氧化试剂(硝酸钙)控制黑臭底泥营养盐释放的效果研究
4种化学药剂对黑臭水体底泥的修复作用
第47卷第24期2019年12月广 州 化 工Guangzhou Chemical Industry Vol.47No.24 Dec.20194种化学药剂对黑臭水体底泥的修复作用牛美青1,苏玉更2,乔永波1,武仁超3(1亿利首建生态科技有限公司,北京 100600;2亿利环保有限公司,北京 100600;3北京尚水清源水处理技术有限公司,北京 100083)摘 要:我国城镇水体黑臭现象普遍,经过研究分析得出缺氧导致了水体变臭,硫化物存在导致了水体变黑㊂研究者通过原位修复方法有针对性地处理黑臭水体底泥,本文分析了过氧化钙㊁硝酸钙㊁氢氧化钙和过氧化氢4种药剂的修复作用,过氧化钙的强氧化性可以分解降解有机污染物,且可强化硝化反应㊂硝酸钙表现出更多优势,可降解氨氮㊁硫化物㊁可溶性磷㊁重金属及生物毒性,可有效改善黑臭水体底泥形状㊂氢氧化钙与过氧化氢修复效果弱于硝酸钙㊂关键词:过氧化钙;硝酸钙;氢氧化钙;过氧化氢;原位修复 中图分类号:X705 文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2019)24-0048-03 Remediation Effect of Four Chemical Agents on Black andOdorous Water SedimentNIU Mei-qing1,SU Yu-geng2,QIAO Yong-bo1,WU Ren-chao3(1Elion Shoujian Ecological Technology Co.,Ltd.,Beijing100600;2Elione Environmental Protection Co.,Ltd., Beijing100600;3Beijing Shangshui Qingyuan Water Treatment Technology Co.,Ltd.,Beijing100083,China)Abstract:Black and odorous phenomenon is widespread in urban,it is concluded that anoxia led to odor,and sulfide led to black in water.The remediation effects of calcium peroxide,calcium nitrate,calcium hydroxide and hydrogen peroxide were analyzed by means of in-situ remediation,the strong oxidation of calcium peroxide could decompose and degrade organic pollutants,and the nitrification reaction could be enhanced.Calcium nitrate showed more advantages,it can degrade ammonia nitrogen,sulfide,soluble phosphorus,heavy metals and biological toxicity,which can effectively improve the shape of black and odorous water sediment.Calcium hydroxide and hydrogen peroxide remediation effect was weaker than calcium nitrate.Key words:calcium peroxide;calcium nitrate;calcium hydroxide;hydrogen peroxide;in-situ remediation近二十年来,我国社会经济㊁城市建设和城镇人口急速发展,工业化和城镇化带来的工业废水㊁生活污水以及城市降雨径流等携带的污染物大量排放到水环境中,而与之相关的污染控制与综合治理措施相对滞后,部分污水往往未经处理或处理不达标就排入河道㊁湖泊水库等城市水体,导致环境水质日趋恶化,甚至出现极端的水体黑臭现象,严重影响城市生态及人居环境质量㊂为加大水污染防治力度,保障国家水安全,2015年4月,国务院印发‘水污染防治行动计划“,对水环境污染整治提出了总体要求,并制定了 到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内,到2030年,城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制性目标㊂为贯彻落实该项计划,2015年8月,住建部会同环境保护部㊁水利部㊁农业部组织编制‘城市黑臭水体整治工作指南“,进一步规范了水环境污染中的城市黑臭水体定义㊁识别与分级,确定城市黑臭水体整治方案的编制流程与相关调查,提出城市黑臭水体整治技术的选择,对城市黑臭水体整治效果进行评估,并规定了城市黑臭水体整治的组织实施与政策保障㊂由此,我国黑臭水体整治步入一个更加正式和规范化的阶段㊂目前对黑臭水体底泥的修复技术主要有异位修复和原位修复两种方法,异位修复主要是将底泥移出河道,送至专门场所进行处理,原位修复只需在原位对污染底泥进行修复㊂由于异位修复技术费用昂贵㊁污染残留以及对原有水体底部生态破坏严重等缺点而受到限制㊂原位修复方法包括原位覆盖技术和原位钝化技术,其中钝化技术受到越来越多地推崇㊂钝化技术包括化学修复技术与生物修复技术,原位化学修复技术是通过向底泥中投加化学药剂来降低沉积物中污染物质的溶解性和毒性㊂其中最常用的化学药剂有过氧化钙㊁硝酸钙㊁氢氧化钙㊁过氧化氢㊁无机混凝剂及有机混凝剂等㊂1 化学药剂对黑臭水体底泥的修复作用水体沉积物主要有含硫化合物㊁含氮化合物㊁含磷化合物㊁含氧化合物(如酚㊁醛㊁酮㊁酸)㊁无机盐类(如铁盐㊁锰盐㊁重金属等)以及微生物[1]㊂污染沉积物处理是指采用物理㊁化学或者生物方法降低沉积物中污染物浓度,将污染物转化为无害物质㊁阻断沉积物的污染途径或将污染沉积物从水体中移除或隔离,从而达到控制沉积物污染的目标㊂第47卷第24期牛美青,等:4种化学药剂对黑臭水体底泥的修复作用49目前化学法常用的药剂大多为无机盐类药剂,一般通过吸附或氧化作用将污染物稳定或氧化降解在沉淀物中㊂氧化性化学药剂能够氧化有碳碳双键㊁带有醛基或羟基的㊁强还原性的有机污染物,部分药剂也可与水发生反应释放氧,改善沉积物的厌氧环境㊂化学氧化剂的添加一定程度上修复了黑臭㊁富营养化水体沉积物㊂在Murphy等[2]的研究中,已有22个国家采用沉积物原位化学修复技术,如香港㊁日本的Lake Biwa和加拿大的Hamilton Harbou,化学修复可以氧化沉积硫化物㊁降低沉积物磷释放速率㊁控制水体富营养化和修复有机污染,因此受到越来越多人的青睐㊂Ferrarese等[3]通过实验对比多种氧化剂降解沉积物中的多环芳烃,其中改良后的芬顿试剂与高锰酸钾过氧化氢组合试剂对多环芳烃的降解率达到96%以上㊂1.1 