一种可悬浮底泥修复装置的制作方法

1.本实用新型涉及原位修复装置，特别是一种可悬浮底泥修复装置。


背景技术：

2.随着我国经济的迅速发展，重金属和有机污染物通过大气沉降、废水排放、水土流失和降雨等进入水环境，进入水环境的各类污染物通过吸附、络合、沉淀等复杂的界面交换和反应迁移到底泥中，引起了底泥的严重污染。底泥是河湖等水生生态系统的重要组成部分，重金属和有机污染物不仅对底栖生物具有直接的毒害效应，而且很可能因环境条件改变，底泥中的污染物很可能被释放到上覆水中，造成二次污染，恶化水质，造成饮用水安全问题，或通过食物链直接或间接影响人类的健康。因此，底泥污染已经成为我国重要的环境问题。
3.底泥治理技术主要包括物理法、化学法、生物法或几种方法的耦合方法。其中，向污染底泥投加具有修复功能的药剂，通过药剂降解、移除或固定污染物，阻止底泥中污染物向上覆水体的迁移，是一种常用且有效的底泥修复方法，近年来受到广泛关注。
4.公开号为cn113233726a的专利公开了一种具有净化作用的底泥修复结构。包括用于覆盖在底泥上表面的底泥修复层和用于隔水的稳定层，所述底泥修复层和稳定层之间设有空隙结构的净化层；底泥修复层为粘土、植物纤维素、植物木质素和素土混合固化而成；净化层为微生物、氯化铁与沸石粉混合制成的横截面呈蜂窝状结构的沉淀氧化层。底泥修复层对覆盖的底泥可进行良好的修复能力，对底泥所释放污染物具有良好的削减能力；稳定层可对底泥进行很好的保护，起到对底泥的稳定作用，避免因水流造成底泥上翻带来的二次污染；净化层对水体中的悬浮颗粒以及污染物进行吸附净化，实现对水体的净化处理。
5.公开号为cn110104920a的专利公开了一种河底原位修复剂及其制备方法，所述河底原位修复剂通过将河底原位修复剂前体和底泥材料混合后在细菌培养基中培养制备得到；所述底泥材料来自待修复的污染水体底部表层污泥；所述河底原位修复剂前体由陶粒、粉煤灰、聚丙烯酰胺、氧化镁和铁屑混合而成。该实用新型将将底泥材料和底泥原位固化生物修复剂前体混合后在避光条件下，于细菌培养基中浸泡搅拌混匀并培养，细菌培养基为：将乙酸钠100～250mg、玉米浆10～60mg、蔗糖20～70mg、硫酸铵150～200mg、碳酸氢钠20～40mg、磷酸氢二钾1～1.5g、硫酸镁150～200mg、硫酸铜1～1.5mg、硫酸锌0.5～2mg和水1l混合后，调ph为7～8，即得。
6.公开号为cn102730821b的专利公开了一种添加含油污泥热解残渣的释氧材料，其成分和配比为：过氧化钙21-50wt％，含油污泥热解残渣1-20wt％，余量为混凝剂。该专利在释氧初期，降低了释氧材料的释氧速率，将之应用于地下水污染原位强化生物修复，有利于好氧土著微生物的激活；进入平稳释氧期后，其释氧速率大且释氧周期长。同时，在释氧材料中添加含油污泥热解残渣取代膨润土，可减少自然资源的消耗，并为含油污泥提供了一种资源化的利用方式。
7.但上述技术也有一定的局限性：(1)修复材料中的难溶成分，会增加水体底质的体
积，减小水体的水深，因而不宜用于浅水或对水深有一定要求的水域；(2)在水体流动较快的水域，修复材料难以准确投加到待修复的底泥区域，同时由于水流和风浪的扰动，或是底栖生物的扰动，影响修复的效果；(3)吸附类的修复材料回收和再生困难。


