专利名称：：一种河涌污染底泥的治理方法
技术领域：
：本发明涉及一种河涌污染底泥的治理方法，特别涉及一种以有机污染物为主要污染物的污染河流的治理方法。
背景技术：
：随着工业生产和城市的迅速发展，大量的工业废水和生活污水排入河流中，导致河流水质的恶化和河流底泥污染日益严重，而且河流河床普遍抬高。以广州为例，据2002年资料，广州市河流主要以石油类、多环芳烃等有机污染为主，往往使河流处于厌氧状态，产生许多有毒有害物质，包括挥发性硫化物、甲烷等。污染河流的治理在世界上属于污染治理的难点。从上世纪五十年代起，英、德、美等发达国家就开始考虑解决日益严重的河流污染问题。主要治理技术有曝气和底泥疏浚。河流曝气技术前期投资较少、见效快，在很多国家被优先采用，但河流曝气技术运行费高、效果不能持续，且存在使底泥再悬浮等缺点。河流另一种常用的治理方法是污染底泥的疏浚，然后对疏浚的底泥进行异地处理。疏浚存在以下几个问题一是成本较高，二是堆积场困难、底泥的二次污染和再处理问题。研究还发现底泥疏浚不当，有可能使水体原有的、相对环境友好一面的生态功能丧失，如河流兼有的污染缓冲、提供水底生物栖息和生长繁殖、净化水质等功能与作用，生态系统一旦遭到破坏，将会大大降低河流的这些功能与作用。疏挖后的底泥需要堆积场，这对于如广东这样人口密集、土地紧缺的地区来说是十分困难的。
发明内容污染河流即使没有新的外源污染，由于污染底泥与水体的相互作用，水质难以得到迅速改善。因此，河流污染底泥的处理成为河流治理的关键。为此，本发明提供一种新型的污染河流的原位治理方法。本发明所采取的技术方案是一种河涌污染底泥的治理方法，包括向污染河流投入氧化剂，使表层底泥处于氧化态。优选的，在污染河流还投入水溶性钙盐、铁盐。本发明通过添加氧化剂，改善底泥的氧化还原性质，使整个河流自净过程始终处于好氧状态。为好氧微生物创造条件，扩增底泥好氧微生物，使其消化有机污染物质，并使有机污染物质完全氧化降解为C02、H20、N02、S042—等完全氧化物。并可以迅速地氧化有机物3厌氧降解时产生的H^、甲硫醇及FeS等致黑致臭物质，有效地改善和缓解水体的黑臭程度。同时添加钙盐、铁盐，产生的Ca2+、Fe3+等离子沉积磷的营养盐，达到同时降低河流污染程度和富营养水平。本发明方法操作简单，选择针对性强，可以原位进行治理，对原河流的生态平衡几乎没有破坏，治理效果好，节省工程费用。图1是H202投加量对Eh提高和LOI去除率影响的关系图；图2是Fe2+投加量对Eh提高和LOI去除率影响的关系图；图3是pH改变对Eh提高和LOI去除率影响的关系图；图4是反应时间对Eh提高和LOI去除率影响的关系图；图5是次氯酸钠投加量对Eh提高和LOI去除率影响的关系图。具体实施例方式下面结合实例，进一步说明本发明。实验中双氧水的质量浓度为30%，次氯酸钠溶液的质量浓度为13%。实验中的底泥为沿广州石井河用抓斗式采泥器采集新鲜的底泥，其主要有机污染物组成如表1所示。以下实验中所使用的底泥为大冈村取样点的底泥。沿广州石井河用抓斗式采泥器采集新鲜的底泥，密封保存在冰箱中；将有机玻璃柱(直径5cm)固定，然后把其一端堵住，从另一端上装上填料，在填料上面装入15cm厚的底泥，填料和底泥之间用隔膜隔开，以保证上下面的物质互不影响；在有机玻璃柱内添加氧化剂，反应；反应结束后计算有机物去除率LOI、氧化还原电位Eh的提高率，其计算公式为L0I=(原样中的有机物一处理后的有机物)/原样中的有机物X100%，Eh提高率=(处理后的Eh—原样中的Eh)/原样中的EhX100%。实验中发现H202投加量对Eh提高和LOI去除率的影响Fe2+投加量为0.45g，初始pH为5，反应时间为60h时，H202投加量对有机物和Eh的效果影响。随着HA的投加量的加大，有机物的去除率呈"三角"的形状。当H^为lmL时，有机物去除率仅为51.3%;当H202增加到2mL时，有机物去除率也相应地增加到62.4%。随着^02的进一步投加，即当H202为5mL左右的时候，在该氧化的体系内能被氧化的有机物已基本上被氧化，有机物去除率达到最大。当H202进一步投加时，有机物去除率反而下降。H202投加量对Eh提高和LOI去除率的影响如图1所示。Fe2+投加量对Eh提高和LOI去除率的影响Fe"投加量较低时，有机物去除率大概在50%左右，但随着Fe"投加量的增加，其整体的外型出现"倒7"型。有机物去除率由50%上升到90X，但随着F^+投加量后续的增加，有机物去除率反而下降。这是因为在Fe2+投加初期，随着Fe2+的增加，羟基自由基OH的数量不断增加，有机物去除率不断提高。随着Fe2+的投加量进一步增加，虽然此时反应速度也将有所提高，但总的去除率反而降低。因为在生成羟基自由基*0H的过程中，Fe2+会消耗部分H202，即在相同H202投加量的情况下^62+投加量越大，消耗掉的H202量越大，所以对此液相催化的氧化反应而言，催化剂投加量不宜过大，投加量越大，反应初始瞬间产生过多的羟基自由基OH发生自身反应被消耗掉。