一種通過時(shí)空尺度控制進(jìn)行投藥輔助來實(shí)現(xiàn)低污染擴(kuò)散的生態(tài)清淤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水體清淤領(lǐng)域，具體涉及一種低污染擴(kuò)散的生態(tài)清淤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前主流清淤方法有挖掘法、抽吸法兩大類，共同存在的問題是清淤過程產(chǎn)生明顯的污染，體現(xiàn)在:
[0003]A、懸浮顆粒的擴(kuò)散。清淤擾動(dòng)導(dǎo)致浮泥和硬泥被泛起向四周擴(kuò)散，造成水體懸浮物污染。
[0004]B、可溶性物質(zhì)的擴(kuò)散。清淤擾動(dòng)過程淤泥間隙水?dāng)U散，造成水體營養(yǎng)鹽、COD、其他有害物質(zhì)污染。
[0005]為減少清淤污染目前通常采取圍堰分段處置的方法清淤，但大型淺水湖泊及水文復(fù)雜區(qū)域、功能性水域(如運(yùn)輸、養(yǎng)殖區(qū))圍堰設(shè)置難度大，且圍堰法一般只能減少懸浮物外溢，不能有效減少淤泥間隙水污染。
[0006]另外，抽吸上來的淤泥往往施用硫酸鋁和聚丙烯酰胺，使污泥絮凝并將間隙水中部分磷去除，該工藝在國外及國內(nèi)的洱海、滇池等各處均推廣施用。那么傳統(tǒng)理論的簡單改進(jìn)思路應(yīng)當(dāng)是:在清淤的同時(shí)，分別以兩個(gè)管子注入鋁離子與聚丙烯酰胺，使底泥抽吸挖掘過程中懸浮物被絮凝，同時(shí)淤泥間隙水中的磷被捕捉。這樣可以明顯優(yōu)化施工工藝，減少底泥再懸浮及底泥間隙水排出。
[0007]然而，該方法存在如下問題:
[0008]1、硫酸鋁進(jìn)入水體水解后，部分鋁離子和大部分硫酸根溶入水體，會(huì)形成新的生態(tài)危害。
[0009]2、間隙水中對(duì)生態(tài)危害較大的部分有:可溶性磷與吸附磷、硫化氫、可溶性氮、絡(luò)合重金屬、可溶性有機(jī)物如腐殖酸等，使用硫酸鋁只對(duì)磷起去除作用。其余物種尤其是硫化氫等對(duì)水體生物尤其是魚類危害巨大。
[0010]3、假如該方法進(jìn)一步改進(jìn)為鋁鐵離子共存入水，是可以去除水體中硫化氫，但反應(yīng)產(chǎn)物硫化亞鐵和硫難以被聚丙烯酰胺絮凝，一樣擴(kuò)散水體。
[0011]基于上述分析，必須用一種全新的思路來實(shí)現(xiàn)生態(tài)化清淤，其要求是:投藥全程對(duì)水體危害很小乃至無危害；容易操作且可以有效防止底泥再懸??；可以有效防止大部分的底泥間隙水污染物進(jìn)入水體。
[0012]對(duì)此，申請(qǐng)人認(rèn)為:生態(tài)清淤應(yīng)當(dāng)從時(shí)間尺度上分為兩步進(jìn)行:
[0013]1、底泥間隙水污染物的快速穩(wěn)定化步驟。著重需要解決反應(yīng)固定與加入物的傳質(zhì)。
[0014]2、絮凝步驟。
[0015]基于上述理論，申請(qǐng)人對(duì)生態(tài)清淤進(jìn)行深入的研宄，遂有本案產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的是提供一種通過時(shí)空尺度控制進(jìn)行投藥輔助來實(shí)現(xiàn)低污染擴(kuò)散的生態(tài)清淤方法，其投藥全程對(duì)水體危害很小乃至無危害；容易操作且可以有效防止底泥再懸浮；并可以有效防止大部分的底泥間隙水污染物進(jìn)入水體。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0018]一種通過時(shí)空尺度控制進(jìn)行投藥輔助來實(shí)現(xiàn)低污染擴(kuò)散的生態(tài)清淤方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0019]S1:撒播底泥的緩釋穩(wěn)定劑進(jìn)入水體；
[0020]此緩釋穩(wěn)定劑包括A組分和B組分；其中:
[0021]A組分包括主料和輔料，主料為硝酸鐵、硝酸鋁按照10:1-10:100重量比例的混合物，輔料為重質(zhì)礦砂和包埋外殼，硝酸鐵、硝酸鋁和重質(zhì)礦砂混合在一起，包埋在包埋外殼內(nèi)；
