專利名稱：一種用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于控制底泥氮磷釋放的復合
覆蓋件。
技術(shù)背景隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、人口的增長以及城市化進程的加快，污水的產(chǎn)生量日益增加，而我國的污水處理率相對較低，導致大量未經(jīng)處理達標的污水直接進入我國水體，造成了水體的嚴重污染。我國的許多水體已經(jīng)出現(xiàn)了嚴重的富營養(yǎng)化狀態(tài)。氮和磷是引起水體富營養(yǎng)化的兩種關(guān)鍵營養(yǎng)元素。底泥是進入水體氮磷污染物的重要歸宿和蓄積庫。當環(huán)境條件發(fā)生變化時，底泥中氮磷污染物可能會釋放出出來，再次污染水體。因此，有效控制底泥中氮磷污染物的釋放對于我國地表水環(huán)境的污染治理和富營養(yǎng)化防治具有重要的現(xiàn)實意義。目前，底泥污染控制技術(shù)主要分為兩大類，即底泥污染易位控制技術(shù)和底泥污染原位控制技術(shù)。底泥污染易位控制技術(shù)主要是指底泥疏竣及疏竣底泥的處理處置。由于底泥污染異位控制技術(shù)因費用昂貴、污染物漏失以及對原有水體底部生態(tài)破壞嚴重等缺點難以大范圍地推廣和應(yīng)用。現(xiàn)有的原位控制技術(shù)主要采用原位覆蓋層來阻止污染物進入水體。清潔沉積物、沙子和礫石等是常用的覆蓋材料。但是這種由清潔沉積物、沙子和礫石等材料構(gòu)建的覆蓋系統(tǒng)的覆蓋層通常較厚，從而影響了水體的水深，并且清潔沉積物、沙子和礫石等覆蓋材料在水體流動較快的水域，易被淘蝕，從而影響了覆蓋的效果。為克服清潔沉積物、沙子和礫石等覆蓋材料所構(gòu)建的覆蓋系統(tǒng)的缺陷，可以采用底泥活性覆蓋系統(tǒng)，即由可以吸附或共沉淀污染物的材料構(gòu)建的底泥覆蓋系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的底泥覆蓋系統(tǒng)相比，底泥活性覆蓋系統(tǒng)不僅抑制底泥污染物釋放的效率明顯提高，而且還可以明顯減少了覆蓋材料的使用量，從而可以一定程度上解決底泥惰性覆蓋系統(tǒng)降低地表水體水深這一缺陷。研究表明，可以單獨采用方解石或鋁改性沸石作為覆蓋材料構(gòu)建底泥活性覆蓋系統(tǒng)以控制底泥污染物的釋放。但是單獨采用一種覆蓋材料構(gòu)建的底泥活性覆蓋系統(tǒng)存在明顯的缺陷。比如單獨采用方解石構(gòu)建的底泥覆蓋系統(tǒng)不能有效控制底泥中氨氮的釋放。單獨采用鋁改性沸石作為覆蓋材料構(gòu)建的底泥活性覆蓋系統(tǒng)可能存在鋁的釋放風險，并且有效控制底泥磷釋放的持續(xù)時間有限。如果采用方解石和鋁改性沸石構(gòu)建一種底泥復合覆蓋系統(tǒng)并將其用于控制污染底泥中氮磷的釋放，一方面可能可以達到同時有效控制底泥中氮磷釋放的目的，另一方面也可以利用方解石的緩沖作用緩解鋁改性沸石中鋁的釋放風險。方解石和鋁改性沸石的粒徑越小，其作為覆蓋材料構(gòu)建的底泥活性覆蓋系統(tǒng)對底泥中污染物的釋放控制能力也就越強。但是粒徑越小的覆蓋材料在使用過程中會出現(xiàn)上浮，隨水體流動而流失而引起二次污染問題。土工布是由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料，具有優(yōu)秀的過濾、排水、隔離、加筋、防滲、防護作用，具有重量輕、抗拉強度高、滲透性好、耐高溫、抗冷凍、耐老化、耐腐蝕等優(yōu)點，在環(huán)境保護和水土流失防治方面具有較廣泛的應(yīng)用。如果采用土工布將覆蓋材料與上覆水和底泥隔開，就可以達到降低覆蓋材料上浮而引起的二次污染問題，并且會使失效的覆蓋材料的定期更換變得可能而又有效。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是要克服現(xiàn)有技術(shù)中底泥污染控制技術(shù)中存在的缺陷，而提供一種用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件，該復合覆蓋件可有效控制底泥中氮磷污染物污染水體，不會使底泥中氮磷污染物進入水體。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件，包括鋁改性沸石覆蓋層和位于其下方的方解石覆蓋層，方解石覆蓋層和鋁改性沸石覆蓋層之間，方解石覆蓋層之下，鋁改性沸石 覆蓋層之上均設(shè)有土工布層，所述各土工布層的邊緣相連接將所述鋁改性沸石覆蓋層和方解石覆蓋層包裹在其中。所述方解石覆蓋層中的方解石的粒徑為6目 600目。所述方解石覆蓋層的厚度為3 50mm。所述鋁改性沸石覆蓋層中的鋁改性沸石的粒徑為6目 600目。所述鋁改性沸石覆蓋層的厚度為5 50mm。所述鋁改性沸石覆蓋層中的鋁改性沸石的制備包括以下步驟(I)配置濃度為O. 01 I. OmoI/L的Al3+溶液；(2)將步驟(I)制得的Al3+溶液與粒徑在6目 600目之間的天然沸石按照液固比為O. I 10mL/g混合；(3)用氫氧化鈉溶液將步驟(2)所得混合液的pH值調(diào)節(jié)至7. O 8. O,繼續(xù)振蕩O. 5 24h，固液分離，清洗，干燥，得鋁改性沸石。