层之间、以及混合物覆盖层下方均设置土工布层；所述各土工布层的边缘相连接将所述铝改性沸石覆盖层和混合物覆盖层包裹其中。 

所述混合物覆盖层由粒径为目～500目的方解石和粒径为目～500目的羟基磷灰石颗粒组成。 

所述混合物覆盖层的厚度为1～50mm，优选为5～15mm。 

所述铝改性沸石覆盖层中的铝改性沸石的粒径为5目～500目。 

所述铝改性沸石覆盖层的厚度为1～50mm，优选为1～10mm。 

所述铝改性沸石覆盖层中的铝改性沸石的制备包括以下步骤：（1）配置浓度为0.01～1.0mol/L的Al³⁺溶液；（2）将步骤（1）制得的Al³⁺溶液与粒径介于5目～500目之间的天然沸石按照液固比为0.1～100mL/g混合；（3）用物质的量浓度为0.1～3.0mol/L的氢氧化钠溶液将步骤（2）所得混合液的pH调节至7.0～8.0，继续振荡0.5～24h，固液分离，清洗，干燥，得铝改性沸石。