[发明专利]基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及其修复方法

说明书

本发明公开了一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及修复方法，底泥修复材料包括混合修复层、覆盖隔绝层、抗扰动层和保护层，将黑臭水体抽干暴露出底泥，在底泥中投加混合修复材料后充分搅拌均匀形成混合修复层，再在底泥表面辅一层牡蛎壳粉作为覆盖隔绝层，其次在牡蛎壳粉层上铺设一层牡蛎壳片抗扰动层，最后在牡蛎壳片上铺设一层保护层，用于防止因水体扰动造成牡蛎壳漂浮。本发明利用以废治污的方法，将海洋废弃物牡蛎壳用作黑臭水体底泥的修复材料，不仅能够实现牡蛎壳的资源化利用，还能够有效地去除底泥中的总氮，将污泥中的磷固定在修复材料中，阻断底泥颗粒物上浮，防止水体富营养化，对黑臭水体中底泥具有良好的修复效果。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及其修复方法。

背景方法

黑臭水体是我国水污染治理面临的主要问题之一，由于生活污水和工业废水的过度排放，导致农村和城镇的部分水体富营养化严重；其次，微生物在水体中过度繁殖消耗掉大量的氧气，使得水体的氧气浓度严重下降，形成水体缺氧，底泥厌氧，微生物在厌氧环境中将有机物分解成硫化物，造成水体发黑发臭。黑臭水体的存在不仅会破坏生态系统的平衡，还会影响人类的生活环境和身体健康。目前，黑臭水体的污染底泥控制方法主要有原位处理方法和异位处理方法两大类。原位处理方法是将污染底泥留在原处，采取措施阻止底泥污染物进入水体，即切断内污染源的污染途径。常用的原位覆盖材料总体上可分为三种：天然材料、改性粘土材料和生物化学反应活性材料。

天然覆盖材料包括清洁的沉积物、土壤、沙子、淤泥、砂砾等，其中沙子是最为常用的材料。天然覆盖材料属于惰性覆盖层，本身对污染物无降解作用，主要通过水力阻滞与物理、化学吸附等作用减缓沉积物间隙水中的溶解性污染物向水体扩散与迁移。在天然覆盖材料基础之上，开发了多种能够促进污染物吸附的覆盖材料以提高修复效果。这类材料主要为改性粘土, 此外活性炭、焦炭、煤渣、飞灰作为覆盖层材料的研究也偶有报道。粘土粒径较小，粘度较大，水力传导系数较小，与自然覆盖材料相比，能有效阻止污染物向上覆水体扩散。常见改性有机粘土包括有机改性膨润土、有机改性沸石、有机改性高岭土等。活性覆盖材料产生于原位覆盖和原位处理两种方法的结合。

专利CN107486139A公开了一种原位覆盖抑制黑臭水体底泥磷释放的功能土及其使用方法，该方法由天然材料和稳定剂配比混合搅拌，在室温下养护一定时间制得，该覆盖材料可有效增加底泥磷的钝化效果，对底泥中的磷起到吸附和固定的作用。但该方法所用的稳定剂为高锰酸钾、三氯化铁和过氧化氢等化学试剂，不仅价格昂贵且容易影响水生植物的生长环境。专利CN110330116A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，运用环保疏浚和改性沸石覆盖的联合方法对黑臭底泥进行修复，该方法能够从根本上改善污染河流水质，为黑臭水体的工程治理提供方法支持。但环保疏浚需将黑臭底泥清除，面临黑臭底泥的处理问题。专利CN105110584A公开了一种黑臭底泥缓流浅水河道的覆盖材料及修复方法，该覆盖材料由一定比例的河道底泥、改性麦饭石、过氧化钙组成，具有修复方法操作简便，生态环保，可改善河道底质生存环境，有效解决黑臭底泥河流中沉水植物难以存活生长等问题。

牡蛎壳由矿物质和蛋白多糖等有机物组成，矿物质以钙元素为主，钙含量为40%左右，含有17种氨基酸及24种微量元素，另有微量的钠、钡、铜、铁、镁、锰、镍等多种无机元素。根据已有的研究报道，将牡蛎壳经过改性处理，能够增大比表面积和暴露有效的活性成分，对黑臭水体中的氨氮具有良好的吸附效果，并能够与水体中的磷以磷酸钙盐的形式结合，从而起到固定磷的效果。

发明内容

本发明的目的是提供本发明提供了一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及其修复方法，其采用海洋废弃物牡蛎壳作为基础材料，通过多层覆盖实现对黑臭底泥的长期有效的治理。

为实现上述目的，本发明采用以下方法方案：一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料，由下至上依次包括投加在臭水体底泥表面的混合修复层、覆盖隔绝层、抗扰动层和保护层，所述混合修复材料层由碳化牡蛎壳粉和生石灰混合而成。