[发明专利]一种降低河道清淤对下游水体污染的装置和方法

说明书

本发明公开了一种降低河道清淤对下游水体污染的装置和方法，该装置包括用于布设在清淤河道下游水体中的网状挂件，网状挂件与水流方向呈0～90°夹角布设在河道中，网状挂件上挂有若干个网袋，网袋中装有改性生物炭，其中改性生物炭是由生物炭经酸处理、碱处理和金属盐改性后制备得到。本发明装置能够有效改善清淤河道下游水体的水质，从而有效的降低了河道清淤对下游水体水质的影响，能够广泛用于清淤河道污染水体的原位治理，可实现对清淤过程中产生的多种污染物的有效去除，具有工艺简单、操作方便、成本低廉、处理效果好等优点，对于有效降低河道清淤对下游水体的污染具有十分重要的意义。

技术领域

本发明属于水环境治理领域，涉及一种降低河道清淤对下游水体污染的装置和方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，河流水体受到了不同程度的污染和破坏。水体底泥(也称淤泥)主要源自于地表径流所携带的泥沙、陆生动植物残体、污染物，以及水生动植物残体等，在水环境各因子共同作用下沉淀形成。底泥不仅会淤塞河道，降低湖泊调蓄洪水的能力，还会向水体释放营养盐、重金属及有机污染物，成为水体的内源污染，给水生态安全带来严重威胁。

清淤是解决水体内源污染的有效措施。但是，清淤产生底泥扰动，常常引起底泥中的营养盐、污染物释放到水体中，造成下游河道水质恶化，引发水体污染和用水危机，这已成为制约清淤工程及黑臭水体修复的瓶颈。

为减轻清淤过程中底泥扰动引起的下游河道水质恶化，目前主要采用环保绞吸式清淤，该方法能够在一定程度上减少底泥泄露和扩散，对底泥的扰动相对较小，从而降低河道清淤对下游水体的污染；但该方法对底泥的扰动不能完全避免，仍会引起下游水体的污染，而且该方法相对其他清淤方法成本高，对水位有要求，只能疏浚薄的底泥层。

另外，作为农业大国，我国每年都会产生大量的农业秸秆和畜禽粪便，但目前农业秸秆多被闲置浪费或者就地焚烧，不仅容易造成土地肥力下降，而且产生了严重的环境问题。如每年农业收获季节，秸秆的大量焚烧，引起空气质量急剧下降，同时烟雾笼罩机场及高速公路，导致机场及高速公路关闭，给社会生产、生活带来诸多不利影响；畜禽粪便也多随意排放，引发了一系列的环境和卫生问题。农业秸秆和畜禽粪便的高效处置及资源化利用也因此成为社会各界关注的焦点。

随着科技的发展，科研人员成功地利用生物质材料缺氧热解制备了具有高吸附效率的廉价的生物炭，其吸附能力是活性炭的2～3倍。应用于水体污染控制既解决了水体污染的问题，又实现了生物质废物的资源化利用。而农业秸秆和畜禽粪便是一种优质的生物质材料，这为解决上述问题提供了可能。生物炭对多种污染物具有较好的吸附效率，但对磷的吸附效率有待进一步提高。同时，为了提高生物炭对磷的吸附效率，目前采用的新技术为生物炭原材料中加入铝盐或铁盐后高温热解，这种技术虽然在一定程度上提高了生物炭的吸附效率(特别是对磷的吸附效率)，但生物质材料炭化前微孔结构有限，负载金属离子的能力不强；同时，为了提高生物炭吸附能力，一般都会进行酸或碱活化，而现有该技术制备的生物炭在酸或碱活化后，负载的部分金属离子会发生置换、沉淀、解吸等反应而脱离生物炭，从而降低了金属离子负载量和吸附功效。因此，如何获得一种金属离子负载量高、吸附性能好的改性生物炭，对于有效降低河道清淤对下游水体的污染具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够有效降低河道清淤对下游水体污染的装置和方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种降低河道清淤对下游水体污染的装置，包括用于布设在清淤河道下游水体中的网状挂件，所述网状挂件与水流方向呈0～90°夹角布设在河道中；所述网状挂件上挂有若干个网袋，所述网袋中装有改性生物炭；所述改性生物炭是由生物炭经酸处理、碱处理和金属盐改性后制备得到。