技术指导文件-底泥修复剂(研发中心20171122)
污染底泥修复剂
底泥指水体的沉积物，是水体生态系统的重要组成部分。自然河流内，底泥作为“汇”，沉淀吸附水体污染物，在底泥微生物作用下，污染物被降解和转化，实现水体自我净化。当河流已经受到较严重污染，超出水体自净能力范围，大量污染物沉积，形成厌氧状态的污染底泥层，包括混合层（黑色流动浮泥层）与富集层（黑色污染淤泥层），污染底泥作为“源”，不断向水体释放氨氮、硫化氢、磷酸盐等各类污染物，加重水体的污染负担。
污染底泥修复剂是我司专门针对黑臭水体治理的污染底泥处理问题，自主研发的一种长效底泥原位修复产品，该产品能够配合其他技术工艺，快速消除水体黑臭，初步恢复并持续增强水体自我净化能力。该产品主要解决黑臭水体治理过程中的如下关键问题：
1. 各类功能微生物相辅相成，加速水体生态系统特别是底泥的物质循环和能量流动，形成正反馈，实现底泥消减，恢复水体部分自净能力；
2. 迅速形成有益微生物的优势群落，激活土著微生物，并重建退化的底端生物链，为上行生物链的梯次恢复奠定基础；
3. 实现底泥长效原位修复，与传统的底泥化学修复技术或微生物修复菌剂相比，该产品实现了底泥的联合治理与修复体系的长效维持，治理效果好环境适应能力强，效能稳定。
产品成分
1. 改性沸石。沸石是具有四面体骨架结构的多孔型含水硅酸盐晶体，经改性后具有良好的吸附及离子交换性能，能够通过离子交换作用快速吸附水体和底泥中的氨氮、磷酸盐等各类污染物，改善水体和底泥环境，同时沸石比表面积大，可作为微生物附着载体，沸石表面承载的各类微生物菌群将吸附在沸石上的氨氮等快速降解和转化，形成一个自我吸收、自我消化的循环过程，使沸石不断再生，循环使用。
2. 复合微生物。微生物是所有有机污染物的最终分解者。调查待治理水体底泥污染特征，针对性地驯化选配多类目标微生物菌群，包括降解常规污染物的菌群、消除硫质的菌群、降解持久性有机污染物的菌群、钝化固定重金属的菌群、抑制有害微生物生长的菌群等，并利用改性沸石进行载体化，各类有益微生物协同配合，能够更好适应水体环境变化，并持续消减底泥污染物。
3. 复合促生剂。生物促生剂是由矿物质、有机酸、酶、微生物和营养物质按比例混合而成的天然产品，它的添加能够刺激复合微生物生长繁殖，并持续激活土著微生物，协助形成优势菌群。
4. 缓释氧化剂。硝酸钙、过氧化钙等缓释氧化剂能够持续改善底泥厌氧环境，为有益微生物营造良好的繁殖场所，使各类功能微生物快速适应并优势繁殖。
图1 污染底泥修复剂
技术流程 1. 实验室条件下，以专性培养基和待治理水体的污水，筛选并纯化各类土著微生物，并保存菌种。
2. 根据底泥污染情况选择合适的复合微生物菌群，将驯化好的菌群活化，按比例将处理后的复合微生物菌群、缓释剂、复合促生剂与改性沸石混合，制球并固化交联后，制成长效污染底泥修复剂产品。
3. 人工或设备投放底泥修复剂，修复剂直接作用于底泥，以载体等基本改善底泥生境，迅速形成有益于水体和底泥修复的微生物菌群，同时激活水体和底泥中各类具有净化功能的土著微生物，各类微生物生态位协同匹配，长效原位修复底泥。
表1 修复剂投放量与单位成本核算
名称 规格 单位 用量 成本(元）
污染底泥修复剂 含水率60% g/m2 200 1.98
改性沸石 粒径0.5-1.0 mm g/m2 180 0.18
微生物 芽孢细菌 ml/m2 10 0.5
EM菌 ml//m2 10 0.5
光合细菌 ml//m2 10 0.5
其他 缓释氧化剂 g/m2 10 0.2
生物促生剂 g/m2 10 0.1
施用方法
将制剂均匀撒播在水体表面，制剂自然沉底。每3-6个月重复撒播一次，用量相同。对未经过任何处理的重度污染底泥，制剂用量和处理次数相应增加。
改性沸石载体，微生物载体并强化吸附底泥污染物负载缓释氧化剂，持续改善底泥厌氧环境
负载复合微生物，持续削减底泥污染物
负载复合促生剂，激活有益土著微生物
污染底泥修复治理技术
污染底泥修复治理技术
毕磊;邱凌峰
【摘 要】我国目前有90%的城市河流受到严重污染,河道治理问题已提上日程.而随着截污工程的引入,底泥的二次污染问题就成为影响河水水质的一个重要原因.本文简要分析了底泥中的主要污染物及其危害性,并总结了近年来国内外环境学者对底泥中有机物污染修复治理技术研究的主要成果.