过氧化钙对黑臭水体底泥的修复作用过氧化钙溶于水后可产生㊃OH和OH+,㊃OH的强氧化性可分解难降解的有机污染物[4]㊂LIU等[5]也证实了过氧化钙对底泥有机物具有较强的化学作用是由于所产生的羟基自由基可以加快有机污染物的降解速度㊂NYKANEN等[6]向湖里投加颗粒过氧化钙,发现底泥中的有机物降低了14%㊂张亚雷等[7]研究了过氧化钙不同投加方式对底泥活性磷酸盐释放的抑制效果,发现过氧化钙混匀投加无法长效抑制底泥活性磷酸盐的释放,而过氧化钙覆盖投加则能抑制底泥活性磷酸盐的释放,因此过氧化钙覆盖投加是一种更优良的投加方式㊂张丹[8]发现底泥中投加过氧化钙后,间隙水中会先释放氧气,且过氧化钙的缓释氧特性可以给底泥微生物的新陈代谢提供氧气,强化底泥修复效果㊂同时产生的氧气可以强化硝化反应[9]㊂HUANG[10]和LI等[11]证明了过氧化钙的释氧性可强化硝化反应㊂BOTHE 等[12]发现过氧化钙可有效降低砷离子在底泥中的迁移性和生物毒性㊂李亮等[13]认为,过氧化钙使化学修复与生物修复结合,实现了黑臭水体底泥有机污染物原位修复的同时促进了黑臭水体微生态系统与自净能力的恢复,具有去除污染物快速㊁修复效果持久稳定及无二次污染等特点㊂1.2 硝酸钙对黑臭水体底泥的修复作用Yamada T M等[14]对巴西的一个热带富营养化水库沉积物中投加硝酸钙,观察到上覆水和沉积物间隙水的活性可溶性磷(RSP)浓度都有大幅减少,硝酸盐增加了自养反硝化速率;同时发现硝酸盐可完全移除沉积物的生物毒性,证明硝酸钙处理能够在富营养水体修复期后支持环境的生物多样性㊂李津[15]对重庆新华水库沉积物投加硝酸钙,发现对氨氮的削减率达77%,同时发现硝酸钙可降低硫化物含量,使沉积物由黑色变为灰色㊂进一步研究表明低剂量的硝酸钙可降低沉积物中的铜含量,锌和铅在硝酸钙作用后仍小于相应的筛选值㊂因此硝酸钙在降解氨氮㊁硫化物㊁可溶性磷㊁重金属及生物毒性方面表现良好的特性,可有效改善黑臭水体底泥形状㊂张红等[16]模拟了硝酸钙对底泥磷释放的影响,发现硝酸钙可有效抑制底泥内源磷的释放,且可将底泥中的Fe2+氧化为Fe3+,生成铁氧化物或者氢氧化物,有效降低铁含量㊂余光伟等[17]研究发现通过控制硝酸钙在底泥中的投加位置可避免硝态氮的二次释放,且氨氮的增加量和硝化钙的投加量关系符合cubic曲线㊂刘树娟等[18]研究硝酸钙对深圳河污染底泥典型嗅味物质原位控制,发现硝酸钙对酸挥发性硫化物的去除率高达92%,且可有效避免硝酸钙向上覆水体释放,同时发现硝酸钙可引起底泥中微生物多样性增加,如脱氮硫杆菌㊁反硝化细菌以及降解有机物的菌种等㊂1.3 氢氧化钙对黑臭水体底泥的修复作用吴应珠等[19]研究发现氢氧化钙对底泥磷释放的抑制率为34%,且投加氢氧化钙后可溶性磷和铁磷含量分别降低了92%和60%㊂李津[15]对重庆新华水库沉积物投加氢氧化钙,发现氢氧化钙对黑臭沉积物几乎无表观特征上的改善效果,几乎无法去除沉积物中的黑臭硫化物,但可以降低沉积物中的铬含量㊂对氢氧化钙的相关研究较少,但李津[15]的对比实验发现硝酸钙对沉积物中游离氮㊁锌㊁铅㊁铬的去除效果优于氢氧化钙㊂1.4 过氧化氢对黑臭水体底泥的修复作用孙远军[20]研究发现过氧化氢可以提高底泥的氧化还原电位,但效果不太明显,同时可以削减底泥的酸挥发性硫化物,改善底泥黑臭现象㊂李红霞[21]研究了过氧化氢对植物修复底泥的效果,通过对比试验发现过氧化氢可以促进植物对沉积物中铅㊁镉㊁铜㊁锌㊁锰和镍等重金属总量和各种形态重金属数量的吸收累积,还可以改变不同形态重金属的种类㊂通过孙远军[20]采用4种化学药剂的对比实验可知在修复黑臭水体底泥中过氧化氢并没有表现出优势,是一种不常被采用的药剂㊂2 结 语目前,黑臭水体现象越来越严重,而黑臭水体底泥修复受到越来越多的关注,黑臭水体治理是一项长期而艰巨的复杂工程㊂本文主要阐述了化学药剂对黑臭水体底泥的修复作用,通过引用大量文献,对比分析了过氧化钙㊁硝酸钙㊁氢氧化钙和过氧化氢四种药剂的修复作用,四种药剂在修复黑臭水体底泥中表现出不同特性,过氧化钙的强氧化性可以分解降解有机污染物,且可强化硝化反应㊂硝酸钙表现出更多优势,可降解氨氮㊁硫化物㊁可溶性磷㊁重金属及生物毒性,可有效改善黑臭水体底泥形状㊂氢氧化钙与过氧化氢修复效果弱于硝酸钙,相关方面的研究也较少㊂化学药剂虽然可修复黑臭水体底泥,但若与生物修复法结合使用,效果更好,相关方面的研究也逐步涌现,各自发挥修复优势,达到经济合理地修复黑臭水体底泥㊂参考文献[1] 刘树娟.硝酸钙对深圳河底泥中嗅味物质原位控制方法研究[D].北京:清华大学,2012.[2] Prepas E E,Babin J,Murphy T P,et al.Long-term effects ofsuccessive Ca(OH)2and CaCO3treatments on the water quality of two eutrophic hardwater lakes[J].FRESHWATER BIOLOGY,2001,46(8):1089-1103.[3] Ferrarese Elisa,Andreottola Gianni,Oprea Irina Aura.Remediation ofPAH-contaminated sediments by chemical oxidation[J].Journal of Hazardous Materials,2008,152(1):128-139.[4] 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[7] 张亚雷,章明,李建华,等.CaO2不同投加方式对底泥磷释放的抑制效果分析[J].环境科学,2006(11):2188-2193.[8] 张丹.CaO2对控制河道底泥磷释放效果的研究[J].环境工程,2012(S2):532-534.(下转第52页)52 广 州 化 工2019年12月源资源禀赋中相对丰富的煤炭,也只有世界人均水平的一半㊂资源的稀缺性无法长期有效保障我国发展经济的资源需求,也对发展经济的原料价格控制产生不利的影响㊂要保持国民经济可持续高速发展,必须解决好由于资源稀缺性带来的资源保障问题㊂与此同时,国民经济飞速发展而引发的环境问题也在不断向人类敲响警钟㊂煤燃烧生成的主要污染物 氮氧化物(NO x)㊁硫氧化物(SO x)㊁碳氧化物(CO㊁CO2)㊁碳氢化合物(C x H y)和粉尘是环境污染的主要组成部分,要打赢蓝天保卫战,必须解决燃煤污染问题㊂为解决 发展与环境”之间的矛盾,煤炭燃烧技术必将向着高效率㊁低排放㊁劣质燃料有效利用的方向发展㊂我国现阶段的煤炭利用方式仍在以直接燃烧为主,这种利用方式就是把煤所含的各种组分都作为热能来利用,而没有利用其中具有更高利用价值的组分,如挥发分等,造成了资源价值的极大浪费㊂通过技术创新,实现煤炭的清洁高效利用我国能源产业发展的必然选择㊂煤炭梯级利用是实现煤炭清洁高效利用的重要途径之一㊂通过煤热解技术,将原煤中高附加值油气先行提取出来,剩余的固态半焦作为高品位洁净燃料可用于燃烧发电㊂随着煤热解技术的不断发展,未来将会有大量热解半焦亟待实现燃烧利用㊂半焦热值与同品质原煤相当,灰分及硫㊁氮的含量却相对较低,每当量热值价格略低于煤炭,是较为理想的原煤替代燃料㊂然而半焦挥发分低㊁着火点高,使得半焦存在着火难㊁燃尽难㊁易结渣等问题,实现清洁高效燃烧难度很大㊂通过燃烧技术的不断发展,使锅炉能够实现粉焦的大比例掺烧乃至纯燃,是解决我国煤炭综合利用㊁能源安全和环境问题的重要途径㊂参考文献[1] 李建生,牛蔚然.