本发明属于环境治理技术领域，具体涉及一种改良河床底泥的方法及配置河床底泥改良剂的方法。
背景技术：
目前不少城市存在黑臭水体现象，水体得不到有效治理，或者即使短时间治理达标后又会存在复发现象，这些复发现象有相当一部分原因是由这些河床的底部淤泥持续向水体层散发有毒有害物质造成的。因此想要对河水修复的彻底，必须对河床底部的底泥进行有效的治理。
底泥作为水生态系统的三大环境要素(水质、水生生物和底泥)之一，承担着接纳外源污染物和向水体中释放营养盐的双重功效，在水生态系统的物质循环和能量流动过程中发挥着重要作用。底泥由大量的营养物质(氮、磷、有机质等)组成，随着其不断的积累，不仅会对生存在其中的底栖生物产生重要影响，同时其所固有的营养物质也会随着水体运动进入上层水体，使水体中氮、磷等营养物质浓度增加，加剧水体的富营养化程度和藻类水华暴发的机率。同时，底泥中还含有重金属等有害物质，若进入修复后的水体中，可能造成进一次的污染。目前对城市河道底泥进行修复，主要是河道清淤、底泥覆盖和底泥原味微生物修复这几种方法。
河道清淤一般指通过机械设备，将沉积河底的淤泥移位或者吹搅成混浊的水状，随河水流走，从而起到清淤的作用。清淤的目的是将沉底淤泥进行消减，使河道的流通功能正常。河道清淤的技术手段一般有机器挖掘(含带水作业挖掘)、两栖装备抽洗、高压水冲等工艺。对污染淤泥、局部富集淤泥的清理能够有效消减化学需氧量、氨氮和生物需氧量、挥发酚等污染源体，同时可以增加过水断面，促进水体流动和交换，促进水体的自洁能力。清淤技术是清淤效果好坏的关键，主要集中在发展轻质清淤材料，配合科学的清淤方式，使清淤过程对水体的扰动达到最小。清淤技术虽然在一定程度上取得了较为明显的效果，但总体来说成本高。此外，要求在清淤过程中采取措施防止二次污染，对清除出来的污染底泥进行安全处理处置。底泥疏浚会把底栖生物、微生物一起带走，打破长期形成的生态平衡，中断生态系统中的食物链，就会出现新的环境问题。
底泥覆盖，即于污染底泥上部覆盖一层或多层覆盖层使底泥与上覆水隔开并阻止底泥中污染物的释放，是另一种受到国内外广泛关注的污染底泥原位修复技术。覆盖系统主要通过以下三个方面限制污染底泥的环境影响：(1)将污染底泥与底栖生物物理性地分开；(2)固定污染底泥，以防止底泥再悬浮或迁移；(3)降低底泥污染物向上覆水的扩散通量。常用的底泥覆盖材料包括清洁沉积物、沙子和砾石等。相比别的修复技术，对环境潜在危害小。最早的底泥覆盖技术是1978年在美国进行的，随后其他几个国家也相继使用。国外已经对由清洁沉积物、沙子和砾石构成的底泥覆盖系统做了大量的研究，并且进行了许多成功的应用。清洁沉积物、沙子和砾石等属于惰性材料，对底泥所释放污染物的固定能力较差，这导致由惰性材料构建的覆盖系统(即“底泥惰性覆盖系统”)控制底泥污染物释放的效率较低。大量试验结果表明，覆盖能有效防止底泥中污染物进入水体而造成二次污染，对水质有明显的改善作用。存在的问题是工程量大，需要大量的清洁泥沙等，来源困难。同时覆盖会增加底泥的量，使水体库容变小。
底泥原位生物修复是指在基本不破坏水体底泥自然环境件下，对受污染的环境对象不作搬运或运输，在原场所进行生物修复。分为原位工程修复和原位自然修复。原位工程修复通过加入生物生长所需营养来提高生物活性或添加实验室培养的具有特殊亲合性的微生物来加快环境修复；原位自然修复是利用底泥环境中原有微生物，在自然条件进行生物修复。对底泥进行生物修复，促进底泥微生物繁殖，底泥有机质在微生物作用下，迅速分解，释放出氨氮、硫化氢等有害气体，使得底泥好氧层加厚，泥层减薄，加快底泥微量营养的释放。其局限性在于微生物生长的周期性导致技术的见效较慢，环境的复杂性导致微生物经常不能存活、培养失败。
技术实现要素：
发明目的：目前不少城市的河道发浑、发臭，治理效果较差，有的即使短时间治理合格后又会存在复发现象。在控制好外来污染源的前提条件下，复发现象主要是由河床底部淤泥持续向水体散发有毒有害物质以及河床底部土质结合不牢固，缓慢流失进入上覆水体所致，因此提供一种河床底泥改良的方法，并由此针对河道治理提供了一种新的方法。
技术方案：一种改良河床底泥的方法，包括如下步骤：
步骤1，获取河床底泥中有机质及重金属的含量；