[0022]B組分包括主料和輔料，主料為弱堿性礦物，輔料為成型劑，弱堿性礦物和成型劑混合在一起壓片成型；
[0023]使用時(shí)先將A組分投入水下，0-12小時(shí)后一次或分批投入B組分，A組分的主料與B組分的主料的重量比控制在1:0.5-1:5 ;
[0024]S2:當(dāng)?shù)啄噙_(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，開始抽吸或挖掘底泥，在抽吸或挖掘底泥的同時(shí)在施工設(shè)備附近向水中撒播絮凝劑，使含有鋁鐵膠體的污泥迅速絮凝被抽吸。
[0025]上述包埋外殼為膨潤土外殼。
[0026]上述重質(zhì)礦砂與A組分的主料的重量比為5:1-1:1。
[0027]上述弱堿性礦物采用重量比為100:5-100:200的白云土、菱鎂礦片和輕燒氧化鎂片。
[0028]上述成型劑為膨潤土漿，膨潤土漿的用量為弱堿性礦物的重量的1% _5%。
[0029]從時(shí)間尺度上看，硫化氫、磷元素去除等是瞬間反應(yīng)，氨氮、絡(luò)合重金屬和有機(jī)物分解是生物慢反應(yīng)，因此清淤時(shí)候可根據(jù)污染狀況和水文狀況選擇時(shí)間尺度，但在不存在緊急事件或水流底泥變動(dòng)頻繁的狀況下，合適選擇全時(shí)間尺度固定污染物更為合適。
[0030]從空間尺度看，必須將對(duì)微生物溫和的氧化劑如硝酸根盡量控制在底泥內(nèi)以避免擴(kuò)散，鐵、鋁離子需要擴(kuò)散到整個(gè)底泥層后，嚴(yán)格被抑制在進(jìn)入水體的界面，其余物種均因有反應(yīng)物存在而不受限制，因此在藥劑組分設(shè)計(jì)時(shí)需要能準(zhǔn)確控制其空間分布。鐵離子本身為氧化劑，鐵鋁離子均易水解轉(zhuǎn)化為氫氧化物膠體絮凝底泥，因此重點(diǎn)在于盡量控制硝酸根的溢出。其他溫和氧化劑如過氧化鈣、過氧化鎂價(jià)格較高且對(duì)微生物親和性較差一般不采用，水滑石礦物類、季銨改性粘土礦物等雖對(duì)硝酸根等有很強(qiáng)吸附能力，但價(jià)格較高不予使用，鑒于硝酸根的生物毒性較小，本發(fā)明方法對(duì)其迀移途徑控制予以忽略。
[0031]采用上述方案后，本發(fā)明方法在A組分的主料中加入重質(zhì)礦砂，確保硝酸鹽沉入底泥浮泥層，并對(duì)A組分的主料和重質(zhì)礦砂進(jìn)行包埋，避免其在水體中就溶解。依靠底泥的阻礙抑制外加藥劑對(duì)水體的破壞，同時(shí)控制硝酸鹽的用量不至于明顯過量。A組分進(jìn)入底泥后逐漸溶解，主要起將底泥氣氛快速轉(zhuǎn)化為氧化氣氛，抑制甲烷和硫化氫氣體的生成，使氨氮因硝化反硝化行為逐漸分解、殘余硫化氫被迅速氧化轉(zhuǎn)化為硫化亞鐵顆粒吸附在底泥上、底泥好氧微生物快速繁殖以改良底泥環(huán)境、大部分磷被鋁鐵離子固定、腐殖酸等有機(jī)物及底泥顆粒被鋁離子絮凝。B組分中的弱堿性礦物用于用于中和A組分投藥后的PH值，吸附捕捉重金屬、磷、有機(jī)酸等。為了使B組分下沉到底泥表面再行散開，避免懸浮物污染水體，本發(fā)明方法中將弱堿性礦物和成型劑混合在一起壓片成型。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法的優(yōu)勢在于:
[0033]1、清淤時(shí)無明顯的懸浮物出現(xiàn)，底泥間隙水被大部凈化，不易造成水體污染。且清淤后的底泥穩(wěn)定性好且較為致密，更易處置。
[0034]2、使用該方法成本無明顯上升，相對(duì)于最廉價(jià)的抽吸清淤工藝20元/噸的成本(不計(jì)堆放)而言，通常添加劑(底泥的緩釋穩(wěn)定劑)總加入量僅在I %以內(nèi)，且浮泥體積通常壓縮50 %以上，成本上升不明顯甚至下降。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明一種通過時(shí)空尺度控制進(jìn)行投藥輔助來實(shí)現(xiàn)低污染擴(kuò)散的生態(tài)清淤方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0036]S1:撒播底泥的緩釋穩(wěn)