预燃室型煤粉燃烧器的开发和应用[J].中国电力,2008,41(4):44-47.[2] 闫顺林,陈华刚,魏杰儒,等.煤粉预燃室燃烧器的设计[J].应用能源技术,2012,(8):21-23.[3] 刘影,陈资勤,包克福.煤粉锅炉点火技术及其发展[J].发电设备,2001(4):13-16.[4] 向寓华,郭华林,何鹏飞.煤粉锅炉新型钝体燃烧器运行总结[J].河北化工,2008,31(7):49-52.[5] 王福龙,朱全利,贾祥.锅炉钝体燃烧器改造的试验研究[J].华中电力,2003,16(3):56-58.[6] 张海涛.高温空气燃烧机理及蓄热体换热特性的研究[D].合肥:中国科学技术大学动力工程及工程热物理,2018.[7] 张海,贾臻,毛健雄,等.通过煤粉浓缩预热NO x燃烧器实现高温空气燃烧技术的研究[J].动力工程学报,2008,28(1):36-39. [8] 贾臻,毛健雄,尹正军,等.煤粉浓缩预热低NO x燃烧器(PRP)燃烧器[A]. 建设资源节约型㊁环境友好型社会 节能㊁环保㊁可持续发展”研讨会论文集[C].2006.[9] 董卫平.PRP燃烧技术应用效果[J].山西化工,2010,30(1):61-63,67.[10]吕清刚,那永洁,包绍麟,等.一种为煤粉锅炉的煤粉直燃提供高温空气的方法[P].CN:200510011811.2,2006-11-29. [11]吕清刚,朱建国,牛天钰.煤粉高温预热方法[P].CN:200710175526.3,2008-04-09.[12]吕清刚,牛天钰,朱建国,等.高温煤基燃料的燃烧特性及NO x排放试验研究[J].中国电机工程学报,2008,28(23):81-86. [13]吕清刚,王俊,朱建国.循环流化床预热的无烟煤粉燃烧特性试验研究[J].锅炉技术,2011,42(5):24-27.[14]欧阳子区.无烟煤粉预热及其燃烧和污染物生成特性研究[D].北京:中国科学院工程热物理研究所,2014.[15]么瑶,吕清刚,朱建国,等.细粉半焦循环流化床预热过程实验研究[J].中国电机工程学报,2015,35(17):4417-4422. 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硝酸钙在水环境治理中的
硝酸钙在水环境治理中的作用机理及应用现状宗栋良王丽常爱敏摘要受污染底泥的修复已经成为水环境整治中的重要组成部分，在底泥中注入硝酸钙则是近十多年来发展起来的一种污染底泥原位处理技术。
本文全面分析了硝酸钙在水环境治理中消除水体黑臭现象、去除有机物以及抑制磷的释放的机理，并介绍了这一技术在国内外的研究和应用状况。
关键词硝酸钙底泥作用机理应用现状1、前言近年来深圳加大了对观澜河、龙岗河、坪山河、深圳河等主要河流以及深圳、西丽等主要水库的整治力度，水环境正逐步得到改善，但仍然存在一些问题，如深圳河的污染问题至今未有较大的进展，河水黑臭现象严重。
市政府制定了《珠江流域（深圳）水环境综合整治实施方案》，提出力争用3年时间，使深圳河水系达到不黑不臭的程度。
由于深圳市的河流普遍缺乏清洁水源供给，并且污水处理的广度和深度仍有待完善，实现这一目标，难度仍然很大。
有专家提出了一些方案，例如从大鹏湾引海水冲刷深圳河。
该法有可能在短期内就能显著改善污染现状，但从长期来看，除可能对生态环境造成一些影响外，尚有其他不足：（1）目前深圳控制外源性污染的力度还待加强，许多污水未经处理就排放入水体，这会导致河流水质的重新恶化；（2）引水冲刷不能从本质上控制河流底泥污染，即内源污染。
河流以及水库底泥中积累了大量的有机污染、重金属、氮磷等污染物，其含量往往比背景值高几个数量级。
而底泥与上覆水体之间不断进行着物质交换，底泥中的污染物会被重新释放出来，从而引起或者加剧水体的恶化，成为水体的内源污染。
如何改善水体水质，目前国内外已经发展了物理、化学、生物等多种技术，向底泥中注入硝酸钙溶液即为其中应用较多、效果较好且见效较快的技术之一。
本文主要分析和介绍该技术的作用机理和应用状况。
2、硝酸钙的作用机理底泥中有机物的溶出会导致水中溶解氧的下降，氮磷的释放会造成水体的富营养化，底泥中的微生物在缺氧情况下分解有机物会产生硫化氢臭气问题。
因此，受污染底泥会严重影响到上覆水体的水质，底泥处理已成为水环境治理中的重要组成部分。
一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒及其制备方法[发明专利]
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(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 201610316764.0(22)申请日 2016.05.12(71)申请人 广东省微生物研究所地址 510070 广东省广州市先烈中路100号(72)发明人 杨旭楠 潘汉平 许玫英 孙国萍 (74)专利代理机构 广州科粤专利商标代理有限公司 44001代理人 刘明星(51)Int.Cl.C02F 11/06(2006.01)(54)发明名称一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒及其制备方法。
本发明的用于修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒利用底泥本身作为修复剂辅料，首先经过反硝化改性富集大量反硝化细菌，然后添加活性炭，再配合以聚乙烯醇、海藻酸钠作为缓释剂、以海藻酸钠作为包衣剂，制作而成硝酸钙缓释颗粒；其能有效消除底泥黑臭污染，具有高效、环保的特点，对城市环境保护具有重要意义。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 105800899 A 2016.07.27C N 105800899A1.一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：用于制备颗粒状粗产物的原料，按质量份数计，包括四水合硝酸钙25～40质量份，特制底泥40～65质量份，活性炭1～3质量份，海藻酸钠2～5质量份，聚乙烯醇1～3质量份；a、按上述质量份，称取各原料，将四水合硝酸钙加热熔解，然后加入其1/3～3体积的水，充分搅拌均匀，再加入聚乙烯醇，加热搅拌至沸腾使聚乙烯醇溶解，得到硝酸钙-PVA溶液；b、将硝酸钙-PVA溶液加到海藻酸钠中，加热搅拌至沸腾，得到硝酸钙-PVA-SA溶液；c、在硝酸钙-PVA-SA溶液中加入特制底泥，糅合成大团再切分成颗粒状，得到颗粒状粗产物，或将特制底泥先投入圆盘造粒机中，边转动边加入硝酸钙-PVA-SA溶液，造粒得到颗粒状粗产物；待颗粒状粗产物冷却后，放入包衣机中，以海藻酸钠溶液作为包衣浆液，包衣后的颗粒状粗产物经干燥后得到修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒；所述的特制底泥是取洁净河道清淤底泥，将硝酸钠溶液加入底泥中充分搅拌调成泥浆，静置培养，获得反硝化底泥，取反硝化底泥自然风干，粉碎，筛分获得风干反硝化底泥，然后在风干反硝化底泥中混入活性炭，获得特制底泥。