【期刊名称】《中国环保产业》
【年(卷),期】2010(000)011
【总页数】4页(P32-35)
【关键词】底泥污染物;原位修复;异位修复
【作 者】毕磊;邱凌峰
【作者单位】福建省环境保护产业协会,福州,350003;福州龙源环境工程科技有限公司,福州,350002
【正文语种】中 文
【中图分类】X703
底泥是由粘土、粉砂、砂、有机物或各种矿物质组成的沉积于水体底部区域的泥状物。对于河道而言，底泥主要来源于土壤的侵蚀作用、动植物机体的分解以及排入河道的污水中所含的颗粒物。作为河流、湖泊污染物的主要蓄积库，底泥不仅可以直接反映水体的污染历史，而且在一定条件下底泥中的污染物也可以通过解吸、溶解、生物分解等作用，向上覆水体释放各种污染物，是水体二次污染的重要来源，对人类健康和环境构成严重的威胁。因此，底泥污染治理也是城市河流、湖泊、港湾等水体污染综合治理的主要内容和从根本上解决污染的重要途径之一。
底泥中的主要污染物有重金属、营养元素、POPs（持续性有机污染物）。POPs不仅具有难降解、生物蓄积、强致癌性、生殖毒性、内分泌毒性和抑制免疫效应等特性，而且极易吸附于悬浮颗粒物上，并可随之在大气环境中长距离迁移，通过大气沉降回到地表水体或土壤，进入河道、湖泊，并最终在底泥中大量积累。因此，底泥是POPs污染物的重要蓄积库。这些POPs可通过食物链最终进入处于最高营养级的人类体内，对人体健康造成“致癌”、“致畸”、“致突变”的严重危害。
近年来，国内外的很多港湾、河流、湖泊等水体底泥均被检测到不同程度二英类POPs污染。含有这些毒性物质的底泥能直接对水生生物造成毒性影响，同时又能通过食物链的生物富集方式间接对人体健康和其他生物产生潜在威胁。污染底泥的现状调查、修复、处理与处置已受到国内外广泛关注。我国的长江、太湖、珠江、香港等地区的河流、湖泊、河口底泥沉积物受到二英类等POPs污染的报道也日益增多。
原位底泥修复工程方案书
原位底泥修复工程方案书
底泥是潜在的污染源，对水域生态系统和水质的影响极为重要。底泥中含有的有机物、重金属、磷等污染物质在特定条件下会释放到水体中，对水质造成污染。因此，对底泥进行修复是水环境保护的重要工作。本方案书针对某水域底泥进行修复工程设计，旨在通过合理的方法和技术对底泥进行修复，提高水体环境质量，保护水域生态系统，减少水污染。
二、工程概况
本次工程针对某水域的底泥进行修复，该水域是某市区重要的自然水体资源，也是周边居民生活的重要水源。但由于长期的工业排放、城市污水排放等原因，水域底泥中含有大量的有机物、重金属等污染物质，给水体生态系统和水体环境质量带来了严重影响。因此，有必要对该水域底泥进行修复，提高水体质量，保护水域生态系统和水体资源。
三、修复目标
1. 降低底泥中重金属等有害物质的含量，减少对水体的污染；
2. 降低底泥中有机物质的含量，减少底泥释放对水体的影响；
3. 提高水域中的透明度，改善水质；
4. 促进水域底部生态系统的恢复和重建；
5. 保护水域生态系统，提高水体环境质量。
四、修复方案
1. 传统修复方法
采用传统的机械疏浚和填埋方法进行底泥的修复。通过机械疏浚将含污染物较高的底泥疏浚出来，然后进行填埋处理。这种方法具有操作简单、成本低的特点，但由于填埋处理需要选址、建设审批等，且对周边环境有一定影响，因此不适合本次工程的修复情况。
2. 高效生物修复方法
采用高效生物修复方法对水域底泥进行修复。该方法通过引入特定的微生物或植物种类，通过生物吸附、生物降解等方式对底泥中的污染物进行修复。该方法具有环境友好、效果可控、无需大面积填埋等优点，适合本次工程的修复需要。
3. 植物修复方法
采用植物修复方法对水域底泥进行修复。该方法通过引入特定的水生植物种类，利用植物的吸附、生长代谢等特性，对底泥中的污染物进行修复。植物修复方法具有环境友好、运维成本低、可持续性强等优点，适合本次工程的修复情况。 4. 水泥固化修复方法
复合酶生物促进剂在底泥生物修复中的应用
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杨 磊 ，孑Ｌ兰芳 ，胥 峥。，林逢凯。，李玲珑。，艾奇峰。，华丹芸。，王玮蔚 ，李宇光
（１．华东理工大学化学与分子工程学院，上海２００２３７；２．华东理工大学材料科学与工程学院，上海２００２３７；
３．华东理工大学资源与环境工程学院，上海２００２３７；４．福州光宇环保科技有限公司，福州 ３５０００１）
摘要：通过测定河道底泥中微生物的生化呼吸线来表征复合酶生物促进剂对河道自净过程的影响。研
究结果表明复合酶生物促进剂对微生物具有激活作用，使微生物的累积耗氧量明显增加，有效地提升了水
体的自净能力。复合酶生物促进剂能够有效地修复受萘污染的底泥，修复后底泥中多环芳烃萘的释放量和
有机质的含量均明显低于对照样，并可显著降低底泥对上覆水的二次污染，促进整个水体的生态恢复。
关键词：复合酶；底泥；原位生物修复
中图分类号：Ｘ７０３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６—５３７７（２０１ １）１１～００４１—０４
在城市河道治理中，对于底泥治理的污染控制技术
有很多特殊要求，这是由于河道沿岸污染源分布、河道 形态、水动力条件、沉积环境等存在较大差异，同时由
于底泥沉积结构、污染物种类和含量水平，底泥对上覆
水的影响机制等相当复杂，以及受防洪泄洪、航运、底
泥毒性、环境和生态效益等因素的制约，因此底泥治理
的经济成本较大。迄今水体底泥污染仍是世界范围内的
一个重要环境问题 ＇ 。目前，底泥污染的控制技术可
分为底泥氧化、底泥疏浚和底泥封闭三大类，通过物理
或化学手段来增加底层水体的溶解氧，挖除表层的污染
底泥以及在底泥表面形成覆盖层，固定水体和底泥中的
营养盐，但这些技术手段的应用成本往往较高，且容易
影响水体中原有的生物群落。
复合酶生物促进剂（以下简称复合酶）是一种结合
多种酶类、非离子型表面活化剂、天然成分的蛋白质和
过氧化钙复合药剂原位修复黑臭水体底泥的研究
过氧化钙复合药剂原位修复黑臭水体底泥的研究
目录
摘要 ..........................................................................................................................
