化學法對城市黑臭湖庫水體及沉積物修復試驗研究.pdf

1、2015年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部會同環(huán)境保護部、水利部、農(nóng)業(yè)部組織編制《城市黑臭水體整治工作指南》，逐漸重視和完善城市黑臭水體的確定與污染防治。隨后，重慶市實施“碧水行動”，重點控制轄區(qū)范圍內(nèi)主要河流及其支流的水環(huán)境保護。城市水環(huán)境的全面監(jiān)控和綜合治理，成為關(guān)系到城鎮(zhèn)生活水平改善的重要組成部分。
　　本論文分析了典型城市湖泊—新華水庫的黑臭等級，參考比較相關(guān)國內(nèi)外河流湖泊修復方法的優(yōu)缺點，提出通過化學法，投加試劑硝酸鈣和氫氧化鈣，原位

2、修復黑臭湖庫的試驗方案。試驗分別設(shè)置了0.19、0.36、0.54、0.73、0.91、1.09mol/m2共6個投加梯度的硝酸鈣和氫氧化鈣，研究了對上覆水中相關(guān)污染指標在短期內(nèi)（15d）逐時監(jiān)測去除效果，同時測定了在長期（30d）試驗結(jié)束后的新鮮沉積物，并對其修復效果進行了評價，主要得到如下結(jié)論：
　?、傧跛徕}對上覆水修復：硝酸鈣投加量為86g/m2時對水體黑臭指示性標志之一的氨氮的削減率（相對修復前）最大，15d為77.3％，

3、30d為74.0%。硝酸鈣投加量為173g/m2時，14d對總氮的削減率為負值；30d對總氮的削減率最大且為正值。硝酸鈣修復上覆水氨氮的時間節(jié)點大部分出現(xiàn)在第3d（第一次測量，最高點）和第6d~第8d（總磷和總氮的最高點），試驗組氨氮含量最高點比空白組提前4天出現(xiàn)。
　?、谙跛徕}對沉積物修復：30d時，沉積物的顏色由黑變黃，黃褐色沉積物平均厚度、水體硫酸鹽濃度均與硝酸鈣投加量存在正相關(guān)的線性關(guān)系。硝酸鈣對沉積物游離氨氮和總氮無削減

4、（相對空白組），隨著硝酸鈣投加量的增加，沉積物的游離氮釋放越強，但其釋放程度小于同摩爾投加量的氫氧化鈣。
　　對重金屬，錳比鐵在上覆水和沉積物之間的流動更加活躍、頻繁；低劑量的硝酸鈣可降低沉積物中的銅含量，但硝酸鈣對沉積物中鉻的修復達不到消除污染的程度。
　?、蹥溲趸}對上覆水修復：投加氫氧化鈣27g/m2，上覆水氨氮的削減率（相對修復前）15d最大值為89.6%；投加氫氧化鈣14g/m2，30d最大值為84.7%。氫氧化鈣

5、投加量為最大81g/m2時，在14d時和30d時對總氮的削減率達到最大正值，分別為38.1%和40.7%?？紤]到沉積物磷釋放的情況，低投加量的氫氧化鈣對上覆水總磷有明顯的降解效果。氫氧化鈣修復黑臭上覆水時間節(jié)點基本為第3d（氨氮、總氮的最高點）和第12d（總磷的穩(wěn)定點），其中投加氫氧化鈣的試驗組的氨氮最高點比空白組提前4天出現(xiàn)。
　?、軞溲趸}對沉積物修復：氫氧化鈣對黑臭沉積物幾乎無表觀特征上的改善效果。30d時，沉積物游離氮的主

6、要存在形態(tài)是氨氮，與硝酸鈣一致，占到了游離態(tài)總氮的70%~90%，但加藥量較少的試驗組游離態(tài)氮的形態(tài)存在一定程度的轉(zhuǎn)化。
　　對重金屬，30d后，隨著氫氧化鈣加藥量的增加，上覆水中的錳和鐵逐漸沉淀到沉積物中；沉積物中的銅含量逐漸增加至超過篩選值；鋅和鉛在氫氧化鈣作用后仍小于相應(yīng)的篩選值（與硝酸鈣一致）；氫氧化鈣作用后的沉積物總鉻普遍高于相應(yīng)摩爾投加量的硝酸鈣試驗組。
　　最后，除氫氧化鈣投加量最高的試驗組外，硝酸鈣和氫氧化鈣

7、均可使氨氮濃度在15d和30d下降到輕度黑臭氨氮水平以下；但在30d內(nèi)上覆水水體的總氮仍不能達到Ⅴ類地表水環(huán)境質(zhì)量標準。氫氧化鈣單位水體污染指標（氨氮）削減下的藥劑費用低于硝酸鈣，在試劑投加量范圍和監(jiān)測期內(nèi)，氫氧化鈣對上覆水氨氮短時間內(nèi)的修復效果較明顯，氫氧化鈣對沉積物的修復效果較差，水體營養(yǎng)鹽的長期穩(wěn)定效果還有待進一步提高。由此，氫氧化鈣可作為短期內(nèi)的上覆水黑臭修復的緊急方案，硝酸鈣可作為在較長時間對黑臭沉積物進行一定程度削減、穩(wěn)定的