黑臭水体底泥化学生物稳定技术研究(2019)
50mg/L 50mg/L 60ml/L 75mg/L 50mg/L 50mg/L
硝化细菌
反硝化细菌
光合细菌
芽孢杆菌
酵母菌
复合细菌
23
3.3纯菌剂试验 底泥总氮处理效果
在硝化细菌、反硝化细菌、 光合细菌、芽孢杆菌、酵
母菌、复合细菌六种细菌 中，反硝化细菌对底泥TN 去除效果最优，投加量为 35mg/L的实验组中，底泥 TN含量由3.03mg/g，下 降至1.4mg/g，去除率达 61.5%。
一般城市
小城镇、城郊地区
一般城市的黑臭底泥通常先机械脱水 后，再将产生的泥饼外运填埋或再利 用。
小城镇、城郊地区以及环境卫生条件、 用地允许的区域，底泥可采取自然干 化等方式处理。
1.5当前存在的问题
由于黑臭底泥内含有重金属、难降解有 机物以及氮磷营养盐等大量有毒有害物 质，这些有毒有害物质被雨水冲刷后极 易浸出，因此需要对清淤后产生的底泥 进行稳定化和无害化处置，否则极易对 周围环境造成二次污染。
反应6天后有机质含量基本稳定，但投加Na2S2O8与H2O2反应2天后，基本能达到CaO反应6天 对底泥有机质的去除效果。Na2S2O8对有机质的去除效果最好，能使有机质含量降低至8.37%。
反应4天后TN、TP去除率达到最高，但投加Na2S2O8与H2O2反应2天后，即可达到CaO反应4 天的效果。Na2S2O8对TN、TP去除效果最好，去除率分别为63.09%和67.54%。
60
Na2S2O8 CaO
H2O2 对照组
1
23
4
56 7
反应时间（d）
40
Na2S2O8
30
CaO
H2O2
20
对照组
硝酸钙对黑臭水体底泥修复的影响研究
1引言在污染底泥的处理技术中，易地处理技术（如底泥疏浚）见效快，但投入高，通过底泥疏浚也难以达标。
采用底泥原位处理技术进行河涌底泥修复，具有投资少、处理费用低、不易产生二次污染等特点。
化学处理是一种原位处理技术，近年来已成为城市黑臭河道污染治理领域的研究焦点。
目前在河涌治理方面投加的化学药剂有化学除藻剂［1］、化学絮凝剂［2］、化学稳定剂［3］、基质竞争抑制剂［4］等，在污染底泥的原位化学处理技术中，向污泥中注入硝酸钙溶液，促进硫自养反硝化来消除底泥黑臭，同时抑制底泥磷释放、促进底泥有机物降解，是目前国内外最为常用的底泥原位修复方法，并已广泛应用于城市河道底泥的治理。
本文主要针对底泥中注入硝酸钙后的作用机理和对氮、磷、硫等元素的迁移转化进行分析和总结。
2硝酸钙对黑臭水体底泥修复的影响2.1硝酸钙对底泥氮迁移转化影响投入硝酸钙后，提高了底泥中脱氮微生物的活性，在将NO 3-转化为N 2的过程中，同时降解了有机物。
以葡萄糖有机分子为例，反应如下：C 6H 12O 6+12NO 3-→12NO 2-+6CO 2+6H 2O （1）C 6H 12O 6+8NO 2-→4N 2+2CO 2+6H 2O+4CO 32-（2）由方程式（1），（2）可知，微生物以硝酸盐为电子受体，将有机碳源氧化分解为CO 2和N 2。
硝酸钙的这种氧化作用和氧气作为氧化剂相比，两者所提供的能量相当，但液体状态的硝酸钙比氧气更容易渗透至底泥内层，因此治理效果更好［5］。
摘要：受污染底泥的修复已经成为水环境修复中的重要组成部分，在底泥中注入硝酸钙则是近年发展起来的一种污染底泥原位处理技术。
全面分析了硝酸钙投入后对水体及底泥中氮、磷、硫迁移转化的影响，并介绍了这一技术在国内外的研究进展和应用状况。
关键词：硝酸钙；氧化剂；黑臭底泥；营养盐Abstract ：The remediation of polluted sediment has become an important part of water environmental remediation.The in-situ treatment of polluted sediment by injecting calcium nitrate into sediment is a newly developed technol-ogy.In this paper ，the effects of calcium nitrate on the transport and transformation of nitrogen ，phosphorus andsulfur in water and sediment are comprehensively analyzed ，and the research and application status of this tech-nology at home and abroad are introduced.Key words ：calcium nitrate ；oxidation reagent ；black-odorous urban river sediments ；nutrients中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1674-1021（2019）09-0018-03李慧颖1晏波2王文祥1（1.广东环境保护工程职业学院，广东佛山528216；2.中国科学院广州地球化学研究所，广东广州510640）收稿日期：2019-05-30；修订日期：2019-09-09。
液态硝酸钙原位修复黑臭底泥的研究现状及展望
液态硝酸钙原位修复黑臭底泥的研究现状及展望
滕飞;王棚;段航宇;张泳纯;陶益
【期刊名称】《环境生态学》
【年(卷),期】2024(6)1
【摘要】液态硝酸钙被广泛用于黑臭底泥的原位修复,其中硝酸盐作为电子受体优先于Fe(Ⅲ)和硫酸盐被微生物利用,其主要参与以反硝化作用为主导且兼有厌氧氨氧化(Anammox)和硝酸盐异化成铵(DNRA)反应的氮循环过程,驱动生物氧化过程去除底泥中AVS、亚铁及有机物等致黑臭物质。
硝酸盐会抑制SO^(2-)_(4)和
Fe(Ⅲ)作为电子受体产生S^(2-)和Fe(Ⅱ)的生物还原过程,从而在源头上抑制底泥返黑返臭。
然而,底泥中直接注入液态硝酸钙,会使局部硝酸盐浓度过高而抑制功能微生物活性,硝酸盐快速释放至上覆水而导致其利用率低和二次污染风险,调控硝酸钙的释放速率有望解决该问题。
【总页数】11页(P111-121)
【作者】滕飞;王棚;段航宇;张泳纯;陶益