步骤2，对治理区域进行截污处理，将待修复的受污染区域隔离开；截污完成后将治理区域的水抽出直至露出底部的淤泥层；
步骤3，根据步骤1获得的数据配置固液分离剂和河床底泥改良剂；所述固液分离剂包括丙烯酰胺与淀粉；所述河床底泥改良剂包括粘土、植物纤维素、植物木质素和农用污泥；
步骤4，向淤泥表层喷洒固液分离剂，静置后将分离后的水排除；
步骤5，将河床底泥改良剂喷洒到淤泥表面，喷洒尽量均匀，喷洒完成后静置，静置后对淤泥表层进行搅拌，搅拌完成后，继续静置，直至淤泥表层形成一定厚度的团粒结构；
步骤6，检查所述团粒结构的厚度和结构，若团粒结构厚度达到30cm及其结构表现为团粒间为大孔隙、团粒内为小孔隙、大小孔隙同时存在且比例适当、总孔隙度高、无效孔隙少，则河床底泥改造合格；若团粒结构达不到要求，则重复步骤5，直至检查合格。
所述固液分离剂为丙烯酰胺与淀粉的混合物，所述的丙烯酰胺与淀粉的混合物的质量比为5～8∶1。
河床底泥改良剂由以下重量百分含量的物质组成：粘土45～60％，植物纤维素15～20％，植物木质素10～20％，农用污泥10～20％。
搅拌的范围大约是淤泥表层的30cm左右，搅拌时间为1-5分钟。
一种河床底泥改良剂的配置方法，包括如下步骤：
步骤1，获取河床底泥中有机质及重金属的含量；
步骤2，根据步骤1获取的数据配置河床底泥改良剂，根据相似实验确定，具体包括步骤21，确定河床底泥改良剂的组分；步骤22，确定河床底泥改良剂的用量；
其中步骤21包括：
步骤211，配置与待处理的河床底泥相似的原料淤泥，包括其中的有机质的含量、重金属的种类及含量；
步骤212，配置多组河床底泥改良剂，其中包括粘土、植物纤维素、植物木质素、农用污泥；
步骤213，将配置的多组河床底泥改良剂，按照相同的用量喷洒到淤泥表面，喷洒完成后，按相同的条件静置后，搅拌，再静置后使淤泥表面形成团粒结构；
步骤214，取样检测步骤213获得的团粒结构，包括检测团粒结构的孔容、比表面和孔径；
步骤215，检测团粒结构中有机质的含量、重金属的种类及含量；
步骤216，根据步骤214、215的检测结果，选择河床底泥改良剂的组分和含量；
其中步骤22包括：
步骤221，配置与待处理的河床底泥相似的原料淤泥，包括其中的有机质的含量、重金属的种类及含量；
步骤222，配置多组步骤216获得的河床底泥改良剂；
步骤223，将配置的多组河床底泥改良剂，按照不同的用量喷洒到淤泥表面，喷洒完成后，按相同的条件静置后，搅拌，再静置后使淤泥表面形成团粒结构；
步骤224，取样检测步骤213获得的团粒结构，包括检测团粒结构的孔容、比表面和孔径；
步骤225，检测团粒结构中有机质的含量、重金属的种类及含量；
步骤226，根据步骤224、225的检测结果，选择河床底泥改良剂的用量。
泥体经过结构改造后，具有了团粒结构、不亲水性、透气性(团粒结构的底泥内部溶解氧浓度几何级增加)等物理特性的改性。泥改性后，表层一定厚度(密度相对较大)的团粒改造层形成一个稳定的覆盖隔离层，中部为过渡层，上部和中部之间形成一定厚度的结构膜，其作用是阻隔底泥有机物或其他污染体的向上反冲(阻隔粒级为微米级)，底层为原态的底泥，持续为中上层的泥体生态系统提供必要的物理条件和物质来源。
河床底泥形成团粒结构，使其具有以下几个方面的重要特点：
(1)是微生物和植物生长的小肥料库。团粒内部的持水孔隙水多、气体成分少，既可以保存随水进入团粒的水溶性养分，又适宜于微生物的活动。有机质分解缓慢，有利于腐殖质的合成，所以有利于养分的积累，起到保肥的作用。团粒间的充气孔隙中气体成分多，适宜于好氧微生物的活动，有机质分解快，产生的速效养分多，供肥性能良好。所以保肥供肥的矛盾得以协调，团粒的养分状况良好。
(2)维持较高的土壤生物多样性。由于团粒结构的土壤大小孔隙同时存在，且比例适当，水气环境多元、物质能量供应多元，这为不同大小体型、好氧厌氧生活习性的动物、微生物提供了良好的生存空间。这对于农业生产而言，由于其较高的生物多样性而为土壤的物理、化学和生物肥力提供了重要保障。
(3)具有疏水性特征。团粒改造后的土(或泥)具有不溶于水的基本特征，这是由于颗粒在外部膜结构的作用下产生自缚现象，这是泥体不随水体流失的一个重要因素。
改造后的河床底泥具有以下有益效果：
1、固锁泥体中的重金属
