[发明专利]一种可持续净化底泥和水体污染物的生态拼接毯

说明书

本发明涉及一种可持续净化底泥和水体污染物的生态拼接毯，包括合金固定片以及自下而上依次间隔固定在合金固定片上的底泥覆盖修复层、曝气微生物处理层以及植物吸附层，所述底泥覆盖修复层包括塑料筐外壳、碳纤维布层、混合颗粒层以及反滤上盖板，所述曝气微生物处理层包括带孔的合金主体框架、曝气主管、曝气管卡口、曝气支管、微生物载体颗粒和聚氨酯微生物挂膜载体，所述植物吸附层包括六面开孔的合金框、植物种植篮、吸附球、种植基质以及水生植物。本发明的生态拼接毯不仅可以进行针对性设计制造，方便工程安装和运输，而且分层结构也可根据水质变化进行替换，保证了生态拼接毯的可持续净化能力。

技术领域

本发明涉及底泥修复和水处理的技术领域，特别是涉及一种可持续净化底泥和水体污染物的生态拼接毯，主要应用于河道和湖泊底泥修复与自然水体净化。

背景技术

随着外源污染逐步得到有效控制，以及河道和湖泊水源的补充，水体的黑臭程度得到了一定程度的缓解，但由于长时间工业污水和生活污水的不规范排放，以及空气污染沉降等一系列原因，致使湖泊和河流的底泥中仍然储存有大量的污染物甚至有害物质，它们源源不断的从底泥中释放，溶入水中，对水体造成污染，使得水质恶化，治理底泥内源污染已成为改善水体水质的关键。

目前，河道底泥修复与处理的方法，从底泥处理方式出发，可分为原位修复和异位修复；按污染源控制原理，可分为物理修复、化学修复和生物修复。异位修复是目前使用较为广泛的处理方式：首先将河道底泥挖出，然后将挖掘后的底泥脱水，采用化学或者生物的方法处理污水，并将底泥进行干燥填埋。异位修复法可以对河道的污染底泥进行有效的清除，但在一定程度上破坏了原有河道的生态系统，水体污染也被转嫁为固废污染，如果处理不当会对环境造成二次污染。原位修复主要是对河道原位置的底泥进行修复处理，采用的方法包括物理、化学、生物修复等污染源控制技术，对底泥中的污染物进行掩盖、吸附和降解等。其中物理修复主要运用土工布和膨润土等防水材料进行掩盖，直接隔绝底泥对上层水体的污染。化学和生物修复主要包括原位化学钝化、原位曝气和投加微生物的方式改善污染底泥，原位化学钝化是向黑臭底泥中投加氧化剂(过氧化钙、过氧化氢)以及电子受体(硝酸盐)等；氧化剂可将还原物质氧化，提高氧化还原电位；而投加的硝酸盐，可促进底泥中反硝化细菌的大量繁殖，抑制硫酸盐还原菌的生长，从而达到消除臭味、提高氧化还原电位，促使底泥从厌氧状态向缺氧状态转变的目的。

以上所述的方法单独使用都不具备可持续性，防水隔绝可以短时间的解决底泥污染的问题，但如果掩盖材料发生破坏，则底部的污染会继续释放到上覆水体，是一种不可持续的，短期的解决方式。投加的化学药剂虽然可以达到良好的效果，但由于化学试剂的性质，长期投加可能会改变水体的pH值以及氧化还原电位，对其他理化性质造成影响，这种影响不可逆，同时对水生生物也会造成伤害。原位曝气的方式对黑臭水体的增氧有很好的效果，但只进行曝气对黑臭水体的治理效果远远不够。直接投加微生物到底泥中，虽然对底泥有一定的效果，但随着水流的冲刷，微生物会随着被冲走，可持续性太差。

因此，阻止底泥污染物强烈释放的同时，逐渐修复污染底泥，达到维持甚至改善上覆水体水质是治理底泥内源污染技术发展的方向，也是工程应用的终极目标。

发明内容

本发明的目的是针对城市河道或湖泊的底泥不断析出污染物质破坏上覆水体的问题，提出一种可对底泥、底泥释放的污染物和水体中的污染物质进行可持续净化的生态拼接毯装置，该装置首先可对底泥进行适当阻隔，防止底泥在水体不断扰动的情况下持续向上翻起污染水体，其次该生态拼接毯多层递进式净化污染物的结构，能够从下到上逐步净化底泥中的氮、磷、重金属和有机污染物质，设计结构中的吸附球还可以吸附底泥散发的NH₃、H₂S、土臭素、二甲基异莰醇等嗅味物质。最后，位于生态毯上层的水生植物的设计不仅可以兼顾水生态治理和景观美化，同时也可以吸收水体中的氮、磷和有机物，共同组成多元化的生态治理体系。