【作者单位】清华大学深圳国际研究生院深圳市生态修复与固碳增汇重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】X522;X171.4
【相关文献】
1.低剂量硝酸钙联合低氧曝气对黑臭底泥的修复探究
2.黑臭底泥硝酸钙原位氧化的温度影响及微生物群落结构全过程分析
3.三种药剂对黑臭底泥原位修复效果的研
究4.硝酸钙联用技术对黑臭底泥的修复效能5.硝酸钙缓释颗粒原位修复黑臭底泥的作用机制及其应用
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河道底泥处理技术和资源化利用研究进展
河道底泥处理技术和资源化利用研究进展王振雷; 桑洛滨; 柳志国; 巩岩; 李英华【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)022【总页数】3页(P41-42,52)【关键词】底泥处理; 资源化利用; 综合利用【作者】王振雷; 桑洛滨; 柳志国; 巩岩; 李英华【作者单位】吉林金隅冀东环保科技有限公司吉林永吉 132200; 吉林化工学院吉林吉林 132022【正文语种】中文【中图分类】X7随着人口的增加和社会的不断发展，伴随着河道、湖泊等水体的污染也越发严重。
造成水体污染的主要原因为底泥内的污染物引发的内源污染，尤其是河道底泥。
河道底泥中含有大量的污染物，一定条件下可以重新进入水体，导致地表水的二次污染。
水体中的有机污染物分解需要消耗水体中的溶解氧，从而使水体变为厌氧环境。
有机污染物在厌氧微生物的作用下继续分解产生有毒有害气体和臭味，形成黑臭水体。
这种情况不仅危害自然环境和生态系统，造成水体富营养化，还将影响人类健康。
所以，河道底泥的治理刻不容缓，势在必行。
如能在彻底整治河道底泥污染基础上实现资源综合利用，更是利国利民。
1 国内外河道底泥处理技术河道底泥处理技术有物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术，这些方法可以单独使用、也可以联合使用[1]。
1.1 物理修复技术物理修复是通过工程措施消除底泥中污染物的一种修复方法，主要以掩蔽为主的原位修复，以疏浚为主要方法进行异位修复[2]。
底泥环保疏浚能永久性去除被污染的底泥，在国内外河道底泥处理和处置中得到广泛应用[3]。
针对阿哈水库内源污染严重的问题，专业人员采用环保型绞吸式挖泥船进行作业。
疏浚后的泥浆经密封管道输送至岸边处置中心，进行泥水分离、干化及达标处理，工程规模为10万m3。
处理后库区受污能力明显提高[4]。
1.2 化学修复技术化学修复是通过向水体中添加化学试剂与底泥中的污染物反应，从而降低污染物的毒性。
常用的化学处理方法有沉淀固化、洗脱、臭氧氧化、电修复、玻璃化等。
关于黑臭水体底泥原位治理技术的探讨
区域治理环境治理与发展关于黑臭水体底泥原位治理技术的探讨周晓雯中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300381摘要：本文将从黑臭水体底泥概述角度出发，阐述黑臭水体底泥原位治理技术，并列举其原位治理技术并探讨其可行性，以期为治理部门提供参考。
关键词：黑臭水体底泥；原位；治理伴随我国科技水平以及人民日常生活水平的逐渐提升，人们对于居住环境、生态环境的关注度与日俱增。
黑臭水体对于环境以及人民身心健康都有着不良影响，当前黑臭水体底泥的治理已经逐步成为我国有关部门面临的重要工作任务，因此，治理人员应当结合各地实情深入探讨黑臭水体形成原因及相应治理措施。
一、黑臭水体底泥概述1黑臭水体形成原因黑臭水体主要是由于水质被过量的钠所污染，致使水体耗氧以及供养出现失衡。
在此条件基础上，水中的污染物逐渐发生转化，且转化中会有锰、铁硫化物等黑色的物质以及硫化氢、氨氮等挥发性具有恶臭味道的物质产生[1]。
2黑臭水体底泥定义黑臭水体底泥的组成物质主要包括有机物、泥沙以及粘土等，这些物质在水体中长期受到生物、化学、、物理以及传输等作用，会逐渐在水体的底部沉积，最终致使水体黑臭。
3黑臭水体危害黑臭水体会严重影响民众的日常生活以及身心健康，影响城市的整体景观，并对当地河流、湖泊等自然环境产生破坏。
所以，对黑臭水体底泥的治理已经成为当前我国治理水体污染的重要环节。
二、黑臭水体底泥原位治理技术1原位治理原位治理，即治理人员对受到污染的地区进行就地治理所采用的治理方法。
2黑臭水体底泥原位治理技术黑臭水体底泥的原位治理技术相比较于其他治理技术，具有明显的优势，主要体现在以下四个方面：（1）无需额外处理底泥以及场地堆放；（2）能够有效将受到污染范围缩小，防止由于河流疏浚而引起底泥的悬浮，最终使水体受到污染；（3）节约了治理费用，并使得治理工作便于开展；（4）避免了水体污染物的扩散和迁移，使黑臭水体底泥的体积减小，并可以使污染物的毒性被最大限度地降低。
黑臭水体底泥原位修复技术研究应用现状
黑臭水体底泥原位修复技术研究应用现状摘要：城市基础设施建设与城镇化建设发展速度存在差异，使城市的生活污水和工业废水逐渐集聚，形成黑臭水体，对城市的生态环境造成较大的破坏，不利于城市的可持续发展及城市居民的身体健康。
黑臭水体的治理关键在于底泥的处理，本文将黑臭水体底泥原位修复技术作为研究对象，对其研究现状和应用前景进行分析。
关键词：黑臭水体；底泥；原位修复技术1.黑臭水体底泥原位生物修复技术底泥原位生物修复技术主要包括微生物修复技术和植物修复技术两种。
微生物修复技术是目前学术界的研究热点，在黑臭水体治理中的应用最为广泛。
微生物修复技术主要通过向底泥中投加微生物菌剂或生物促进剂，利用微生物的代谢能力，将沉积在底泥中的有机污染物降解，对于底泥中的重金属，可通过静电、离子交换、共价键等作用被微生物吸附，或通过生物氧化还原改变重金属的氧化还原态，进而消除或降低重金属的毒性。
根据黑臭水体的不同污染环境，需要选择相应的微生物，在底泥中创设良好的微生物繁殖环境，确保微生物在底泥中的有效培育。
吴光前等[1]采用以硝化细菌、杆菌、霉菌、放线菌、真菌、丝菌为主要成分的微生物菌剂固定化在具有特殊结构的生物带上，配合水体曝气富氧技术进行黑臭底泥处理，结果发现，底泥厚度降低80% 以上，底泥COD去除率达93%，上覆水体中的COD、氨氮等均有良好的去除效果，水体中的生物相种类和数量也显著增加。
涂玮灵等[2]采用反硝化细菌制剂来修复南宁市朝阳溪黑臭底泥，结果表明，投加菌剂6周后，底泥厚度可降低3cm以上。
此外，有研究表明，微生物修复技术的应用可以有效改善水体中的微生态体系，强化水体自净能力，避免黑臭水体问题的复发。
植物修复技术主要利用水生植物具备的净化修复功能，其应用原理主要包括三个方面：1）水生植物直接将底泥中的重金属或者营养盐进行吸附、吸收、富集；2）植物根系释放分泌物和酶用于转化污染物；3）水生植物的根系为微生物提供生长载体，有助于微生物分解污染物。
受污染底泥原位修复技术研究进展
受污染底泥原位修复技术研究进展摘要：随着社会经济的飞速发展，环境污染问题也日益严重，污染底泥的处理也变得更加重要，异位处理虽然能够彻底将污染物从水体中移出，但是费用较高，而且容易出现污染残留的问题，因而原位修复技术成为污染底泥处理的重要方法，关于受污染底泥原位修复技术的研究也越来越深入，因此，本文就受污染底泥原位修复技术进行了简要综述，以供参考。
