铝对磷的钝化作用 铝会钝化吗

原位钝化技术

1 技术特点

污染底泥原位钝化技术的核心是利用对污染物具有钝化作用的人工或自然物质,使底泥中污染物惰性化,使之相对稳定于底泥中,大大减少底泥中污染物向水体的释放,达到有效截断内源污染的作用。该技术具有下述几方面主要功能: a. 加入的钝化剂在沉降过程中能捕捉水体中的P与颗粒物,从而使水体中污染物得到较好的去除; b. 钝化层形成后可有效吸附并持留底泥中释放的P,从而有效减少由底泥释放进入上覆水中的污染物量。c. 钝化层的形成可有效压实浮泥层,减少底泥的悬浮。

2 钝化剂种类及加药量

原位钝化技术中钝化剂的选择十分关键,应考虑钝化剂的安全性、不产生二次污染,能有效钝化污染物,经济上可行且操作便捷。目前国际上常用的钝化剂有铝盐、铁盐和钙盐。铝盐是应用最广泛、应用最早的钝化剂,铝盐水解后形成Al (OH) 3 的絮状体,一方面去除水体中的颗粒物和P,另一方面通过在底泥表面形成Al (OH) 3 的絮状体毯子,有效吸附从底泥中溶出的P。用铝盐进行处理并在pH > 6时,对生物无毒性,由于氢氧化铝絮状体对P的吸附不受氧化还原状态的影响,铝盐处理能达到较好的效果。铁氧和钙盐通过与P结合形成难溶沉淀来达到钝化P的目的,这两种盐对水体安全无毒,但其钝化效果受水体pH 值和氧化还原状态的影响,在pH值或氧化还原状态改变时P易重新释放出来造成污染 。少量的铝盐即可有效去除水体中P,但不能有效抑制底泥中P的释放。通常铝盐作为底泥钝化剂的投药量为10～30 mg/L,考虑到对水体中生物的不良影响,建议最大的铝盐用量为26 mg/L,一般根据湖泊碱度的不同,需要加入一定量的缓冲剂如铝酸钠、碳酸钠等。铁盐与钙盐的应用较铝盐少, 1969年Peelen向Dordrecht Reservoir ( The Neth2erlangs)投加的铁盐量为2 mgFe3 + /L, 1984 年向Eoxcote Reservoir ( England)投加硫酸铁溶液,其加药量为3. 5 mgFe3 + /L, 1991 年Boers 按100 mgFe3 + /m2的药剂量直接将铁盐注入底泥。用钙盐进行底泥污染的控制时会使水体pH值明显上升,一般以小剂量为宜,目前实际应用中钙盐投加量有10 mgCa /L, 27 mgCa /L, 135 mgCa /L[ 21 ] 。

4. 3 可能产生的主要环境问题

底泥原位钝化后存在着如下环境问题: a. 钝化剂一般为纯化学药剂或改良后的化学药剂,其中的有效成份如Al3 +要求小于50μg/L时才能保证对生态系统无毒性。b. 钝化剂原位施加过程较难控制,易造成不同区域加药不均匀,影响原位处理的效率。c. 原位钝化后,由于风浪、底栖生物等的扰动易使钝化层失效而造成污染物的重新释放。

4. 4 国内外应用事例

相对于其他几种污染底泥处置技术来讲,原位钝化技术被认为是“原位的”、“经济有效的”且“生态的”底泥污染治理技术之一[ 4 ] ,适合于P、重金属等污染底泥的治理。铝盐钝化P的技术已在国外很多湖泊中应用并取得成功,如1978年和1988年LakeMirror, 1975年West Twin Lake, 1986 年MoreyLake等湖泊,用铝盐处理后钝化底泥中P的时效长达5至12年之久[ 21 ] 。近年来利用铁盐或钙盐与

其他措施相结合进行底泥中P钝化的研究取得了一定进展,并在某些湖泊中应用成功。如1992—1993年在德国Lake Bross - Glienicker用铁盐加通气的方 法进行底泥P钝化处理,处理后水体中P比处理前削减了93 %,成功实现了水质恢复[ 22 ] ; 1996 年在日本霞浦湖进行硝酸钙原位试验,处理后围隔内底泥间隙水中P削减了79 %[ 23 ] ; 2002年在德国LakeDagow和Lake Globsow用硝酸盐加铁复合物进行底泥P处理的试验,试验结果P的释放量由处理前的4～6 mg·m- 2 ·d- 1降为处理后的接近0[ 25 ] 。原位钝化技术的研究在我国还非常少,仅有少量试验的报道。长春南湖曾于1996年在湖区用聚乙烯薄膜围成直径2. 8～3. 2 m圆柱形围栏,在围栏内进行硫酸铝钝化的试验,试验结果可溶性磷酸盐去除率为54. 0 %～80. 6 %[ 11 ] ;中国环境科学研究院于“十五”期间在北京官厅水库底泥污染控制技术筛选中,对底泥磷钝化技术的适用性进行了一定的探索[ 25, 26 ] ;我国有学者曾用天然沸石、石灰、铁盐和铝盐对星湖内源性P负荷控制进行了试验[ 27 ] ;中科院水生所曾于“十五”期间在武汉月湖开展了污染底泥原位固化的研究,并在固化剂制备上作了一定的探索。