团粒结构改性后，泥体具有固锁重金属的良好效果，铜、铅、锌、镉等重金属一部分处于交换态，其余处于吸着态；
2、迅速固锁泥体种恶臭气味
改性后的泥体通过团粒的包裹能够迅速除去黑臭泥体的臭味，在团粒内部有机物经历近似厌氧的微生物菌的分解，团粒之间经历近似好氧的微生物菌的分解，能够迅速实现对泥体有机物、氮、磷等的有效消解。
3、阻断泥体底部有害物质、悬浮物的上移
具体实施方式：
下面通过具体的案例对本发明进一步进行描述。
以南方某河为例，一种改良河床底泥的方法，包括如下步骤：
步骤1，获取河床底泥中有机质及重金属的含量；经检测淤泥中有机质约3.02％，cu约40.3mg/kg，pd约45.5mg/kg；
步骤2，对治理区域进行截污处理，将待修复的受污染区域隔离开；截污完成后将治理区域的水抽出直至露出底部的淤泥层；
步骤3，根据步骤1获得的数据配置固液分离剂和河床底泥改良剂；所述固液分离剂包括丙烯酰胺与淀粉；所述河床底泥改良剂包括粘土、植物纤维素、植物木质素和农用污泥；
所述固液分离剂为丙烯酰胺与淀粉的混合物，所述的丙烯酰胺与淀粉的混合物的质量比为5～8∶1。
所述河床底泥改良剂的配置如下：
一，药剂研究实验
配置与那考河污染相似的原料淤泥，原料淤泥中含有有机质约3～3.5％，cu约40～41mg/kg，pd约45～46mg/kg。
配方1
将河床底泥改良剂，其成分是粘土55份，植物纤维素18份，植物木质素15份，农用污泥12份，喷洒到淤泥表面(用量约600克/m2)，喷洒完成静置40分钟后，搅拌1分钟。搅拌完成30分钟后。取样检测淤泥的结构：孔容0.25～0.45ml/g，比表面200～300m2/g，孔径6～10nm。
处理完毕后，检测淤泥成分，有机质约2.5％，cu约31mg/kg，pd约21mg/kg。
配方2
河床底泥改良剂更换为：海泡石55份，植物秸秆18份，植物木质素15份，石灰12份。
取样检测淤泥的结构：孔容0.25～0.35ml/g，比表面200～250m2/g，孔径5～8nm。
处理完毕后，检测淤泥成分，有机质约2.9％，cu约35mg/kg，pd约22mg/kg。
配方3
河床底泥改良剂更换为：风化煤55份，树脂胶物质18份，植物木质素15份，沸石12份。
取样检测淤泥的结构：孔容0.25～0.38ml/g，比表面200～260m2/g，孔径5～9nm。
处理完毕后，检测淤泥成分，有机质约2.8％，cu约38mg/kg，pd约28mg/kg。
通过配方1-3的试验数据，可以看出，在该河床底泥的情况下，可选用河床底泥改良剂配方为：粘土55份，植物纤维素18份，植物木质素15份，农用污泥12份。
二，用量研究实验
在确定河床底泥改良剂选为配方3的情况下，对其用量进行研究。
用量1
原料淤泥、修复步骤与药剂研究实验基本相同，不同之处在于河床底泥改良剂的用量为700克/m2。
处理完毕后，检测淤泥成分，有机质约2.7％，cu约31mg/kg，pd约27mg/kg。
用量2
原料淤泥、修复步骤与药剂研究实验基本相同，不同之处在于河床底泥改良剂的用量为500克/m2。
处理完毕后，检测淤泥成分，有机质约2.8％，cu约33mg/kg，pd约29mg/kg。
通过上述的试验数据，在该河床底泥条件下，河床底泥改良剂的用量选为600克/m2。
步骤4，向淤泥表层喷洒固液分离剂，静置后将分离后的水排除；
步骤5，将河床底泥改良剂喷洒到淤泥表面，喷洒尽量均匀，喷洒完成后静置，静置后对淤泥表层进行搅拌，搅拌完成后，继续静置，直至淤泥表层形成一定厚度的团粒结构；搅拌的范围大约是淤泥表层的30cm左右，搅拌时间为1-5分钟；
步骤6，检查所述团粒结构的厚度和结构，若团粒结构厚度达到30cm及其结构表现为团粒间为大孔隙、团粒内为小孔隙、大小孔隙同时存在且比例适当、总孔隙度高、无效孔隙少，则河床底泥改造合格；若团粒结构达不到要求，则重复步骤5，直至检查合格。
上述实施例为本发明的典型案例。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以说明和解释本发明，并不用于限定本发明。任何不脱离本发明宗旨并落入权利要求书保护范围的改进或替换均在本发明的保护范围内，并不受到实施例及所述案例的限制。