关键词：原位修复技术；底泥；研究进展；污染前言：随着我国社会经济的不断发展，城市化进程的不断加快，城镇人口急剧增加，而相应的基础设施建设严重滞后于城镇人口的增长速度，导致大量的生活垃圾、工业废水和固体废弃物排入到河流与湖泊中，而进入到河流与湖泊中的污染物，能够在水中溶解的不足1%，将近99%以上的污染物都会在河流湖泊的底泥中沉积下来。
底泥中淤积的重金属污染物、耗氧性物质等，会缓慢释放到水体中，造成水体二次污染，给生态环境造成极大威胁。
所以，对于河流湖泊的污染问题，不仅要从源头进行防治，还应重点对受污染的底泥进行修复。
1.底泥原位修复技术概述底泥修复技术主要有原位修复和异位修复两种，其中异位修复需要将受污染的底泥挖出，并寻找合适的场地进行底泥堆放和处理，该方法不仅价格高昂、工作量较大，而且很容易导致二次污染。
与异位修复技术相比，原位修复技术更具有优势，一是原位修复技术可以避免疏浚时底泥悬浮导致的水体污染，缩小污染范围。
二是原位修复技术不需要额外的场地堆放和处理底泥。
三是原位修复技术能够降低污染物毒性，缩小污染底泥体积，防止污染物迁移。
四是原位修复技术的费用较低，处理工作更容易展开，比较适应我国的经济和环境现状。
虽然目前对原位修复技术的应用还不是很广泛，但是已有较多关于该领域的相关研究，因此，本文对其研究进展进行了简要综述。
2.受污染底泥原位修复技术研究进展常用的底泥原位修复技术有原位覆盖技术、原位生物修复技术以及原位化学修复技术等，因而关于原位修复技术的研究进展，可以主要从以下三个方面进行分析和总结：2.1原位覆盖技术原位覆盖技术，无需对底泥进行移动，是一种新兴的受污染底泥原位修复技术，主要是底泥表面铺放一层或多层覆盖物，如粉尘灰、砂石、人工合成物等都可以作为覆盖物，从而可以将底泥与上层水体隔离开来，避免底泥中的污染物和有害物质扩散到水体中。
河道底泥处理技术和资源化利用研究进展
河道底泥处理技术和资源化利用研究进展摘要：河道底泥是一大环境问题。
当水环境变化时，底泥中的营养物质和污染物都会回流到水体中，如何处理二次污染，控制河床的规模是城市河流水污染综合治理的重点。
本文综合运用物理、化学、生物等手段，对河道底泥处理的资源利用，特别是土地利用进行了系统研究，指出底泥处理有利于生态环境的保护和可持续发展。
关键词：底泥处理；资源化利用；综合利用“河长制”实施后，全国各级政府对黑臭河流集中整治。
对黑臭河流的治理主要采取“接管集污、疏浚、排水”等循序渐进的方法，城市河道的内源污染治理是治理的发展方向之一，而清淤是控制内陆河污染的重要措施之一。
河道的污染会使水中的溶解氧严重减少，产生异味，严重影响居民的生活环境。
由于城市河道底泥淤积严重，渠道疏浚清淤难度较大，对底泥的处理和利用一直是一个难题，本文介绍了目前常用的河道底泥处理工艺，并着重介绍了河流污染物的处理和利用技术。
1河道污染底泥处理技术介绍河道污染河道常用底泥处理工艺见图1。
切割机吸尘袋内的底泥由管道输送至底泥处理场，垃圾、石块由格栅分选，排泥由格栅分选，排泥由格栅分选至沉砂池，并分离出沉淀系统中的粗砂颗粒200mm以上;沉淀池底泥经化学处理后，送至调节搅拌罐，再送至半脱水车间脱水，为实现水泥饼的可再生利用，还必须加入石灰等碱性物质，使水泥饼呈碱性，对土壤造成一定的破坏。
另外，这种河道底泥分离器只能分离河道泥中的大小沙粒，沙粒呈黑色，达不到销售标准。
图1底泥处理工艺2国内外河道底泥处理技术2.1物理修复技术物理法是利用技术手段清除河道底泥中污染物的一种方法，特别是现场掩蔽法和移位挖掘法。
环保型挖掘机能永久清除河道底泥，已广泛应用于国内外河道底泥处理处置工作中，阿哈水库为解决内源性污染问题，采用真空吸尘器对环保专业人员进行标准化处理，使水库工程规模达10万立方米，抗污染能力明显增强。
2.2化学修复技术利用化学修复法，可以在水中加入化学剂，降低污染物的毒性，使污染物与水体发生反应。
硝酸钙配合厌氧泥对河道水脱氮除磷效果探究
=《资源节约与环保》2020年第10期硝酸钙配合厌氧泥对河道水脱氮除磷效果探究刘青$%2张轶凡$%2李红霞$%2（1天津创业环保集团股份有限公司天津3003812天津凯英科技发展股份有限公司天津300384）摘要：天然河道水及底泥，通过模拟河道水处理试验，设置了8个实验组和1个空白组,研究了向底泥中添加不同浓度硝酸钙及厌氧泥对上覆水中氨氮、总氮和总磷的去除效果，旨在为河道水处理提供基础数据和实践指导#结果表明，向底泥中注入硝酸钙，有助于上覆水中氨氮和总磷的脱除，但会导致河水中总氮含量增加；向底泥中注入厌氧泥，一定程度上可以提高脱氮效果,但对除磷有不利影响#若主要为了去除氨氮,试验中最佳投加组0.4%硝酸钙+50/1厌氧泥；若主要为了去除总氮，则宜降低硝酸钙和厌氧泥的投加量,0.1%和0.2%硝酸钙投加量对总氮去除率明显高于0.4%硝酸钙加量；若主要为去除总磷，提高硝酸钙投加量,同厌氧泥投加量#在实际河道水处理过程中，可据去除污染物的不同采取不同的投加策略#关键词：硝酸钙；厌氧泥；河道水；氮；磷系为2L，各组成分如表1$1.3检测方法定期（每3-4天）取样上覆水测各组上覆水的氨氮、总氮和度，的$光度法测定，总氮（TN）采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定，总磷（TP）采用过硫酸钾氧化-钳酸钱分光光度法测定$2结果分析与讨论2.1不同硝酸钙和厌氧泥投加量对上覆水氨氮的影响25.0020.0015.0010.005.000.00引言近年来我国水体污染形势严重，黑臭水体、劣V类水体仍一定程度上存在,河道水处理形势严重且紧迫。
当水域受到污染,水中部分污染物通过沉淀或由颗粒物吸附而蓄存于底泥中，在适当条件下，底泥中的污染物可能会释放出来，成为二次污染源。
所以，控制底泥污染物的释放直接关系到受污染水体上覆水水质及生态系统的改善$投加硝酸钙可通过反硝化作用去除底泥部分有机物，添加厌氧泥可以增加有益的反硝化菌数量。
氧化试剂(硝酸钙)控制黑臭底泥营养盐释放的效果研究
氧化试剂(硝酸钙)控制黑臭底泥营养盐释放的效果研究
赵振
【期刊名称】《环境科技》
【年(卷),期】2010(023)004
【摘要】通过人工模拟的方法,进行了氧化试剂(硝酸钙)控制黑臭底泥营养盐释放的研究.结果表明,黑臭河道底泥注入氧化剂(硝酸钙)大约30 d内,表层黑臭底泥颜色就呈现深黑色-暗灰色-灰黄色的渐变矿化过程;对上覆水体中营养物质的测定表明,氧化试剂(硝酸钙)注入底泥中,有效抑制上覆水体中TN、氨氨、TP和磷酸盐浓度高峰值出现,但对COD浓度没有明显的作用.通过河道污水与黑臭底泥组合中注入氧化试剂(硝酸钙)和清水(自来水)与黑臭底泥组合中注入氧化试剂(硝酸钙)的效果比较,前者对黑臭底泥营养盐释放的抑制效果更好;实验结果显示,硝酸钙作为底泥中污染物释放的抑制剂,可成为底泥就地处理和控制内源污染向水体营养盐释放的一种技术方法和发展方向.