I
ABSTRACT ................................................................................................................ II 第1章绪论 .. (1)
1.1研究背景及课题内容 (1)
1.1.1 研究背景 (1)
1.2修复受污染底泥的技术研究概况 (2)
1.2.1污染水体的底泥易位修复技术 (3)
1.2.2 受污染底泥原位修复 (4)
1.3化学药剂在原位修复中的应用 (5)
1.3.1 氧化还原作用 (6)
1.3.2 钝化稳定化作用 (6)
1.4受污染底泥中氮磷物质的释放 (7)
1.4.1 底泥中氮释放规律 (7)
1.4.2 底泥中磷的释放规律 (8)
1.4.3 底泥中有机物的释放规律 (8)
1.5课题研究概况 (8)
1.5.1课题研究目的与意义 (8)
1.5.2 课题研究内容 (9)
第2章实验材料和分析方法 (11)
2.1底泥处理与底泥分析 (11)
2.2实验药品与实验仪器 (12)
2.3实验检测方法 (13)
第3章原位修复药剂比选研究 (15)
3.1过氧化钙对底泥的修复和上覆水影响 (15)
3.1.1 过氧化钙对底泥AVS的影响 (15) 3.1.2 过氧化钙对底泥NH4+-N的释放影响 (16)
3.1.3 过氧化钙对底泥TP的释放 (17)
3.1.4 过氧化钙对上覆水COD的影响 (18)
3.1.5 过氧化钙对上覆水DO的影响 (19)
污染土壤(底泥)电动修复技术指南
1 污染土壤（底泥）电动修复技术指南 1 范围 本标准规定了污染土壤（底泥）电动修复技术的适用污染物范围、基本程序、内容、要求和注意事项，包括污染地块特征数据收集、污染土壤（底泥）电动修复技术可行性评估以及工程实施。 本标准适用于污染土壤（底泥）电动修复技术工程实施。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 HJ 25.1 建设用地土壤污染状况调查技术导则 HJ 25.3 建设用地土壤污染风险评估技术导则 HJ 25.4 建设用地土壤修复技术导则 HJ 682 建设用地土壤污染风险管控和修复术语 环境部部令 第17号《生态环境标准管理办法》 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。部分术语和定义修改采用了HJ 682的中相关内容。 3.1 电动修复 electrokinetic remediation 在土壤中施加低强度直流电，通过电渗析、电迁移和电泳等作用使土壤孔隙中的水和荷电离子或粒子发生迁移运动，从而去除污染物的技术。 3.2 电渗析 electroosmosis 由于多孔土体颗粒吸附水中的正负离子，使溶液相对带电，在电场作用下，溶液中阳离子就向阴极的方向移动，从而从土体脱除的过程。 3.3 土壤修复 soil remediation 2 采用物理、化学技术或生物技术的方法固定、转移、吸收或降解污染地块土壤中的污染物。使其含量降低到安全利用的程度，或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。 3.4 土壤环境背景值 environmental background values of soil 指基于土壤环境背景含量的统计值。通常以土壤环境背景含量的某一分位值表示。其中土壤环境背景含量是指在一定时间条件下，仅受地球化学过程和点源输入影响的土壤中元素或化合物含量。 3.5 目标污染物 target contaminant 在污染地块环境中其数量或浓度已达到对生态系统和人体健康具有实际或潜在不利影响的，需要进行修复的关注污染物。 3.6 原位修复 in-situ remediation 不移动受污染的土壤，直接在地块发生污染的位置对其进行原地修复或处理。 3.7 工程控制 engineering control 采用阻隔、堵截、覆盖等工程措施，控制污染物迁移或阻断污染物暴露途径，降低和消除地块污染物对人体健康和环境的风险。 4 基本原则、工作流程和工作内容 4.1基本原则 4.1.1科学性原则 综合考虑污染地块的土壤（底泥）理化特性、污染物类型、污染特征、修复目标、修复效果、修复成本和修复工程的环境影响等因素，进行技术可行性评估，制定修复方案。 4.1.2可行性原则 制定的土壤（底泥）电渗析阻控修复技术方案要合理可行，应在前期工作的基础上，针对污染土壤（底泥）中污染物的性质、污染程度、范围以及对人体健康和生态环境造成的危害，评估电渗析阻控修复技术的可行性。