硝酸钙缓释颗粒原位修复黑臭底泥的作用机制及其应用

作     者：吴闪闪 刘付文晓 许志国 钟咪 普佳 苏玉婷 苏蕾 杨旭楠 WU Shanshan;LIUFU Wenxiao;XU Zhiguo;ZHONG Mi;PU Jia;SU Yuting;SU Lei;YANG Xunan

作者机构：广州资源环保科技股份有限公司广州5100075 广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室广东省菌种保藏与应用重点实验室广州510070 

出 版 物：《环境工程学报》 (Chinese Journal of Environmental Engineering)

年 卷 期：2022年第16卷第7期

页      面：2198-2207页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：广东省重点领域研发计划专项(2020B1111530001,2019B040402004,2019B110205004,2019B110205003) 广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目(2020GDASYL-20200301003)。 

主　　题：黑臭底泥 硝酸钙 原位修复 中试应用 生物修复 

摘      要：为解决水体中沉积底泥的内源污染释放问题,亟需高效底泥修复技术。硝酸盐为底泥微生物的电子受体,可通过反硝化作用氧化底泥的黑臭物质,是极具潜力的底泥修复剂。为探明硝酸盐在实际工程中的修复效果和潜在问题,结合实验室模拟和实际修复工程,分析了投加硝酸钙颗粒对黑臭底泥原位修复的环境过程。结果表明,投加硝酸钙缓释颗粒产品能显著提高底泥氧化还原势能(以Fe(II)/Fe(III)表征),促进黑臭物质转化,实际硫化物氧化率达85.2%,使得底泥由黑转黄,最终实现修复目标。同时,硝酸钙修复底泥的过程不受上覆水水质影响,且因修复过程消耗了大量底泥耗氧物质(硫化物和易降解有机质),使水体整体复氧能力提高。另一方面,钙离子的加入使磷素以较为稳定的钙磷形态转化,能改变水相总磷的归趋(TP_(SedCaN)TP_(CK),p0.01)。然而,由于反硝化产气增加了底泥孔隙,增加了泥水界面表面积和污染物扩散通量,故在修复初期存在底泥污染物和硝酸盐向其浓度较低的水相扩散,产生了一定风险,而实际上这也有利于泥相污染物的加速释放。因此,建议在可控工程段,联合覆盖法阻断污染物扩散或联合曝气加速水相污染物氧化,以确保在控制风险的前提下达到最优的底泥修复效果。