【总页数】4页(P17-19,23)
【作者】赵振
【作者单位】上海市环境科学研究院,上海,200233
【正文语种】中文
【中图分类】X5
【相关文献】
1.沸石联合硝酸钙对城市黑臭水体底泥营养盐释放影响研究 [J], 张华俊;陈建军;苏蕾;王广义;张晓健
2.沸石联合过氧化钙对黑臭河道底泥营养盐释放的作用研究 [J], 王妙;张华俊;陈海峰;苏蕾;王广义;乔毅
3.典型黑臭风水塘水体pH值对底泥中氨氮、总磷释放影响的研究 [J], 文泽伟
4.黑臭底泥硝酸钙原位氧化的温度影响及微生物群落结构全过程分析 [J], 王霖;种云霄;余光伟;龙新宪
5.钢渣对水体黑臭底泥磷释放的控制效果 [J], 鲁苇;樊杰;邵显涛;何家俊;高乘
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采用过氧化钙对黑臭水净化的效果分析
采用过氧化钙对黑臭水净化的效果分析摘要：近年来,过氧化钙因其强氧化性和高释氧性被应用到诸多领域，过氧化钙不仅能够提高黑臭水体的溶解氧,同时对黑臭底泥中磷的释放有一定的抑制作用，通过向黑臭水体中投加过氧化钙,研究对水体中氮的去除效果,以及对黑臭水体溶解氧的改善效果。
本文以过氧化钙净化试验，给出试验分析的全过程、核心成果以及主要数据；再以试验分析为基础，进行重点理论的梳理总结；最后提出综合治理，为河道黑臭水体治理工作的优化提供帮助。
关键词：过氧化钙；黑臭水体；综合治理随着我们国家经济和人民生活质量得到空前的发展和提高，城市化的规模也逐渐扩大，人口越来越多，各类污水排放量与日俱增。
随之而来的是，大量没有经过处理的生活污水以及工业废水排入水体，给城市河道带来了大量的污染负荷，导致河道水质恶化，出现季节性或者终年性的黑臭现象。
消除城市的黑臭河道，改善城市河道环境，已经成为了当前备受关注的重大事务之一，对提高居民生活质量、促进社会经济发展有着极其重要的意义。
一、黑臭水体的原因和机理黑臭是水体受到了污染，呈现出来的一种较为极端的状态。
在感官上，黑色的水体会有引起人恶心和厌恶之感的刺激性气味气体。
在形成机理上，由于缺氧或者厌氧，水体中的有机物会发生一连系列物理、化学和生物的反应。
其中水体中DO不足，是造成水体黑臭的直接原因，而某些污染物的超标排放，则是引起水体黑臭的根源所在。
在水体黑臭的许多讨论和研究中，大多数的专家认为，黑臭水其实是一种生物化学的现象。
好氧微生物会对有机污染的自然水体进行好氧分解，当其耗氧速率大于水体的其复氧速率，会使水体的DO浓度降低，导致水体缺氧。
有机物的在缺氧环境中会被厌氧微生物分解，产生硫化氢、胺、氨和其他的一些易挥发的带有刺激性气味的小分子化合物，使得水体发臭。
与此同时同时，还会形成MnS、FeS等一些黑色的物质，在沉淀物中产生的一些CH4、N2和H2S等难容于水的气体，在上升的过程中，则会把少量的污泥带入上覆水相中[1]，以上都是导致水体发黑各种原因。
反硝化细菌修复城市黑臭河道底泥实验研究
实验反应装置为高 ""’ A0)直径 #’ A0的透明有 机玻璃柱"为模拟真实河道"避免光线直接照射底泥" 用锡箔纸包 裹 玻 璃 柱( 装 置 底 部 填 装 厚 为 $’ A0 的 底泥"加入采集 的 黑 臭 河 水 ! 水 深 为 8’ A0$ " 并 尽 量 避免扰动底泥( 如图 " 所示( EFG D 实 验 对 象
# 号,/ 号每周向底泥及上覆水中加入反硝化细菌制 剂"投加量依次为%’E#/"’E/"""#E/ 120$ ( 由 于 南 宁
市常年年均气 温 较 高"所 以 本 实 验 设 置 时 间 为 #’"$
年 8,a 月运行 - 周" 装 置 内 水 温 为 #aE# b$’E" 6"
溶 解 氧 浓 度 为 ’E#/ b"E’& 0123" 定 期 检 测 水 体
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０．１２％，有机质质量分数为９．０６％，ｐＨ值为６．２—８．Ｏ。 试验在实验室中进行．采用人工制作的４个有机玻 璃水箱ｆ３５ ｅｍ×２０ ｃｍ×４５ ｃｍ）。在每个水箱内放置 约３５ ｃｍ×２０ ｃｍ×１０ ｅｍ体积的蒲汇塘黑臭底泥。
编号为１·。矽，３’，矿，其中１。和２。箱中注入Ｃａ（Ｎ０３）２ 试剂，３一和矿箱不注入Ｃａ（Ｎ０３）：试剂，然后加水（１’ 箱和３’箱加入污水。２掌箱和矿箱加入清水）到３５ ｃｍ高度。试验处理方案如表１所示。
表１试验设计处理
处理序号
处理内容 污水＋底泥，加入ｃａ（Ｎ０３）２试剂 清水＋底泥．加人Ｃａ（ＮＯａｈ试荆 污水＋底泥．不加Ｃａ（Ｎ０３）２试剂 清水＋底泥．不加ｃａ（Ｎｏ，）２试剂
试验前测定底泥和污水的基础数值。试验开始 后每隔一定时间测定水中营养盐含量（包括ＣＯＤ， ＂ＩＮ，ＴＰ，氨氮，ＣＯＤ，磷酸盐）。＂ＩＮ采用紫外分光光度 法，ＴＰ与磷酸盐采用铝锑抗分光光度法，氨氮用纳 氏试剂光度法测定。ＣＯＤ用ＨＡＣＨ仪器测定。
２结果与分析
２．１ Ｃａ（Ｎ０３｝，对黑臭底泥处理效果 向黑臭底泥中加入Ｃａ（Ｎ０３）：试剂后，黑臭底泥
夕｝观存在甥显差异，表层颜色呈现深黑色一暗灰色一 灰黄色的渐变过程．３０ ｄ后加入Ｃａ（Ｎ０３）２处理的底泥 表层有明显的灰黄色矿化层出现，主要是由于钙离 子的加入促进了羟基磷灰石、过磷酸钙等难溶性的
万方数据
１８
环境科技
２０１０年８月
修复技术．自２０世纪７０年代就开始发展起来，现在 国外已有成功的应用实例同。试验证明，通过投加石 灰、铁铝盐、硝酸盐［如Ｃａ（Ｎ０３）：］等来抑制底泥中污 染物的释放并稳定、固定重金属的底泥稳定化技术， 可用于富营养化湖泊、河道等治理，且有利于生态系 统的恢复。但国内在此方面的实验研究较少。现采用 氧化试剂（硝酸钙）技术就地处理污染底泥，进行河 道底泥营养盐释放抑制试验，以寻求控制河道污染 底泥营养盐释放的有效途径，为开展污染底泥污染 修复工程提供科学依据。
ａｎｄ ｏｄｏｒｏｕｓ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｖｅｒ ｗａｔｅｒ Ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｔ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｅ ｔｈｅ ｂｌａｃｋ ａｎｄ ｏｄｏｒｏｕｓ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｌｅａｒ ｗａｔｅｒ
（ｔａｐ ｗａｔｅｒ）．Ｒｅｓｕｌｔｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｃａｌｃｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ ｃｏｕｌｄ ｓｔｉｌｌ ｗｏｒｋ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｗｏｕｌｄ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｅａｓｕｌ屯８ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａ玎潮ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ．
ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｎｕｎｏｍａ—ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ｔｈｅ
ｐｈｏｓｐｈａｔｅ。ｂｕｔ ｃｏｕｌｄ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ＣＯＤ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｅｆｆｉｃａｃｙ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｅ ｔｈｅ ｂｌａｃｋ
碳酸钙矿物质的生成，结果如图所示１。
１材料与方法
