专利名称：一种利用粉煤灰黏合颗粒去除湖泊底泥营养物的方法
技术领域：
本发明属于环境生态学领域，尤其涉及一种利用粉煤灰黏合颗粒去除湖泊底泥营 养物的方法。在不增加湖泊人为淤积的前提下，利用工农业废弃物实现对底泥、水体营养物 质的去除。
背景技术：
近40年来，我国大部分湖泊湿地存在严重的沼泽化问题，并且在近5年呈现出加 速发展的趋势，一方面是在全球气候、环境变暖的背景下，湖泊湿地长期演化的结果，另一 方面是由于人类盲目生产、过度开发、人为污染所导致。可以说，湖泊沼泽化既是一个自然 演化的过程，又是一个在人类活动影响下的快速发展过程，后者叠加在前者的基础之上，加 速湖泊进入衰退期。国内外学者对沼泽化各项驱动因素的研究发现外源、内源污染增加导致的营养 水平提高是湖泊沼泽化程度加速的物质基础。湖泊湿地承纳大量来自工农业的营养物质， 固定于底泥和水生植物内，所固定的营养物质随着植物残骸的沉积和分解以及底泥的交换 和释放，重新回到水体中。外源污染的控制主要受国家和地区政策制定、实施的影响，同时 由于广大河湖地区生活污水的集中处理现阶段还不够完善，其控制还存在一定的局限性。 因此，如何在不增加湖泊人为淤积的条件下有效的去除湖泊底泥的营养物质，遏制住湖泊 内源污染的释放，控制湖泊营养盐水平，是解决湖泊快速沼泽化问题的关键。目前，世界上已有较多的控制湖泊内源污染的方法。公开号为CN101858066A的 发明专利提出了一种湖泊底泥内源污染的资源化综合治理方法，根据湖泊的自净能力以 及污染物的进出量确定湖泊底泥挖出量，清除污染底泥的重金属污染物和有毒有机污染物 后，对底泥进行再度利用。公开号为CN101811811A的发明专利公布了一种抑制富营养化 水体底泥营养盐释放的方法，在距表层IOcm以内的底泥中分别注入钝化剂铁盐、镁盐或 氢氧化镁乳液、硝酸钙和絮凝剂，该方法使得底泥中氨氮向水体释放量减少60-80%，总磷 释放量减少70-85%，水稳定性团粒达到80%以上，且钝化层稳定，不宜上浮。公开号为 CN1344841A的发明专利提出一种治理城市及周边河流的污染淤泥的方法，在有污染淤泥 的河床内建立水坝，用水泵将河水抽干；将河内杂物、植物埋入污染淤泥中，使其表面平整； 再从河道上游放水入河道。公开号为CN101591131A的发明专利提出了一种湖泊底泥的处 理方法，通过(1)监测湖泊底泥的污染指标( 调配菌剂种类与数量C3)将得到的复合菌 剂投放到水体中(4)复合菌剂转移、转化和降解湖泊底泥中的污染物( 监测湖泊底泥的 污染指标等5项步骤实现湖泊底泥污染物减少和无机化，从而起到对淤泥的削减作用。上述方法虽均能在不同程度上对湖泊内源污染起到一定的控制作用，但在实际应 用和推广上仍存在一定的局限性。复合菌剂和钝化剂的调配和使用必须通过专业人员来实 施，且化学药剂的投加易于导致湖泊的二次污染，存在一定的生态风险；清淤和底泥掩埋工 程量大，易破坏湖泊原有生态环境，不适合在广大河湖地区推广使用。因此，一种简便有效、 利于推广的去除湖泊底泥的方法在实际应用上具有更重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于公布一种利用粉煤灰黏合颗粒去除湖泊底泥营养物的方法。我 国大量的工用、民用锅炉，以及广大农村地区烧煤取暖，产生大量的煤渣、粉煤灰及蜂窝煤 渣等固体废物。其中，粉煤灰由于其巨大的比表面积以及特殊的形态结构和组成成分，具有 突出的吸附能力，能够有效的降低底泥和水体中的硫化氢和磷含量。同时，为了避免粉煤灰 的使用对湖泊造成不必要的人为淤积，在粉煤灰中添加15-20%的水泥作为黏合剂，生成粉 煤灰黏合颗粒后进行使用，便于投放和回收。粉煤灰应用于湖泊沼泽化治理，既实现了工农 业废物再利用，又便于在广大河湖地区推广使用。