若评估结果为可行，合理选择电渗析工艺方法及参数，进行系统设计，因地制宜制定修复方案，使修复目标可达，修复工程切实可行。 4.1.3安全性原则 制定土壤（底泥）电渗析阻控修复技术方案要确保污染土壤（底泥）修复工程实施安全，3 防止对施工人员、周边人群健康以及环境产生危害和二次污染。 4.2工作流程 图1 污染土壤（底泥）电动修复技术流程 4.3工作内容 通过调查污染土壤（底泥）所在地块的土壤（底泥）理化特性、污染物类型、污染特征等信息，制定修复目标，开展可行性评价及试验，确定工艺参数、处理效果、修复成本和修复工程等技术要求，制定修复方案，完成工程实施。 4 5技术要求 5.1一般要求 5.1.1污染地块特征调查 污染地块特征调查应按HJ 25.1 和HJ 25.4中规定的相关内容进行调查，工作内容包括： （1） 土壤理化性质调查及分析 （2） 污染物特征参数分析 （3） 污染物分布及范围分析 5.1.2污染土壤（底泥）电动修复可行性评价 5.1.2.1合规性评价 核实地方对污染土壤电动修复技术使用的鼓励、限定等政策。 5.1.2.2可行性评价 结合污染地块试验分析结果，进行技术可行性评价、环境风险评估以及经济可行性评价，综合确定采用污染土壤电动修复技术的可行性。 5.1.2.3实验室试验 开展实验室试验，分析并优化工艺方法及参数，若分析结果证明可行，进行下一步现场试验；若分析结果证明不可行，则重新选择合适工艺方法及参数。 5.1.2.4中试试验 在技术实施之前，结合实验室实验结果，开展现场中试，确定工艺实施参数。 5.1.3污染土壤电动修复技术实施 5.1.3.1电动修复系统设计 根据修复目标可行性评价阶段确定的工艺方法、工艺参数、土壤理化性质、污染物特征及分布，选择/设计电渗析工艺、确定电极布置、调控供电方式、计算修复时间、设计现场监测系统等。 5.1.3.2现场安装调试及维护 根据设计结果完成现场安装调试、系统运行、操作维护及监测。 5.1.3.3系统运行效果监测及评估 对运行期间修复效果进行监测，在系统停止运行一段时间后，进行整个修复效果评估，并针对评估结果采取相应措施。 5 5.2污染土壤电动修复技术工艺 5.2.1直接电动修复工艺 直接电动原位/异位修复工艺如图2所示，通常将电极板/管直接插入污染土壤中，宜在含水量120%、低渗透系数土壤中应用。 增加：工作原理。以下同无法在含水量较低的土壤中应用。 图2 直接电动原位/异位修复工艺图 5.2.2电动联合土壤淋洗工艺 电动联合土壤淋洗工艺如图3所示，通常将电极管插入受污染的土壤中，可在低含水量120%、低渗透系数土壤中应用。 该技术可通过调节供电方式、电流或电压强度、电极管布置、电极管间距、淋洗剂的选择及用量来实现污染土壤的修复效果，缺点是会使土壤含水量升高。 6 图3 电动联合土壤淋洗工艺图 5.3评价目的 评定污染地块目标污染土壤对工艺参数及工艺方法选择的影响。 5.4评价指标及调查 调查评估土壤理化性质：土壤含水量、有机质含量、渗透系数、pH、Zeta电位、电导率、粒径、塑性指数等。污染物类型及分布分析：土壤中重金属及类金属铬、镍、铜、锌、砷、镉、铅、汞的含量及分布特征。 6 污染土壤（底泥）电动修复可行性评价 6.1技术可行性评价 6.1.1数据分析 6.1.2室内实验 电动修复现场中试和施工开展之前，应进行实验室实验研究电动修复的运作机理及处理效果，初步确定反应技术参数。实验室实验包含装置如图4所示，其中包括稳压直流电源、滤液存储槽、污泥脱水槽、电极（插入污泥脱水槽中）。 7 图4 实验装置组合图 6.2 实验装置设计及参数选择 按照附录A的内容，设计实验装置以及确定参数选择。 1. 稳压直流电源参数选择：考虑到脱水修复过程电力成本及人体安全风险，选择最大电压不超过80 V（危险电压）的直流稳压电源。 2. 保证电场强度在10 V/cm以内，10 V/cm最佳，推荐电压大小为10~50 V，推荐两电极板间距为2~8 cm。 3. 滤液存储槽，无特定要求。 4. 电极选择：由于传统电极如贵金属、石墨等易腐蚀且更换频繁，所以采用钛电极（Ti）、钛基金属氧化物涂层电极（RuO2/Ir2O3-Ti、Ir2O3/Ta2O5-Ti）、石墨电极（Graphite）、导电塑料复合电极（EKG）五种耐腐蚀电极进行脱水修复效果实验，以选取最佳电极，实验数据如表1所示。 