一種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料及修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于河流的生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種生態(tài)覆蓋材料的制備方法 和黑臭底泥緩流淺水河道的修復(fù)方法，可應(yīng)用于黑臭底泥緩流淺水河道的修復(fù)工程。
【背景技術(shù)】
[0002] 河道黑臭主要是過(guò)量納污導(dǎo)致水體供氧和耗氧失衡的結(jié)果，尤其是緩流河道，自 凈能力較差，水體長(zhǎng)期處于缺氧乃至厭氧條件下，大量滯留污染物轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生氨氮、硫化 氫、揮發(fā)性有機(jī)酸等臭惡臭物質(zhì)以及鐵、錳硫化物等黑色物質(zhì)。底泥黑臭后，無(wú)法完成污染 物的輸出、轉(zhuǎn)移和凈化作用，污染物嚴(yán)重積累且惡性循環(huán)，導(dǎo)致非常嚴(yán)重的內(nèi)源污染，致使 底質(zhì)生境急劇惡化，魚(yú)類等水生動(dòng)物大量死亡，沉水植物等水生植物難以存活，生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán) 重退化?？梢?jiàn)解決河流的內(nèi)源污染、恢復(fù)河流的生態(tài)和社會(huì)功能問(wèn)題是可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中 亟待解決的關(guān)鍵任務(wù)之一，消除河道黑臭、改善河道水環(huán)境質(zhì)量，對(duì)保障人居健康、促進(jìn)社 會(huì)和諧與經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 沉水植物種植和修復(fù)技術(shù)是生態(tài)修復(fù)工程的關(guān)鍵技術(shù)，利用水生大型植物修復(fù)水 體和底泥污染是治理、調(diào)節(jié)和抑制水體富營(yíng)養(yǎng)化的有效途徑之一。沉水植物有著巨大的生 物量，與環(huán)境進(jìn)行著大量的物質(zhì)和能量的交換，形成了十分龐大的環(huán)境容量和強(qiáng)有力的自 凈能力。沉水植物整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程都生活在水中，根、莖、葉都可以吸收水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其生 長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程就是吸收水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程，且根際微生物可降解有機(jī)污染物，不斷凈化水 質(zhì)和修復(fù)底泥。但是對(duì)于黑臭底泥河道，不對(duì)黑臭底泥進(jìn)行覆蓋和改造處理，沉水植物難以 存活，生態(tài)修復(fù)工程難以推廣應(yīng)用。
[0004] 河流底泥成本低廉，進(jìn)行殺滅病菌、病原體、去除有機(jī)物等處理后可以作為植物生 長(zhǎng)載體。麥飯石是一種由原巖經(jīng)蝕變和風(fēng)化而形成的結(jié)構(gòu)疏松的層狀活性粘土礦物，麥飯 石含有多種對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育有益的常量、微量元素以及被稱作生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的稀土元素和微 量氨基酸，有益于水生物的繁殖以及水環(huán)境的穩(wěn)定。同時(shí)，麥飯石具有豐富的多孔結(jié)構(gòu)，比 表面積較大，具有很強(qiáng)的吸附能力，可吸附底泥和水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，在修復(fù)黑臭底泥 的同時(shí)為沉水植物初期生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)源。過(guò)氧化鈣作為一種高效環(huán)保的增氧劑，可增加底 泥和底層水體的溶解氧濃度，減少惡臭氣體的產(chǎn)生，有利于改善水質(zhì)，加快底泥中有機(jī)物的 去除，進(jìn)一步促進(jìn)植物生長(zhǎng)。本發(fā)明旨在通過(guò)將處理后的河道底泥、改性麥飯石和過(guò)氧化鈣 按一定比例混合作為覆蓋材料應(yīng)用于黑臭底泥緩流河道的修復(fù)工程中，改善黑臭底質(zhì)生存 環(huán)境，使其適合沉水植物生長(zhǎng)，有效解決黑臭底泥河流中沉水植物難以存活生長(zhǎng)等問(wèn)題，同 時(shí)對(duì)底泥有機(jī)物等污染物進(jìn)行原位去除，使其加快河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和健康發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述黑臭底泥緩流淺水河道難以應(yīng)用生態(tài)修復(fù)工程的問(wèn)題， 是在于提供了 一種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料，該覆蓋材料配方合理，使用方便，成 本低廉，環(huán)境友好，修復(fù)效果好。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供了一種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料的制 備方法，充分發(fā)揮三種材料特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可在修復(fù)黑臭底泥的同時(shí)為沉水植物生長(zhǎng)提供 定植載體，具有方法易行、操作簡(jiǎn)便、黑臭有機(jī)質(zhì)去除效果好和促進(jìn)水生植物生長(zhǎng)和定植等 優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明還有一個(gè)目的是在于提供了一種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料的修 復(fù)方法，通過(guò)覆蓋材料修復(fù)水體和黑臭底泥的同時(shí)為沉水植物生長(zhǎng)提供定植載體；該修復(fù) 方法操作簡(jiǎn)便，生態(tài)環(huán)保，可改善河道底質(zhì)生存環(huán)境，使其適合沉水植物生長(zhǎng)，有效解決黑 臭底泥河流中沉水植物難以存活生長(zhǎng)等問(wèn)題，同時(shí)對(duì)底泥有機(jī)物等污染物進(jìn)行原位去除， 有利于水域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，使其加快河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和健康發(fā)展。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0009] -種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料，它由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成：
[0010] 原 料 ％ 河道底泥 60%-80% 改性麥飯石 10%-30% 過(guò)氧化鈣 5%-10%;.