步驟(3)中的氫氧化鈉溶液濃度為O. I 3. OmoI/Lο土工布具有透水性能好、致密性強、機械強度高、化學穩(wěn)定性好，質(zhì)量輕，價格便宜等優(yōu)點；鋁改性沸石對水中的氨氮和磷酸鹽具有很好的吸附能力；方解石對水中的磷酸鹽具有很好地去除能力。利用土工布將鋁改性沸石和方解石包裹其中，覆蓋在污染底泥表面，可以有效阻止底泥中氮磷向水體的釋放。本實用新型的優(yōu)點在于提供一種用于同時有效控制底泥氮磷污染物釋放的底泥污染原位控制技術(shù)，克服了單獨使用方解石覆蓋系統(tǒng)難于控制底泥中氨氮釋放這一缺陷，以及降低了鋁改性材料向上覆水體釋放鋁的潛在風險，采用土工布材料可以有效控制覆蓋材料上浮而造成二次污染和流失等問題，以及采用土工布材料還可以使失效覆蓋材料的定期更換變得可能而又簡單。

圖I為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式下面結(jié)合具體實施例和附圖，進一步闡述本實用新型。[0022]首先制備鋁改性沸石(I)配置濃度為O. 01 I. OmoI/L的Al3+溶液；(2)稱取粒徑6目 600目之間的天然沸石置于容器中，再按照液固比為O. I 10mL/g移取Al3+溶液與天然沸石進行充分混合；(3)采用濃度為O. I 3. OmoI/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值至7. O 8. O，再繼續(xù)振蕩O. 5 24h后進行固液分離，清洗，干燥。然后，截取Im2的土工布三塊，取一定量的粒徑在6目 600目的方解石均勻灑在一層土工布上，厚度約為6 7mm ;在方解石覆蓋層上蓋上一層土工布，再將一定量經(jīng)上述方法制得的鋁改性沸石均勻灑在第二層土工布上方，厚度約為4 5mm ;然后將第三層土工布覆蓋在鋁改性沸石上方，最后將各土工布邊緣通過粘合或縫合等方式封住，即得本實用 新型的用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件。將其鋪設(shè)在水體中的底泥之上，如圖I所示，從上到下依次為水體600、土工布層400、鋁改性沸石覆蓋層100、土工布層300、方解石復合覆蓋層200、土工布層500和底泥700，即通過三個土工布層把水體、鋁改性沸石覆蓋層、方解石覆蓋層和底泥分隔開，這樣既可以防止水流將覆蓋層沖走，又能方便更換覆蓋材料。利用本實用新型的覆蓋設(shè)施可以有效控制底泥中氮磷污染物的釋放。通過實驗研究表明，模擬實驗條件下4mm厚的方解石覆蓋層和6mm厚的招改性沸石覆蓋層,對底泥氨氮和磷酸鹽的抑制率分別高達99%和92%。上述實施例應(yīng)理解為僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的保護范圍。在閱讀了本實用新型記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本實用新型權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件，其特征在于，包括鋁改性沸石覆蓋層和位于其下方的方解石覆蓋層，方解石覆蓋層和鋁改性沸石覆蓋層之間，方解石覆蓋層之下，鋁改性沸石覆蓋層之上均設(shè)有土工布層，所述各土工布層的邊緣相連接將所述鋁改性沸石覆蓋層和方解石覆蓋層包裹在其中。
2.權(quán)利要求I所述的用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件，其特征在于，所述方解石覆蓋層中的方解石的粒徑為6目 600目。
3.權(quán)利要求I或2所述的用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件，其特征在于，所述方解石覆蓋層的厚度為3 50mm。
4.權(quán)利要求I所述的用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件，其特征在于，所述鋁改性沸石覆蓋層中的鋁改性沸石的粒徑在6目 600目。
5.權(quán)利要求1、2或4所述的用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件，其特征在于，所述鋁改性沸石覆蓋層的厚度為5 50mm。
專利摘要本實用新型涉及一種用于控制底泥氮磷釋放的復合覆蓋件，以防止底泥中的氮磷污染物對水體的二次污染，包括鋁改性沸石覆蓋層和方解石覆蓋層，在鋁改性沸石覆蓋層和方解石覆蓋層之間設(shè)有土工布層，在方解石覆蓋層和底泥之間設(shè)有土工布層，在鋁改性沸石覆蓋層與水體之間設(shè)有土工布層。本實用新型的方解石覆蓋層可用于吸附去除底泥中所釋放出來的磷酸鹽，鋁改性沸石覆蓋層可用于吸附去除底泥中所釋放出來氨氮和磷酸鹽；同時，由于土工布具有致密、高機械強度以及化學性能穩(wěn)定等特點，可有效防止覆蓋件中的粉末方解石和鋁改性沸石的上浮，并使得失效的覆蓋材料的定期更換變得簡單。
文檔編號C02F11/00GK202671359SQ201220138399
公開日2013年1月16日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者林建偉, 詹艷慧 申請人:上海海洋大學