采用实验室模拟的方法研究了Ｃａ（ＮＯ，＿）２对河道 黑臭底泥中氮（Ｎ）磷（Ｐ）及有机物释放的影响。底泥 取自上海市蒲汇塘河道，污水则取自上海市新港河。
经测定。污水中的Ｐ（ＴＮ）为２５．５３ ｍｇ／Ｌ，Ｐ（氨氮）为 ２０．５０ ｍｇ／Ｌ，Ｐ（ＴＰ）为２．４５ ｍｇ／Ｌ，Ｐ（磷酸盐）为１．４ｌ ｍｇ／Ｌ．ｐ（ＣＯＤ）为９９．６６ ｍｇ／Ｌ。属于污染较重的黑臭 水体。底泥的Ｎ质量分数为０．５１％左右，Ｐ质量分数
注入氧化试剂（硝酸钙）的效果比较，前者对黑臭底泥营养盐释放的抑制效果更好；实验结果显示，硝酸钙作为底泥中污 染物释放的抑制荆．可成为底泥就地处理和控制内源污染向水体营养盐释放的一种技术方法和发展方向。
关键词： 氧化试荆：硝酸钙；底泥；营养盐
中图分类号：Ｘ５
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４＿４８２９（２０１０１０４－－００１７－０３
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃａｌｃｉｕｍ Ｎｉｔｒａｔｅ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｅｎｔ Ｓａｌｔ Ｒｅｌｅａｓｅ ｆｒｏｍ Ｂｌａｃｋ ａｎｄ Ｏｄｏｒｏｕｓ Ｓｅｄｉｍｅｎｔ
ＺＨＡ０ Ｚｈｅｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｗｉｔｈ ａｎ ａｒ６ｆｉｃｉａｌ ｉｎｉｔａｔｉｏｎ．Ｃａｌｃｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｒｏｂｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｃｎｔ ｓａｌｔｓ ｉｎ ｂｌａｃｋ ａｎｄ ｏｄｏｒｏｕｓ
的Ｐ也不容易释放出来。同时，底泥中的Ｆｅ墩硝酸盐
氧化Ｆｅ孙．加强了铁氧化物对Ｐ的吸附。从而减少了Ｆｅ＿ Ｐ的释放。这样不仅有助于水体中Ｐ含量的降低，而且可 以抑制底泥中Ｐ的重新释放。
因此，Ｃａ（Ｎ０３）２注入底泥后，钙离子和硝酸根离 子均对Ｐ的释放有抑制作用。但是在没有加入Ｃａ
（Ｎ０３）２的装置内，由于底泥中Ｐ的不断释放，上覆水
体中口长期维持较高的水平（见图４）。
２．５ Ｃａ（Ｎ０３），对底泥中磷酸盐释放影响 Ｃａ（Ｎ０３）：对底泥中磷酸盐释放的抑制作用与，ＩＰ
的抑制机理基本相同（见图５）。但其效果更加明显。 这主要是因为当厌氧条件下存在硝酸盐时，由于反 硝化的速度比聚磷菌释磷反应的速度快，会抢先利 用底泥中的易降解有机物（如挥发性脂肪酸ＶＦＡ） 而导致聚磷菌缺乏可利用的碳源。使厌氧释磷的速 度和量都下降。并且，当硝酸盐含量较高时，可充当 电子受体，促进聚磷菌吸收磷。
收稿日期：２０１０－－０４—０９ 基金项目：上海市科委重大科技攻关项目（０４ＤＺｌ２０３０１． 作者简介：赵￥１ｔ（１９７３一），男，湖南新宁人，工程师，硕士，主要从事水污
染控制研究．
成为二次污染源［２１，造成水体严重污染事件。在国外， 莱茵河流域、美国的大湖地区、荷兰的阿姆斯特丹港 口以及德国的汉堡港等底泥污染均相当严重∞。美 国发生的２ ０００多起鱼类消费问题的事件，多次证 实来自底泥引起的污染［６１。目前，控制底泥污染已引 起国内外的高度重视。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｏｘｉｄａｎｔ；Ｃａｌｃｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ；Ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ；Ｎｕｍｅｍ ｓａｌｔ
近年来。随着国内经济的高速发展，水体水质污 染加剧，河流黑臭现象日趋严重，湖泊富营养化趋势 发展迅猛。底泥作为河流、湖泊等自然水域的重要组 成部分，是水体多种营养物、污染物的汇和源，是众 多污染物在环境中迁移转化的载体、归宿和蓄积库。 随着环境污染治理的不断深入，污染源截污工程的 实施，河流、湖泊等水体外部污染源得到一定程度控 制后，底泥则成为水体污染的主要来源【１１，研究表明， 沉积在底泥中的污染物在一定条件下会释放出来，
第２３卷第４期 ２０１０年８月
环境科技 Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．２３ Ｎｏ．４
Ａｕｇ．２０１０
氧化试剂（硝酸钙）控制黑臭底泥营养盐释放的效果研究
赵振
（上海市环境科学研究院， 上海２００２３３）
摘要： 通过人工模拟的方法，进行了氧化试剂（硝酸钙）控制黑臭底泥营养盐释放的研究。结果表明，黑臭河道底泥
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围３ Ｃａ（ＮＯａ）２试剂对底泥中氨氮释放的影响 ２．４ Ｃａ（Ｎ０３）２对底泥中ＴＰ释放影响
Ｃａ（Ｎ０３）：也能有效抑制底泥中四的释放，降低
了ＴＰ的释放高峰，并在处理大约３０ ｄ以后使水中的 ｐＯＰ）始终保持在０．５ ｍｇ／Ｌ以下。这主要是因为底泥中 Ｐ一般以可溶性磷（ＤＰ）、铁结合磷（Ｆｅ－Ｐ）、铝结合磷 （Ｍ－Ｐ）、钙结合磷（Ｃａ－Ｐ）和有机磷（ＯＰ）等形式存在。 当底泥中注入Ｃａ（Ｎ０３）：后，钙离子与底泥空隙水及底 泥上覆水体中的各种磷酸根结合成不溶性的盐。沉淀 吸附在底泥颗粒表面。即使水体环境发生变化，钙盐态
ｓｅｄｉｍｅｎｔ．１１１ｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｃａｌｃｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｍｍｏｎｉａ－ｎｉｔｒｏｇｅｎ。
ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ．Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃａｌｃｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ Ｗａｓ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｂｌａｃｋ ａｎｄ ｏｄｏｒｏｕｓ ｓｅｄｉｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｆｌＬｗｆａｃｅ ｌａｙｅｒ
在清水对照中，底泥中＂ＩＮ的释放速度明显快 于污水中，尤其是没有加入Ｃａ（Ｎ０３）：试剂的清水中， ＴＮ含量在３０ ｄ内几乎是一直呈现出上升的趋势， 且出现了明显的释放高峰。而在注入Ｃａ（Ｎ０３）：试剂 的情况下，上覆水中的ＴＮ浓度经历短暂的上升后， 随后出现一定的回落。底泥中的ＴＮ释放在处理过 程中受到的抑制。
由此看出，无论是对污水底泥还是清水底泥，加 入Ｃａ（Ｎ０３）２试剂对底泥中ＴＮ的抑制作用都是比较 明显的。
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图２ Ｃａ（Ｎ０３）２试剂对底泥中ＴＮ释放的影响
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第２３卷第４期
赵振氧化试剂（硝酸钙）控制黑臭底泥营养盐释放的效果研究
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２．３ Ｃａ（Ｎ０３）：对底泥中氨氮释放影响 在污水底泥的环境中．Ｃａ（Ｎ０３）２明显抑制了氨氮
的释放。与对照组相比，在注入Ｃａ（ＮＯ。）：的处理装置 中．上覆水体中氨氮浓度没有出现明显的高峰。且基 本上呈下降的趋势（见图３），而在装有清水的底泥 环境中，由于底泥中的氨氮有释放过程，实验开始阶 段氨氮浓度有点上升，但此过程时间较短，随着时间 的推移，氢氮的浓度呈现回落的趋势。对于没有注入 Ｃａ（Ｎ０３）：试剂的底泥中，不管装入清水还是污水，氨 氮释放速度和释放量都较大。上覆水体中氨氮明显 出现了浓度高峰。