[0011] 一種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料，它由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成（優(yōu)選范 圍）：
[0012] 原 料 ％ 河道底泥 65%-78% 改性麥飯石 15%-28% 過(guò)氧化鈣 6%-9%;
[0013] -種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料，它由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成（最好范 圍）：
[0014] 原 料 ％ 河道底泥 70%-75% 改性麥飯石 18%-25% 過(guò)氧化鈣 7%-8%;
[0015] 一種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料，它由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成（最佳 值）：
[0016] 原 料 %: 河道底泥 75% 改性麥飯石 20% 過(guò)氧化鈣 5%:;:
[0017] 一種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料的制備方法，其步驟是：
[0018] 1)對(duì)當(dāng)?shù)睾拥赖啄噙M(jìn)行殺滅病菌、去除有機(jī)物等處理后晾干，獲得一種殺滅病菌 后的河道底泥；
[0019] 2)將麥飯石置于稀鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%~5%中浸泡1~2h后，用清水洗至中性，置 于馬弗爐中于250°C~350°C條件下焙燒1~2h，獲得一種改性麥飯石，備用；
[0020] 3)將處理后的河道底泥、改性麥飯石和過(guò)氧化鈣按上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成混勻，制備 成底泥生態(tài)覆蓋材料。該覆蓋材料可起到增氧、去除底泥黑臭有機(jī)質(zhì)、改善河道底質(zhì)生存環(huán) 境和促進(jìn)水生植物生長(zhǎng)等作用。
[0021] 所述的殺滅病菌主要是指通過(guò)微波照射法殺滅大腸桿菌、副大腸桿菌（主要來(lái)自 畜禽養(yǎng)殖廢水、生活污水、徑流污水等）和變形桿菌（主要來(lái)自沉積于河底的固體垃圾、生 活污水、食品加工廢水等）；
[0022] 所述的去除的有機(jī)物具體包括腐殖酸、多環(huán)芳烴類苯類、取代酚類、含硫醚類等。
[0023] -種黑臭底泥緩流淺水河道的修復(fù)方法，其步驟是：
[0024] 1)將生態(tài)覆蓋材料在緩流河道水面上均勻鋪灑入河底，鋪灑厚度為15-25cm ;
[0025] 2)鋪灑l-2d后，種植適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件的沉水植物于覆蓋區(qū)域，對(duì)沉水植物進(jìn)行 科學(xué)管理和養(yǎng)護(hù)，種植初期陰雨天或透明度較低區(qū)域（透明度小于0.5m)通過(guò)外加光源增 加水面光照強(qiáng)度5000-100001X、進(jìn)行植物枝葉的修剪及衰敗植物：腐爛殘枝、死亡或枯萎 的植株清除打撈工作。黑臭底泥緩流河道中沉水植物成活率可達(dá)80%以上，修復(fù)區(qū)水體得 到明顯改善，水體透明度可提高15cm以上，底泥表層（O-lOcm)有機(jī)物、總氮及總磷去除率 可達(dá)到50%、10%和20%以上。
[0026] 所述的沉水植物種植方法具體描述為：用可降解無(wú)紡布（長(zhǎng)X高為40cmX 40cm) 包裹上述生態(tài)覆蓋材料制備成種植載體（直徑約15cm，高度約20cm)，然后將沉水植物扦插 移栽到載體中，于河面平拋入河底。
[0027] 所述的沉水植物為滿足當(dāng)?shù)貧夂蚣八驐l件的菹草、苦草、穗花狐尾藻、馬來(lái)眼子 菜、微齒眼子菜以及伊樂(lè)藻等其中的一種或二至六種的任意組合。
[0028] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：
[0029] 1、工藝操作簡(jiǎn)單，覆蓋材料成本低廉，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益好；
[0030] 2、改性麥飯石含有多種對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育有益的常量、微量元素、稀土元素和微量 氨基酸，有益于沉水植物的定植和繁衍以及水環(huán)境的穩(wěn)定。過(guò)氧化鈣可增加底泥和底層水 體的溶解氧濃度，有利于改善水質(zhì)，加快底泥中有機(jī)物的去除，進(jìn)一步促進(jìn)植物生長(zhǎng)。
[0031] 3、修復(fù)方法可有效解決緩流河道底泥黑臭、沉水植物難以定植繁衍等問(wèn)題，有利 于河道生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，使其加快河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和健康發(fā)展。
[0032] 4、黑臭底泥緩流河道中沉水植物成活率可達(dá)80%以上，修復(fù)區(qū)水體得到明顯改 善，水體透明度可提高15cm以上，底泥表層（O-lOcm)有機(jī)物、總氮及總磷去除率可達(dá)到 50%、10%和 20% 以上。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0034] 實(shí)施例1 :
[0035] -種黑臭底泥緩流淺水河道的覆蓋材料，它由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成：
[0036] 原 料 ％ 河道底泥 80% 改性麥飯石 10% 過(guò)氧化鈣 10%