表1 不同电极材料对比实验 指标 性能 优 中 差 脱水效果 EKG Graphite RuO2/Ir2O3-Ti Ir2O3/Ta2O5-Ti Ti 电极稳定性 RuO2/Ir2O3-Ti EKG Graphite Ir2O3/Ta2O5-Ti Ti 脱水能耗 Ti RuO2/Ir2O3-Ti EKG Graphite Ir2O3/Ta2O5-Ti 腐蚀情况 EKG RuO2/Ir2O3-Ti Ir2O3/Ta2O5-Ti Ti Graphite 经济性 EKG Graphite Ti Ir2O3/Ta2O5-Ti RuO2/Ir2O3-Ti 根据表1结果，选取导电塑料复合电极作为应用电极，如图5所示。其优点是价格低8 廉、可加工性好、稳定性达应用要求，塑料电极的成本(30元/m)，比传统贵金属涂层电极便宜了几十倍，大幅降低了电动脱水的建设成本。 图5 塑料导电电极 6.3 中试试验 按照附录B中的要求，进行中试试验。 6.3.1 一般要求 应选择含水量120%的土壤（底泥）样品，保证直接电动修复的可行性。 电极采用导电塑料复合电极（EKG电极），根据目标土壤（底泥）开展小试试验，给出（0.6~1.2 m，0~80 V）响应模型，综合脱水效果和能耗选取合适的电场强度和板间距。 7.实验过程注意事项 电极排布： 中试实验过程中需注意两电极板长方形相对放置，保证电场强度稳定不变，从而确保脱水效率及实验数据准确性。 板间距： 板间距的选取主要考虑材料成本，选取0.6~1.2 m。 电场强度： 电压范围0~80 V，电场强度范围0~10 V/cm，电场强度大小会影响土壤（底泥）电动脱9 水时间效率及最终固含量，电场强度越大，对应时间效率越高且最终固含量越高，但提高电场强度会增加脱水过程的能耗损失，因此实际应用时，保证脱水效果和时间效率的前提下，易采用低场强来降低能耗。 排水方式： 中试过程若原位处理土壤（底泥）时可采用真空预压辅助电动排水过程，异位处理可定制大型脱水槽，重力排水。 重金属修复效率： 重金属脱除率在低场强下随电场强度的增加而升高，过高的场强则会造成土壤（底泥）的聚焦效应，影响其脱除性能。因此需要在实验室基础上，选取最佳的重金属修复条件。 7.1修复效果评估 修复效果评估主要为了测定和评估电动修复的效果及能耗。其中包括电动修复过程中pH、温度、电流等参数的实时监测，以及对整个电动修复完成后的含水率计算。修复效果评估主要包括以下内容： ● 确定修复前后底泥（土壤）含水率变化。 ● 监测修复过程能耗，并计算脱除单位质量水能耗。 ● 分析修复前后土壤（底泥）中重金属的含量变化。 8 土壤修复效果评估 8.1显著脱水效果 采用电动脱水固化-修复技术应用于原始含水率120%底泥，该底泥均由细颗粒介质构成，采用压滤方法等其他方法脱水困难。经过96小时的电渗处理，底泥含水率降低至40%左右。 8.2兼备重金属脱除效果 底泥中的重金属离子在电场的作用下向两极迁移，并在阴极处随水流排出土体，由于电渗会带着孔隙水在污泥中做定向流动，最后在阴极附近会产生大量孔隙水，此孔隙水可以采10 用重力或者真空泵排水快速排出。等到排水完成后，底泥中的脱水处理也随即完成。在此过程对中电极可以回收，反复利用，避免了资源的浪费，有效地节约了成本。 实际污染土样施加电场，在实际污染土样干基含水量小于120%时，与土壤淋洗技术联合能够使土壤中砷的去除率同样达到70%-80%。这一结果证明在土壤含水量较低情况下，电渗与淋洗联合（如5.2.2中工艺所示）有希望用于金属有机污染土壤的处理。 11 附录A 实验室实验 1. 实验装置 污泥存储（脱水）槽结构设计：其结构包括上下两部分，各部分三视图如图1所示，两部分连接采用螺栓连接。装置考虑到温度、pH、成本等因素，选用PVC材料制成。脱水槽内部设置电极板插槽，对应本实验条件，插槽间距为2 cm。 图1 脱水槽三视图 2. 实验操作 实验开始前，阴极处放置300目滤布，以拦截泥土颗粒，下方接水漏斗连接硅胶管，硅胶管末端连接储水瓶，储水瓶置于电子天平上，以记录脱除水的质量。装置安装完成后，在槽体上方覆盖一层保鲜膜，排除水分蒸发对实验结果的影响。完成准备工作后，接通电源开始电动修复过程。 3. 数据记录 由于开始电动脱水速率较快，故前30 min每隔1 min记录一次脱除水质量、底泥温度、电流强度；30-60 min每隔5 min记录一次；60-120 min每隔10 min记录一次；120-240 min每隔20 min记录一次。每次电动底泥脱水固化实验进行240 min，脱水结束后，根据脱除水的质量计算得出底泥的含水率（含水率计算参考城市污水处理厂污泥检验办法）。
【CN110104913A】一种底泥修复剂及其应用于底泥原位修复的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910248539.1(22)申请日 2019.03.29(71)申请人 浙江融信环保科技有限公司地址 314500 浙江省嘉兴市桐乡市梧桐街道发展大道1488号1幢2楼西间(72)发明人 曹玉成 许佳霖 汪奇 武帅 谢成浩 苑永魁 (74)专利代理机构 浙江杭知桥律师事务所 33256代理人 王梨华 陈丽霞(51)Int.Cl.C02F 11/00(2006.01)
