一种对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法_2

文档序号:8552952阅读:来源:国知局
苦草的种植密度 为 40g/m2。
[0019] 最优选的一种实施方案,本发明上述活性多孔生态混凝土覆盖材料包括重量比为 5. 32 :1 :0. 25的活性粗骨料、水泥和水,还包括占水泥重量0. 8%的聚羧酸系减水剂; 所述沉水植物为黑藻,种植密度为20g/m2。
[0020] 所述多孔生态混凝土覆盖层的厚度为2cm。
[0021] 上述原位持续修复方法在重金属和/或氮磷污染水体底泥的修复方面的应用也 在本发明的保护范围之内。
[0022] 更进一步地,上述原位持续修复方法是应用于控制重金属和/或氮磷污染底泥的 内源释放。
[0023] 本发明为了克服上述的底泥覆盖修复技术的缺陷和不足,做了大量的探索和研 宄。有研宄公开了植生型的多孔混凝土结构,它是一种具有特殊的连续空隙结构的混凝土, 有着良好的透水和透气特性,并且植物能在其表面上直接生长,可用于护坡等。本发明首次 创新尝试将这种植生型的多孔混凝土结构用于人工湿地等重金属和/或氮磷污染水体底 泥的修复中,但是由于人工湿地等底泥与坡地有着本质的差异,多孔混凝土结构是否也能 够应用于人工湿地等底泥上面?没有任何的依据可以参考。
[0024] 本发明在实验中发现,最大的困难在于如何实现将多孔生态混凝土覆盖材料直接 浇筑于待修复污染底泥(如景观水体清淤后的塘底)形成覆盖层,多孔生态混凝土覆盖材料 的配方无疑是最关键的影响因素,既要保证能够直接浇筑于待修复污染底泥时能够形成完 整的覆盖层,又要保证形成的覆盖层具有一定的强度,能够保证底泥覆盖层的整体结构完 整性,还要保证覆盖层上适合相应植物的生长。
[0025] 本发明经过大量探索和研宄,得出了上述的对重金属和/或氮磷污染底泥的原位 持续修复方法,该方法通过构建活性覆盖系统并协同种植沉水植物对污染底泥进行原位持 续修复,主要实施方案是:利用活性多孔生态混凝土覆盖材料在底泥-水界面形成一层活 性覆盖系统,所形成的活性覆盖系统层能有效控制底泥中重金属以及氮磷的内源释放,其 上种植的沉水植物可以协同吸收孔隙水及上覆水中的氮磷营养盐及重金属。本方法不仅可 以有效控制底泥中重金属、氮磷及有机污染物的内源释放,降低上覆水中重金属以及氮磷 含量,而且构建的活性多孔生态混凝土覆盖层可以较好的保障底泥覆盖层的整体结构完整 性,同时覆盖层的多孔结构可以为底栖生物提供良好的栖息环境,利于修复水体后期的底 栖生境恢复和重建。通过上述技术方案,本发明可以实现对湖泊、河流、水库、景观水体等地 表水体污染底泥的原位修复和控制底泥中氮磷、重金属的释放。
[0026] 本发明具有以下有益效果: (1)本发明使用的活性多孔生态混凝土覆盖材料可以有效的防止底泥覆盖材料的流 失,保持覆盖层的整体完整性,使该原位修复系统可以长期稳定运行,以达到对受污染底泥 内源释放的持久控制。而且多孔隙的覆盖层可以为底栖生物提供良好的生存环境,有利于 修复水体后期的底栖生境恢复和重建。
[0027] (2)本发明采用的活性覆盖材料为沸石、火山石、活性碳,或者他们的混合物,该活 性覆盖材料可以有效的吸收底泥释放的重金属和/或氮磷,能够做到一次覆盖,多重控制。
[0028] (3)本发明中种植于活性覆盖层之上的苦草、黑藻、狐尾藻、金鱼藻等沉水植物不 仅可以有效的协同覆盖层降低重金属和/或氮磷的内源释放,并有助于恢复修复水体的底 栖生境,改善水体质量,且具有良好的景观效果。
[0029] (4)本发明使用的材料均是环境友好型材料,仅添加少量化学添加剂、廉价易得, 且该原位修复方法实施简单,并可以显著的抑制底泥重金属、氮磷释放,适于普遍推广。
【具体实施方式】
[0030] 以下结合具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的 限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0031] 除非特别说明,本发明所用试剂和材料均为市购。
[0032] 实施例1活性多孔生态混凝土的制备 1、原料:市购的沸石、硅酸盐水泥、聚羧酸系高效减水剂、水。
[0033] 2、原料处理:将沸石粉碎、过筛、清洗,选取粒径为5~IOmm的沸石,以目标孔隙率 >25%设计,按照质量配比为沸石:水泥:水=5. 32 :1 :0. 25的比例,外加占水泥用量0. 8%的 聚羧酸系高效减水剂。