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种可悬浮底泥修复装置，方便及时补充和回收修复材料。
9.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种可悬浮底泥修复装置，包括用于填装修复材料的可透水外壳，所述可透水外壳侧面设有进料门，所述可透水外壳的上表面与增加浮力结构固定连接。本实用新型的可透水外壳的上表面增设有增加浮力结构，在可透水外壳中填装修复材料后，会沉于待修复底泥区域进行修复，等修复材料消耗或者溶于水中时，整个底泥修复装置的重量减轻，在增加浮力结构的作用下，浮于水面，可对修复材料进行及时补充或回收。
10.具体地，所述增加浮力结构为充气囊。
11.进一步地，所述充气囊上设有气嘴。
12.进一步地，从上至下贯穿所述可透水外壳的上表面和下表面开设有纵向定位槽，待修复的污泥表面安装有防沉板，所述防沉板上安装有竖直设置的定位杆，所述纵向定位槽与所述定位杆配合使用，使本实用新型能固定于特定的位置进行修复。
13.进一步地，所述可透水外壳的内部从上至下依次设置有多块隔板，使可透水外壳中的区域分为四个部分，用于盛装不同的修复材料。
14.所述可透水外壳的内部从上至下依次填充有细菌培养基层、底泥材料层、释氧材料层、净化层。其中细菌培养基层可采用公开号为cn110104920a的专利中的细菌培养基，底泥材料层可采用公开号为cn110104920a的专利中的底泥材料，释氧材料层可采用公开号为cn102730821b的专利中的释氧材料，净化层可采用公开号为cn113233726a 的专利中的释净化层。
15.进一步地，所述可透水外壳为多孔网格板。隔板的网格孔径需小于与其直接接触的修复材料的粒径，且与可溶性微生物营养盐直接接触的部分网格的数量应根据修复底泥所需要的营养盐释放速率确定。
16.本实用新型提供的一种底泥原位修复装置的应用方法，具体如下：
17.选定需要修复的水域，根据底泥的污染物种类、浓度和分布状况确定所述的活性修复层中修复材料种类。通过柱体结构外壳侧面的进料门将修复材料填充至各层容纳空间。通过气嘴往活性修复层上表面的气囊内充气，使修复材料中的可溶性微生物营养盐完全溶于水体后，活性修复层能依靠浮力上浮。将固定装置根据活性修复层纵向定位槽的位置安装在底泥中，将活性修复层从定位装置顶部穿入，并沉入水底。活性修复层中的修复材料通过吸附作用、微生物降解作用、氧化作用降解和移除底泥中的污染物。修复材料中的可溶性微生物营养盐溶于水体后，活性修复层重量变轻，沿固定装置上浮至水面，即可更换和补充修复材料，实现吸附材料的回收。对修复区域底泥进行检测，待污染物浓度降至修复目标值后，移除底泥原位修复装置，即完成底泥的修复。
18.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：
19.(1)本实用新型结构简单，使用方便；可使化学试剂或微生物直接作用在底泥处，可减少化学试剂或微生物溶于上覆水造成的浪费。
20.(2)使用该装置移除修复材料中的难溶成分，不会增加水体底质的体积或减小水体的水深，可用于浅水或对水深有一定要求的水域底泥修复；
21.(3)修复材料可以准确投加到待修复的底泥区域，修复过程中可降低水流和风浪扰动对修复的影响，保障修复效果；
22.(4)可回收吸附类的修复材料，降低修复成本。
23.(5)底泥原位修复装置模块化程度高，活性修复层可无缝拼接。因此可根据修复水域面积，采用数组底泥原位修复装置同时修复，具有铺设方式灵活、施工简单、移动方便、可适应不同流速和地形水体等优点。提升修复效率。
附图说明
24.图1为本实用新型一实施例的可悬浮底泥修复装置示意图。
25.图2为图1的剖面示意图。
26.图中：1-1可透水外壳，1-2增加浮力结构，1-3气嘴，1-4进料门，1-5纵向定位槽， 1-6隔板，1-7细菌培养基层，1-8底泥材料层，1-9释氧材料层，1-10净化层；
27.2-1防沉板，2-2定位杆。
具体实施方式
28.如图1-2所示，一种可悬浮底泥原位修复装置，由活性修复层和固定装置组成。所述活性修复层为扁平形柱体结构；柱体结构水平横截面为1m
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1m正方形；可透水外壳 1-1由聚丙烯薄板构成，其中上表面聚丙烯薄板不透水。增加浮力结构1-2采用充气囊，可透水外壳1-1上表面与配有气嘴1-3的聚乙烯膜材料构成的充气囊固定；下表面和侧面为多孔网格形式，在侧面设置一个进料门1-4；在上表面和下表面靠近顶点的位置开设直径2cm的纵向定位槽1-5。柱体结构内的空腔设置三层多孔网格状聚丙烯隔板1-6，将容纳腔均分四个容纳空间。
29.在各层容纳空间填充修复材料，从上至下依次为粒径2mm的细菌培养基层1-7、底泥材料层1-8、释氧材料层1-9和净化层1-10。细菌培养基层1-7为商业可溶性微生物营养盐，底泥材料层1-8为直径8cm的负载有底泥土著微生物的微生物球，释氧材料层 1-9为由cao2、钠基膨润土、水泥和砂子按重量比75:0.5:16.5:8混合制成的直径约1cm 的粒状释氧材料以及净化层1-10为由沸石颗粒构成的吸附剂。可透水外壳1-1的下表面和侧面以及隔板的网格孔径需小于与其直接接触的修复材料的粒径，且根据修复底泥所需要的营养盐释放速率，与可溶性微生物营养盐直接接触的侧板开孔率为20％。
30.所述固定装置具体为一组带防沉板2-1的定位杆2-2，具体为4根直径1.4cm钢钎。杆体下端固定在底泥硬质泥层中，防沉板2-1位于水、泥界面处，定位杆2-2顶略高于水面。
31.本实用新型提供的一种底泥原位修复装置的应用方法，具体如下：
32.针对湖南省某重金属cd和有机复合污染底泥水域，将可透水外壳1-1侧面的进料门1-4将修复材料填充至各层容纳空间。通过气嘴1-3往活性修复层上表面的气囊1-2 内充气，修复材料中的可溶性微生物营养盐完全溶于水体后，活性修复层能依靠浮力上浮。将固
定装置根据活性修复层纵向定位槽1-5的位置安装在底泥中，将活性修复层从定位装置顶部穿入，并沉入水底。活性修复层中的修复材料通过吸附作用、微生物降解作用、氧化作用降解和移除底泥中的污染物。修复材料中细菌培养基层1-7的可溶性微生物营养盐溶于水体后，活性修复层重量变轻，沿固定装置上浮至水面，及时更换和补充修复材料，实现吸附材料的回收。对修复区域底泥进行检测，待污染物浓度降至修复目标值后，移除底泥原位修复装置，即完成底泥的修复。经过9天治理后，底泥的cd 总量和codcr分别下降32.4％和41.1％。
33.上述实施例说明本实用新型对污染底泥具有较好的修复效果。