(54)发明名称一种底泥修复剂及其应用于底泥原位修复的方法(57)摘要本发明涉及水污染防治与生态修复领域，公开一种底泥修复剂及其应用于底泥原位修复的方法，底泥修复剂由以下质量百分比的组分组成：原生蛭石粉：25～35％；改性牡蛎壳粉：15～25％；改性白云石粉：20～30％；改性生物炭粉：20～30％。发明提供的底泥修复剂，是以水生动物源废弃物、植物源废弃物和天然矿物为原料，经煅烧、破碎、筛分、炭化等工序处理后制备而成，原材料来源广泛、廉价宜得，制备工序简单，制备条件温和；生产易于规模化，应用不会产生二次污染问题。本发明底泥修复剂，可高效抑制底泥中污染物质的释放，特别是对容易引发水华的氮、磷物质，
具有很好的抑制和钝化效应。
权利要求书2页 说明书6页CN 110104913 A2019.08.09
CN 110104913
A1.一种底泥修复剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：原生蛭石粉：25～35％；改性牡蛎壳粉：15～25％；改性白云石粉：20～30％；改性生物炭粉：20～30％。2.根据权利要求1所述的一种底泥修复剂，其特征在于：原生蛭石粉是由蛭石原矿粉经破碎和筛分处理制备而成，原生蛭石粉的粒径小于0.5mm。3.根据权利要求1所述的一种底泥修复剂，其特征在于：改性牡蛎壳粉是由牡蛎壳经过煅烧、破碎和筛分处理制备而成，改性牡蛎壳粉的粒径小于0.5mm，煅烧的温度为450～650℃。4.根据权利要求1所述的一种底泥修复剂，其特征在于：改性白云石粉是白云石经煅烧、破碎和筛分处理制备而成，改性牡蛎壳粉的粒径小于0.5mm，煅烧温度为650～670℃。5.根据权利要求1所述的一种底泥修复剂，其特征在于：改性生物炭粉的制备过程如下：(1)将收集的废弃生物质风干、破碎、筛分，获得粒径小于2mm的生物质粉；(2)在步骤(1)得到的生物质粉中加入液态氯化镁改性剂，并充分搅拌混合得到生物质粉混合物，液态氯化镁改性剂中液态氯化镁的质量浓度为50～70％，液态氯化镁改性剂的投加量为生物质粉质量的5～10％；(3)对步骤(2)得到的生物质粉混合物进行通风热干化处理，干化温度低于150℃，待混合物料干化至含水率低于20％后，对其限氧炭化，炭化温度为400～800℃，炭化时间为1～3h。6.一种底泥修复剂的制备方法，其特征在于，包括：1)制备原生蛭石粉；2)制备改性牡蛎壳粉；3)制备改性白云石粉；4)制备改性生物炭粉；5)将步骤1)～4)制备的组分进行混合，按以下质量百分比计，原生蛭石粉：25-35％，改性牡蛎壳粉：15-25％，改性白云石粉：20-30％，改性生物炭粉：20-30％。7.一种底泥修复剂应用于底泥原位修复的方法，其特征在于，包括以下措施：(1)应用于开放式河道底泥修复时，选择晴朗天气、水流相对缓慢的时间段在河道水面上投加底泥修复剂；投加时，在河道上游、河道近岸处和污水入河排放口区域的投加量为每平方米水面1～5kg，在河道下游、河道中部和雨水入河排放区域的投加量为每平方米水面0.5～1kg；(2)应用于相对封闭的天然水体时，在进水区域、水面上均匀投加底泥修复剂，投加量为每平方米水面0.5～1kg。8.一种如权利要求1～5任意一项所述的底泥修复剂在水体底泥原位修复中应用，其特征在于，所述水体底泥是指开放式河道水体底泥；投加时，在河道上游、河道近岸处和污水入河排放口区域的投加量为每平方米水面1-5kg，在河道下游、河道中部和雨水入河排放区域的投加量为每平方米水面0.5-
污染底泥修复治理技术方案
污染底泥修复治理技术方案
一、污染底泥修复技术筛选
修复技术的筛选与污染物、场地特征情况、修复成本、修复过程对环境的影响、修复时间、技术可获得性等各种因素相关。在修复技术的筛选方面应主要考虑以下问题：
1.针对沟渠池塘内污染物特征：由于涉及沟渠中污染物种类浓度均不同，因此需要结合污染浓度选择合适的场地清理方法。
2.修复技术成熟可靠：目前，国内外针对河塘沟渠有多种疏浚清淤技术， 对于污染底泥的修复技术，有些技术已经成熟，有些还在研究阶段。为了保证该 沟渠清理顺利完成，本方案设计采用成熟可靠的修复技术，避免采用不成熟的修复技术。
3.修复时间合理：为尽快完成该底泥修复工作，降低修复过程中的潜在 环境风险，在选择修复技术时，同等条件下，选择场地修复时间短的技术。
4.费用经济合理：本方案将结合污染物特性，选择几种经济可行的清理 技术，既满足修复要求，又尽量控制清理费用。