[0034] 3、制备:在沸石中加入总用水量1/4的水(预拌水),搅拌1~2min,使沸石表面湿 润后,加入水泥和减水剂,搅拌约1~2min,使沸石表面均匀包裹上一层水泥浆壳,再加入 剩余的拌合水继续搅拌约2~3min至完全混合。
[0035] 将上制备得到的活性多孔生态混凝土混合物直接浇筑于待修复污染底泥(如景观 水体清淤后的塘底)即可形成覆盖层。
[0036] 实施例2活性多孔生态混凝土的制备 1、原料:市购的沸石、硅酸盐水泥、聚羧酸系高效减水剂、水。
[0037] 2、原料处理:将沸石粉碎、过筛、清洗,选取粒径为5~IOmm的沸石,以目标孔隙率 >25%设计,按照质量配比为沸石:水泥:水=4. 02 :1 :0. 25的比例,外加占水泥用量0. 5%的 聚羧酸系高效减水剂。
[0038] 3、制备:在沸石中加入总用水量1/4的水(预拌水),搅拌1~2min,使沸石表面湿 润后,加入水泥和减水剂,搅拌约1~2min,使沸石表面均匀包裹上一层水泥浆壳,再加入 剩余的拌合水继续搅拌约2~3min至完全混合。
[0039] 将上制备得到的活性多孔生态混凝土混合物直接浇筑于待修复污染底泥(如景观 水体清淤后的塘底)即可形成覆盖层。
[0040] 实施例3活性多孔生态混凝土的制备 1、原料:市购的沸石、硅酸盐水泥、聚羧酸系高效减水剂、水。
[0041] 2、原料处理:将沸石粉碎、过筛、清洗,选取粒径为5~IOmm的沸石,以目标孔隙率 >25%设计,按照质量配比为沸石:水泥:水=5. 69 :1 :0. 30的比例,外加占水泥用量1%的聚 羧酸系高效减水剂。
[0042] 3、制备:在沸石中加入总用水量1/4的水(预拌水),搅拌1~2min,使沸石表面湿 润后,加入水泥和减水剂,搅拌约1~2min,使沸石表面均匀包裹上一层水泥浆壳,再加入 剩余的拌合水继续搅拌约2~3min至完全混合。
[0043] 将上制备得到的活性多孔生态混凝土混合物直接浇筑于待修复污染底泥(如景观 水体清淤后的塘底)即可形成覆盖层。
[0044] 实施例4活性多孔生态混凝土的制备 1、原料:市购的火山石、硅酸盐水泥、聚羧酸系高效减水剂、水。
[0045] 2、原料处理:将火山石粉碎、过筛、清洗,选取粒径为5~IOmm的火山石,以目标孔 隙率>25%设计,按照质量配比为火山石:水泥:水= 4.29 : 1 : 0.28的比例,外加占水泥 用量0. 5%的聚羧酸系高效减水剂。
[0046] 3、制备:在火山石中加入总用水量1/4的水(预拌水),搅拌1~2min,使火山石表 面湿润后,加入水泥和减水剂,搅拌约1~2min,使火山石表面均匀包裹上一层水泥浆壳, 再加入剩余的拌合水继续搅拌约2~3min至完全混合。
[0047] 将上制备得到的活性多孔生态混凝土混合物直接浇筑于待修复污染底泥(如景观 水体清淤后的塘底)即可形成覆盖层。
[0048] 实施例5活性多孔生态混凝土的制备 1、原料:市购的活性碳、硅酸盐水泥、聚羧酸系高效减水剂、水。
[0049]2、原料处理:将活性碳粉碎、过筛、清洗,选取粒径为5~IOmm的活性碳,以目标孔 隙率>25%设计,按照质量配比为活性碳:水泥:水=5. 69 :1 :0. 26的比例,外加占水泥用量 0. 7%的聚羧酸系高效减水剂。
[0050] 3、制备:在活性碳中加入总用水量1/4的水(预拌水),搅拌1~2min,使活性碳表 面湿润后,加入水泥和减水剂,搅拌约1~2min,使活性碳表面均匀包裹上一层水泥浆壳, 再加入剩余的拌合水继续搅拌约2~3min至完全混合。
[0051] 将上制备得到的活性多孔生态混凝土混合物直接浇筑于待修复污染底泥(如景观 水体清淤后的塘底)即可形成覆盖层。
[0052] 实施例6活性多孔生态混凝土的制备 1、原料:市购的沸石和活性碳、硅酸盐水泥、聚羧酸系高效减水剂、水。
[0053] 2、原料处理:将沸石和活性碳粉碎、过筛、清洗,选取粒径为5~IOmm的沸石和活 性碳,以目标孔隙率>25%设计,按照质量配比为粗骨料:水泥:水=5. 32 :1 :0. 25的比例,外 加占水泥用量〇. 8%的聚羧酸系高效减水剂;所述粗骨料为质量比为2 :1的沸石和活性碳。
[0054] 3、制备:在粗骨料中加入总用水量1/4的水(预拌水),搅拌1~2min,使粗骨料表 面湿润后,加入水泥和减水剂,搅拌约1~
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