[发明专利]一种污染底泥修复剂及制备和使用方法

说明书

技术领域

一种污染底泥修复剂及制备和使用方法，涉及一种用于强化污染底泥中多环芳烃降解的修复剂及制备和使用方法。属于底泥污染修复领域。

背景技术

多环芳烃(PAHs)是指具有两个或者多个稠环芳香环的一类有机化合物的统称，主要来源于化学工业、火力电力工业、石油工业、交通运输、垃圾和秸秆焚烧以及污灌和污泥农用等，属于持久性有机污染物。多环芳烃具有强烈的生物毒性、生物累积性和半挥发性，目前已知的致癌性多环芳烃及其衍生物超过400种。多环芳烃可以通过各种渠道转移到水体环境中，进而通过物理、化学等迁移作用由液相转入固相，即从水中转移到底泥中。底泥中多环芳烃等在一定环境条件下也会通过物理、化学和生物过程释放到水中，对水体造成二次污染，所以底泥既是污染物的汇，也是潜在的污染源。由于掩蔽、覆盖等原位修复技术会增加底泥的量，减小水体环境的库容，并不适用于河流、湖泊和港口，因此目前对污染底泥的处理最常用的方法还是疏浚异位处理。然而，疏浚异位处理也存在一定的风险，当疏浚污染底泥处置失当时，可能对周围环境的地表水和地下水带来二次污染，如PAHs等难降解有机物也可以随食物链的不断迁移、转化和富集，最终通过消化道进入人体，进而威胁着人类的健康。因此，有必要对污染的疏浚底泥采取一定的修复措施，即异位修复。

目前污染底泥的异位修复方法主要包括：淋溶法、化学氧化法和氧化强化生物修复法。淋溶法是指利用各种化学和生物-化学复合淋洗药剂淋洗污染底泥，淋洗剂能够螯合、络合或者淋溶底泥中污染物。该方法修复成本较高，修复难度高，还需要处置携带污染物的淋洗液，且存在化学药剂带来二次污染的风险。化学氧化法是指利用各种氧化剂，如高锰酸盐、双氧水等，氧化底泥中的污染物，达到去除污染物的目的，该方法存在二次污染风险，操作繁琐，实施难度较高。氧化强化生物修复法是指在强化通风的条件下，促进外源菌种或者土著微生物的 繁殖代谢，进而促进底泥中多环芳烃的降解。该方法由于需要布设通风管道和长时间强化充氧，能耗大，成本高，因此难以得到大规模实施。

因此开发成本低廉、操作简便、适合于工程应用的多环芳烃污染底泥处理技术，对防止疏浚底泥二次污染，改善河流水质和恢复水体功能多样性，保护环境生态和人体健康，有着重大的科研和实用意义。特别是利用工农业产生的废物对多环芳烃污染底泥进行修复，不仅一定程度上达到消纳工农业废物，更重要的是可以大幅度减少处理成本、显著提高处理工艺的经济性和实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于强化污染底泥中多环芳烃降解的污染底泥修复剂，本发明的另外一个目的是公开其制备和使用方法。该方法对多环芳烃污染底泥修复效果良好，具有处理成本低廉，操作简单，适合于大规模处置等优点。

为了达到上述目的，本发明根据矿化垃圾中含有的大量的微生物，特别是具有降解特性的厌氧微生物和兼性厌氧微生物，以及蘑菇渣中含有大量的残余营养物如糖类、有机酸类、生物活性物质和酶类等，可以为矿化垃圾中的降解性微生物提供丰富的营养物质，提高矿化垃圾微生物的繁殖能力和代谢活性，进而强化底泥中多环芳烃的降解。

本发明的矿化垃圾是指填埋场中经若干年降解后，基本上达到了稳定化状态的生活垃圾。其特性为：有机质含量较高，含有优良的生物种群和较高的细菌总数。而且矿化垃圾中还生存有数量庞大、种类繁多的微生物，由于其特殊的形成历程，该类微生物尤以多阶段降解性微生物为主。

蘑菇生产是世界上最大的固相发酵产业，而蘑菇渣是指栽培蘑菇以后剩下的固体废物。由于蘑菇渣中含有大量的残余营养物如糖类、有机酸类、生物活性物质和酶类等，可以为微生物的生长提供各种营养物质。

本发明修复剂的制备及利用修复剂强化污染底泥多环芳烃降解的方法包括如下步骤：

1.矿化垃圾经初筛去除杂物，再过1～5mm筛，得到矿化垃圾筛下物，含水率为13％～22％。

2.将矿化垃圾筛下物和切碎通过10mm筛的蘑菇渣按2∶1～5∶1质量比混合 均匀，并加入为混合物质量25％的无机盐营养液NMS，调节含水率为45％～55％，培养3～7天，得到修复剂。疏浚底泥脱水后含水率为26％～32％，将修复剂与脱水后底泥以1∶5～1∶10质量比混合均匀。

3.将底泥与修复剂的混合物置于环境中进行自然堆置，堆放成堆高约为1.2m的条垛式堆体，无需强制通风，保持堆体的含水率为30％～32％。

与现有技术对比，本发明具有如下的优点和效果：

1.由于本发明的污染底泥修复剂使用原料为矿化垃圾和蘑菇渣，来源广泛，容易获得且为废物再利用，因此，污染底泥修复剂价格低廉；