蘇州河底泥就地穩(wěn)定化帽封材料研究.pdf

1、底泥既是接受水體各種污染物的匯，又是污染河流水質(zhì)的源。在一定條件下，累積于底泥中的各種有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物通過(guò)與上覆水體間的物理、化學(xué)、生物交換作用，可重新進(jìn)入上覆水中，成為制約河流水質(zhì)的二次污染源。 疏浚作為現(xiàn)行的受污染底泥主要處理方式，表現(xiàn)出了成本高，易二次污染等缺陷。本文借鑒了國(guó)外應(yīng)用多年受污染底泥就地帽封穩(wěn)定化處理的工程實(shí)例和國(guó)外開發(fā)的應(yīng)用于底泥就地帽封技術(shù)的專利材料AUQABLOK<'TM>，研究能應(yīng)用于控制蘇州河底泥污染

2、物向上覆水體釋放遷移的帽封材料及其帽封效應(yīng)。 本文首先對(duì)蘇州河底泥進(jìn)行了物理化學(xué)特性的分析，底泥的含水率為32％-49％，底泥粒徑分布表明以泥沙為主，pH值略微為偏堿性，底泥還原性不強(qiáng)，有機(jī)物含量平均為3.5％左右，無(wú)機(jī)物含量平均為4.6％，陽(yáng)離子交換容量平均在11.56 cmol/kg左右，陰離子交換容量平均在6.34cmol/kg左右。蘇州河受污染底泥COD<,Cr>含量在22,900mg/kg以上，而在有些斷面處可達(dá)到33

3、,000mg/kg，砷、鎘、鎳、鉛為主要的重金屬污染物。 其次，對(duì)蘇州河受污染底泥在不同實(shí)驗(yàn)條件下(缺氧/有氧，靜置/水力擾動(dòng)，不同pH值的初始上覆水)，底泥中的污染物質(zhì)向上覆水體釋放遷移進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在上覆水體初始pH偏弱酸條件下，底泥中的污染物向上覆水體釋放遷移的趨勢(shì)更為明顯。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)在16天后底泥中污染物向上覆水體釋放遷移所造成的COD<,Cr>和NH<,3->N污染已經(jīng)超過(guò)了V類一般景觀要求水域水質(zhì)要求，而底泥

4、中重金屬對(duì)上覆水的可釋放量極微，上覆水體的水體中的重金屬離子濃度并未檢出。 本文參考了AUQABLOK<'TM>刑顆粒的原材料，選取了鈣基膨潤(rùn)土和丙烯酸樹脂為帽封原材料，分別考察了鈣基膨潤(rùn)土對(duì)于重金屬和有機(jī)污染物的吸附去除能力。在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，鈣基膨潤(rùn)土對(duì)Ca<'2+>，Pb<'2+>和Zn<'2+>最大吸附容量分別達(dá)到了273.4mg/g，473.6mg/g和263mg/g，pH值升高，鈣基膨潤(rùn)土對(duì)重金屬離子的吸附量增大。在

5、較高濃度的重金屬溶液中，鈣基膨潤(rùn)土對(duì)重金屬的吸附除了離子交換外，還可能存在表面絡(luò)合和表面沉積效應(yīng)。鈣基膨潤(rùn)土對(duì)COD<,Cr>的飽和吸附量為19.63mg/g，對(duì)NH<,3->N的吸附量大約在5mg/g左右。丙烯酸樹脂對(duì)Cu<'2+>，pb<'2+>和Zn<'2+>的吸附量，在本實(shí)驗(yàn)的濃度范圍內(nèi)分別最高達(dá)到了82.6mg/g，89.3mg/g和117.3mg/g。由碎石塊，鈣基膨潤(rùn)土和丙烯酸樹脂材料復(fù)合而成的帽封材料，帽封蘇州河受污染底

6、泥對(duì)于控制底泥中的污染效果好于使用相同厚度的清潔沙粒作為帽封層。2.0cm厚的帽封材料對(duì)蘇州河受污染底泥進(jìn)行帽封污染控制，減緩了底泥污染對(duì)上覆水體DO的消耗，實(shí)驗(yàn)16天后，底泥中污染物向上覆水體釋放的影響，使得上覆水體COD<,Cr>穩(wěn)定在25mg/L左右，低于V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的COD<,Cr>40mg/L，而NH<,3->N穩(wěn)定在5mg/L左右，也低于無(wú)帽封/清潔沙粒帽封的上覆水NH<,3->N，說(shuō)明帽封對(duì)減輕底泥污染釋放遷移影響上覆水體