本发明的特征在于该方法能够有效的降低湖泊底泥和水体的营养元素，从而恢 复湖泊湿地的功能和减缓沼泽化进程。根据目标区域的营养物浓度和沼泽化水平，将添加 粉煤灰的用量与底泥在1 1000-1 10000比例范围内调整。粉煤灰中的i^e、Al、Ca化合 物能够有效的固定底泥中的硫、磷，且溶解至水体的金属元素远低于国家标准；其巨大的比 表面有利于微生物的固定和氧气的吸附，促进硝化和反硝化反应的进行。与过去的湖泊内源污染控制方法相比，该发明能够简便高效的降低底泥和水体中 的营养元素，防治二次污染和人为淤积。同时与投放化学试剂的方法相比，其固定磷的过程 是经济、稳定且安全的，即使底泥发生再悬浮，底泥中的磷释放到水体的可能性也会大大降 低。通过对底泥中营养元素的控制，该发明成功的解决了湖泊内源污染造成的湖泊快速沼 泽化的问题。
附图为使用本发明的湖泊防治示意图其中1、挺水植物 2、沉水植物 3、水面 4、湖底5、粉煤灰黏合颗粒 6、棉线、网绳
具体实施例方式以下详细说明本发明的原理和实施方式开展野外调研，确定目标区域的底泥、水体营养物质水平和沼泽化程度，从 而确定粉煤灰黏合颗粒的投放位置和用量，拟投放粉煤灰的用量与底泥的比例在 1 1000-1 10000范围内调整。向粉煤灰中添加15-20%的水泥作为黏合剂，避免增加湖泊的人为淤积。将粉煤灰 用模具加工为粒径l_2cm的球形颗粒，以网绳、棉线串联起来，间距保持为10-15cm，便于投 放和回收。将串联好的粉煤灰黏合颗粒固定于湖泊浅层泥底中，每条网绳相隔为1. 0-2. Om0 粉煤灰黏合颗粒固定至湖底后，每隔3个月更换一次即可。实施例1针对白洋淀某水域，利用粉煤灰黏合颗粒作为控制内源污染的方法进行实施。该 水域水深0. 9-1. 0m，优势水生植物为芦苇、荷、蓖齿眼子菜，透明度深可见底，呈中度沼泽 化。所使用的粉煤灰黏合颗粒粒径为2cm，颗粒之间间距为10cm，投放时网绳间间距为 1. 5m。于4月冰面解冻时投放，其对表层底泥和水质的改善情况见表1。
表1白洋淀地区投放粉煤灰黏合颗粒对底泥和水体的改善效果
权利要求
1.一种利用粉煤灰黏合颗粒去除湖泊底泥营养物的方法，其特征在于确定目标区域 底泥、水体营养盐水平和沼泽化程度，将投加粉煤灰的用量与底泥在1 1000-1 10000 比例范围内调整。
2.如权利要求1所述的利用粉煤灰黏合颗粒去除湖泊底泥营养物的方法，其特征在 于向粉煤灰中添加15-20%的水泥作为黏合剂，用模具加工为粒径l-2cm的球形颗粒，用 网绳或棉线相串联，颗粒间间距保持为10-15cm。
3.如权利要求1所述的利用粉煤灰黏合颗粒去除湖泊底泥营养物的方法，其特征在 于将串联后的粉煤灰黏合颗粒固定于湖泊浅层底泥中，每条网绳相隔1. 0-2. 0m。
全文摘要
本发明属于环境生态学领域，其目的在于解决湖泊湿地营养物质含量过多的环境问题，具体涉及一种利用粉煤灰黏合颗粒控制内源污染的方法。根据目标区域的底泥、水体营养物质水平和沼泽化程度，将粉煤灰用量与底泥的比例在1∶1000-1∶10000范围内调整。在粉煤灰中添加15-20％的水泥作为黏合剂，用模具加工为粒径1-2cm的球形颗粒，用棉线或网绳串联后固定于湖泊浅层底泥中。该方法在不增加湖泊人为淤积的前提下，利用工农业废弃物实现对底泥、水体营养物质的去除，就地取材，简便可行，便于在广大河湖地区推广使用，有效的解决了湖泊内源污染造成的快速沼泽化问题。
文档编号C02F11/00GK102060420SQ20101053704
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者崔保山, 张永涛, 王婷婷, 蓝艳, 韩祯 申请人:北京师范大学