5.减少对周边环境影响：在修复施工过程中，控制二次污染，减少污染 底泥的转移，减少废气、废水、扬尘、噪声等排放，将对周边居民、环境的影响尽量减小。
6.修复效果好：污染底泥修复的最终目标是为了恢复沟渠池塘原有的环境，确保环境安全及周边居民健康。
技术筛选矩阵见表 1-1。
污染底泥修复技术筛选矩阵1-1 二、 本项目修复技术方案确定
根据上述修复技术比选，综合考虑本项目污染污染程度、修复技术的科学性等因素，推荐以下修复技术作为主要技术。
（1）针对单独重金属污染底泥以及重金属与氟化物复合污染底泥，选用稳定 化修复技术进行集中处置，处置合格土进行安全利用，可考虑采用异位临时储存+固化稳定化技术组合处理；
（2）针对单独有机物污染底泥，化学氧化技术适用于本项目有机污染底泥的修复，且操作简便，修复时间短，原位、原地、异位均可操作，施工灵活，因此本次项目选用化学氧化修复技术作为本项目有机物污染修复的优选技术。
（3）针对有机物与重金属、有机物与氟化物复合污染底泥，考虑到修复有机物加入的化学氧化药剂会对底泥中重金属等无机污染物相互干扰，造成修复效率的降低，因此本项目考虑按化学氧化+稳定化的顺序修复复合污染底泥。
底泥陶粒在水生态修复中的应用
中南农业科技2023年第44卷第5期2023年5月中南农业科技South-CentralAgriculturalScienceandTechnologyVol.44No.5May.，2023叶晶，怀志文，黄咏文，等.底泥陶粒在水生态修复中的应用［J］.中南农业科技，2023，44（5）：242-245．
中国内陆河流污染问题严重，河流底泥疏浚是恢复河流生态环境、改善水质、控制内源负荷的重要途径［1，2］。2016年中国年产疏浚底泥共计5亿m3（水下体积），疏浚后将形成淤泥（密度为1.4g/cm3）约6.7亿m3，2020年中国疏浚底泥达到51.7亿m3［3］。不断增加的淤泥使得堆场用地十分紧缺，同时存在堆场长期占用土地和处理不当易产生二次污染等问题。对疏浚底泥的处理方法一般为土地利用，制造填方材料和建筑材料［4-6］。这些处理方法使得底泥中的有益物质无法被利用，造成资源浪费［7］。由于部分底泥污染严重，富集重金属等物质，常规填埋和土地利用等方法均存在重金属和有机物污染的风险［8，9］，底泥处置和资源化利用亟需科学合理的方法。国内外研究人员使用清淤底泥制作陶粒。Yue等［10］以脱水污泥和黄河底泥为原料，进行超轻陶粒生产试验。Wang等［11］通过引入沸石和膨润土来确定沉积陶粒烧结三组分混合料的最佳配比。关于陶粒净化水体的研究主要包括煤矸石陶粒和粉煤灰陶粒［12］，粉煤灰陶粒是研究人数最多、技术最为成熟的1种固体废物生产的陶粒。以河道底泥制备陶粒去除污染物的研究鲜有报道。底泥陶粒具有孔隙率高、化学和热稳定性佳等特性，使其成为一种良好的磷吸附剂［13-15］。同时，其表面积大、密度小、强度高的特点，使得能够覆盖在河湖底泥表层，抑制底泥的再悬浮，并吸附水体中过量的营养盐和污染物等［16］。这些优质特点使得底泥陶粒对于改善水质和控制富营养化有良好的应用潜力。经过高温（温度需大于1000℃）烧结后的陶粒，其中的重金属能够得到有效的固定，避免造成二次污染［16］。底泥中含有的Al、Fe、Ca、Mg等元素，还是制造功能性陶粒的良好原料［17］。底泥的陶粒化不仅为清淤底泥提供了去处，也实现了清淤底泥的生态处置和资源化利用，变废为宝，产生积极的生态效应，对中国生态文明建设具有重要的现实意义。本研究结合底泥陶粒的特点及在水质净化过程中的高效作用，详细分析了底泥陶粒在水生态修复中的优势，并对底泥陶粒未来在水生态修复中的应用提出展望，旨在为底泥陶粒的应用提供新的思路。1底泥陶粒的制备及特点1.1底泥陶粒的制备1973年挪威首先进行了底泥陶粒生产［18］，中国底泥陶粒的制备起步较晚，1999年才开始进行相关研究［19］。底泥陶粒的制备过程一般分为原料的预处理、底泥的性质分析、配料、混合和成型、干燥和预烧、焙烧、冷却等步骤。清淤底泥在制作陶粒前需要进行泥水分离，脱水干化是实现减量化的有效措施［20］，底泥脱水方法主要有自然干化法、机械脱水法和土工管袋法。脱水后的底泥需要筛出细小杂质并使底泥各部分均匀混合，并进一步对底泥的性质进行分析判定，底泥的塑性、化学组成、颗粒大小等因素都会对底泥陶粒的烧制产生较大影响［17］。不同用途的底泥陶粒其最佳原料成分和最佳含量有所不同，超轻陶粒的最佳原料成分和配比范围为SiO2，48%～65%；Al2O3，14%～20%；Fe2O3，5%～9%；MgO，CaO，3%～5%；Na2O+K2O，1.5%～3.0%；烧失量2%~5%［21，22］，而高强陶粒为SiO2，55%~65%；Fe2O3+CaO+MgO+Na2O+K2O，50%；Al2O3，18%~25%；收稿日期：2022-10-24作者简介：叶晶（1989-），男，湖北武汉人，博士，主要从事湖泊水生态修复研究工作，（电话）152****1159（电子信箱）****************。底泥陶粒在水生态修复中的应用