Fe"在Eh的提高方面，却存在先升后降的趋势。Fe2+投加量对Eh提高和LOI去除率的影响如图2所示。pH改变对Eh提高和LOI去除率的影响当pH=l时，有机物去除率仅为38.4%，随着pH的不断提高，有机物去除率增加，当pH为3时有机物去除率达到最大58.3%。pH值超过7后随pH值的增大有机物去除率降低，当pH值大于8时，体系中的有机物去除率很低。适宜的pH范围在2—4。同时Eh的提高率却在下降。这可能是发生了Fe2++0H—+2H20—Fe(0H)3+2H+的反应，同样Fe3+也可能生成Fe(0H)J交体。而当pH过高时，即碱性条件下，^(^分解速度缓慢，生成的OH自由基的量减少，从而影响了其氧化能力。而且'OH的氧化电位与H+浓度也有关。pH改变对Eh提高和LOI去除率的影响如图3所示。反应时间对Eh提高率和有机物去除率的影响在Fe2+投加量0.45g，H202投加量4mL，初始pH为5的条件下，考察反应时间对Eh提高率和有机物去除率的影响。反应进行lOmin时，有机物去除率达到45%以上，说明Fenton反应开始阶段的速率很快；在反应的前70min里，有机物的去除率随着时间的延长而不提高，表明反应速率基本稳定，反应物浓度足以维持反应速率的要求，大量的有机物被氧化。当时间超过70min，反应趋于完全，有机物的去除率不再随着时间的延长而增加，因此Fenton试剂处理该底泥所用的时间70min即可。同样Eh的提高从当初的20%左右在lOOmin内提高到50%而不再发生大的变化，这同样也是它处于稳态的结果。反应时间对Eh提高率和有机物去除率的影响如图4所示。次氯酸钠投加量对Eh提高和LOI去除率的影响在p^6，常温常压反应48h时，当次氯酸钠在2至llmL的时，有机物的去除率由30.1%变化到55.6%，其变化呈现稳步上升的趋势，这可能与其中HC10的持续分解有关。后期随着次氯酸钠的不断加入，其有机物的去除率未见明显提高，这可能与其中的有效氯含量有关，即定量的HC10在反应完成时，其氧化能力没有达到完全，随着反应的进行，前阶段产生的HC10被反应后期产生的HC10溢出。与次氯酸钠的不断加入，机物的去除率未见明显提高有所不同的是，底泥的Eh稳步提升，由最初的20.3%逐步提升到56.4%，这可能是在前面达到一定渗透的情况下，后续无法继续进行而产生的"重叠"效应。次氯酸投加量对Eh提高和LOI去除率的影响如图5所示。根据实验结果，得到本实验的最佳反应条件为Fe2+投加量0.25g，H202投加量3mL，反应时间60h，初始pH为5，此时有机物的去除率达90.12%;在H202和NaCIO的联合氧化实验中，得到有机物去除的最佳工艺条件是H202投加量2ml，反应的时间为12h，NaC10的投加量为9ml，反应的时间为48h。此时有机物的去除效率5可以达到85.2%。根据以上规律，本领域的技术人员也能轻易的确定污染河流底泥的处理条件。在污染河流的水体添加水溶性钙盐、铁盐，生成Ca27Fe3+，在水体中发生如下反应Ca27Fe3++磷的化合物一共沉淀物一稳定吸附于底泥这样有效地减少了污水中游离磷的含量，降低污水的富营养化程度，进而减少污水中藻类对氧的需求，提高水质。6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求一种河涌污染底泥的治理方法，包括向污染河流投入氧化剂，使表层底泥处于氧化态，提高氧化还原电位，降低有机物的含量。2.根据权利要求l所述的一种河涌污染底泥的治理方法，所述氧化剂包括Fenton试剂(双氧水及铁盐)、次氯酸盐及其混合物。3.根据权利要求l所述的一种河涌污染底泥的治理方法，其特征在于同时添加钙盐、铁盐等离子沉积磷的营养盐，达到同时降低河流污染程度和富营养水平。4.根据权利要求l所述的一种河涌污染底泥的治理方法，其特征在于根据污染情况，选择氧化剂及组合形式，并控制相应的影响因素及工艺条件。全文摘要本发明公开了一种河涌污染底泥的治理方法。方法包括向污染河流投入氧化剂，使表层底泥处于氧化态。优选的还投入水溶性钙盐、铁盐。本发明方法通过改善污染底泥的氧化还原性质，使整个河流自净过程始终处于好氧状态，为好氧微生物创造条件，扩增底泥好氧微生物，使其消化有机污染物质，并使有机污染物质完全氧化降解为CO2、H2O、NO2、SO42-等完全氧化物。并可以迅速地氧化有机物厌氧降解时产生的H2S、甲硫醇及FeS等致黑致臭物质，有效地改善和缓解水体的黑臭程度。同时添加钙盐、铁盐，沉积磷的营养盐，达到同时降低河流污染程度和富营养水平。本发明方法操作简单，选择针对性强，可以原位进行治理，对原河流的生态平衡几乎没有破坏，治理效果好。文档编号C02F3/12GK101786720SQ20101013696公开日2010年7月28日申请日期2010年3月31日优先权日2010年3月31日发明者伍志趼,刘正文,钟萍申请人:广州市污水治理有限责任公司;暨南大学