74.一种受污染物底泥原位治理与修复方法技术依托单位清
74.一种受污染物底泥原位治理与修复方法
技术依托单位：清上（苏州）环境科技有限公司
技术发展阶段：推广应用
适用范围：适用于黑臭河道的底泥修复
主要技术指标和参数：
一、工艺路线及参数
（1）将缓释型受污染底泥原位修复材料与受污染底泥
充分混合；
（2）静置反应2-5天；
（3）将固定化复合微生物与受污染底泥充分混合；
（4）静置反应5-20天；
（5）采用曝气机往受污染底泥表面充氧，每充氧15-30
分钟，间歇30-60分钟。河道水体水质底泥修复材料投加量g/m2
氨氮>15mg/L或水体ORP<-200mV或DO<0.2mg/L或透明度<10cm底泥ORP<-350mV，底泥有机碳（OC）含量>20%500-750
底泥ORP在-350~-100mV之间，底泥有机碳（OC）含量10-20%250-600
底泥ORP在-100~+50mV之间，底泥有机碳（OC）含量5-10%100-300
氨氮在8-15mg/L或水体ORP-200~+50mV或DO0.2-2.0mg/L或透底泥ORP<-350mV，底泥有机碳（OC）含量>20%400-650
底泥ORP在-350~-100mV之间，底泥有机碳（OC）200-400明度10-25cm含量10-20%底泥ORP在-100~+50mV之间，底泥有机碳（OC）含量5-10%50-150
二、主要技术指标
河道水质氨氮降低40%-60%，溶解氧提高到2-6mg/L，
透明度提高到40-50cm，ORP提高到60-100mV，底泥有机碳
含量降低40%-55%,ORP提高到50-120mV。
三、技术特点
1、采用原位修复的方法治理受污染河道底泥，相对于
清淤等工程手段而言，工程实施过程中不会影响周边环境，
并可逐渐改善河道微生物与微生态结构；
2、底泥原位修复材料和复合微生物的制备方法和过程
简单，不需要高温高压等反应条件，易于实现；
3、污染底泥原位修复材料活性组分含量高，释放速率
慢且可控，可持续发挥治理修复效果。
科技成果——河湖底泥生态修复与土壤资源化利用技术
科技成果——河湖底泥生态修复与土壤资源化利用技术
技术开发单位 轻工业环境保护研究所
适用范围 环境保护
成果简介
本项目属资源环境技术领域，针对河湖底泥生态修复与土壤资源化利用技术问题，项目解决了河湖底泥处置、底泥生态修复及土地安全利用工程技术等关键技术问题和方法，对改善河湖综合环境、扩大污泥资源利用途径、提高土地质量等级都具有重要的理论意义与应用价值。
（1）探明了南渡江典型河湖底泥养分、重金属污染类型、污染状况及潜在生态风险水平；构建了河湖底泥模糊综合评价模型，成功开发2套河湖底泥资源环境质量评价与利用决策软件系统，分类提出不同污染底泥修复技术与利用模式，发展和丰富了底泥资源环境评价与规划利用方法。
（2）提出了分形维数可作为表征河湖底泥理化性状与评价底泥质量的重要指标；探明了底泥分形维数与粘粒、粉粒及有机质呈显著正相关关系，而与砂粒呈显著负相关关系；构建了底泥粘粒分形维数、有机质与底泥重金属（Zn、Hg例外）质量分数的二元定量回归模型。
（3）率先应用稳定化技术对重金属污染底泥开展生态修复研究，开发出重金属污染底泥修复复合型新材料3种，研发出1套重金属污染底泥无害化装置；经生态修复后底泥种植蔬菜，第三方检测蔬菜中Cd、Pb去除率为88%以上，样品可达到无公害标准；土壤pH在酸雨区域能够持久稳定；技术经济指标明显优于国内外同类技术水平。
（4）提出将生态修复后底泥与河沙构建肥力良好、结构适宜的种植土壤配方，构建2种污染底泥土地利用工程技术模式，成功开发4套底泥土地利用工程设计及应用监控软件。应用效果明显土壤肥力提高15%、产量提高15-20%、成本略低于国家土地整治标准，技术指标明显优于同类技术水平。
效益分析
课题解决了河湖底泥处置，底泥中金你数修复及土地安全利用工程技术，对改善河湖综合环境，扩大底泥资源化利用途径，提高土地质量等级均具有重要的理论意义与应用价值。
应用情况
在海南省累计推广应用4000亩，直接节约投资1000万，具有良好的生态经济环境效益。科技日报、中国国土资源报多次以专版、头版等形式对本项目成果的核心技术、技术推广及应用效果等角度进行系统的跟踪报道，引起社会一致的好评。