公布日：2022.09.27
申請日：2022.06.14
分類號：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/02(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及環(huán)境工程中底泥污染修復技術領域。本申請?zhí)峁┝艘环N河道底泥的高效治理方法，特征在于向河道底泥中加入的處理劑由石灰、無機金屬氧化物、水滑石和納米多孔陶瓷復合材料組成，利用各物質(zhì)的協(xié)同作用，對污泥中的重金屬離子和磷酸鹽進行吸附和固化，并迅速降解河道底泥中的微生物和有機污染物。
權利要求書
1.一種河道底泥的高效治理方法，該方法向河道底泥中加入處理劑，其特征在于，所述處理劑組成為：石灰、無機金屬氧化物、水滑石、納米多孔陶瓷復合材料；所述無機金屬氧化物為二氧化錳、氧化銅、過氧化鈣、氧化鐵、氧化鋁中的一種或多種的組合；所述納米多孔陶瓷復合材料為凹凸棒、蒙脫石、膨潤土、硅藻土、活性炭中的一種或多種的組合。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種河道底泥的高效治理方法，其特征在于，所述處理劑組成占總量的質(zhì)量百分數(shù)為：石灰10-15％，無機金屬氧化物35％-65％，水滑石15％-25％，納米多孔陶瓷復合材料補足余量至100％。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種河道底泥的高效治理方法，其特征在于，所述處理劑組成占總量的質(zhì)量百分數(shù)為：石灰12％，無機金屬氧化物55％，水滑石18％，納米多孔陶瓷復合材料15％。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的一種河道底泥的高效治理方法，其特征在于，所述石灰為生石灰。
5.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的一種河道底泥的高效治理方法，其特征在于，所述無機金屬氧化物為過氧化鈣和二氧化錳。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種河道底泥的高效治理方法，其特征在于，所述無機金屬氧化物中過氧化鈣和二氧化錳的重量百分比為5：1-10：1。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種河道底泥的高效治理方法，其特征在于，所述水滑石為鐵鎳水滑石和鎂鋁水滑石的組合。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種河道底泥的高效治理方法，其特征在于，所述水滑石中鐵鎳水滑石和鎂鋁水滑石的重量百分比為1：1-1：3。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種河道底泥的高效治理方法，其特征在于，所述納米多孔陶瓷復合材料為硅藻土和活性炭的組合。
10.一種根據(jù)權利要求1-9任一項所述的一種河道底泥的高效治理方法的使用，其特征在于，每平方米河道底泥中加入100-130g處理劑。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種河道底泥的高效治理方法，該方法向河道底泥中加入處理劑，處理劑組成為：石灰、無機金屬氧化物、水滑石、納米多孔陶瓷復合材料；所述無機金屬氧化物為二氧化錳、氧化銅、過氧化鈣、氧化鐵、氧化鋁中的一種或多種的組合；所述納米多孔陶瓷復合材料為凹凸棒、蒙脫石、膨潤土、硅藻土、活性炭中的一種或多種的組合。
利用各物質(zhì)的協(xié)同作用，對污泥中的重金屬離子和磷酸鹽進行吸附和固化，并迅速降解河道底泥中的微生物和有機污染物。
所述處理劑組成占總量的質(zhì)量百分數(shù)為：石灰10-15％，無機金屬氧化物35％-65％，水滑石15％-25％，納米多孔陶瓷復合材料10％-25％。
優(yōu)選地，所述處理劑組成占總量的質(zhì)量百分數(shù)為：石灰12％，無機金屬氧化物55％，水滑石18％，納米多孔陶瓷復合材料15％。
石灰除主要包含鈣離子之外，還含有鎂、鋁、鐵等雜質(zhì)離子，可作為污水中的磷酸鹽固化劑；無機金屬氧化物提供的某些離子可以與磷酸根反應后生成沉淀而固化；水滑石層間分布著正電粒子和負電粒子，可以吸附并交換污泥中的重金屬離子和帶負電的有機物；通過調(diào)配各組分的百分含量，以最有效的去除河道底泥中存在的重金屬離子、磷酸鹽，并迅速降解其中的微生物和有機污染物。在本申請的技術方案中調(diào)配各組分的百分含量制備處理劑，河道底泥經(jīng)這些處理劑處理過后用水將其中的污染物浸出，浸出水中重金屬鎘離子和鉛離子、總磷和化學耗氧量明顯降低，并均符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》II類水標準。
所述石灰為生石灰或熟石灰中的一種；優(yōu)選地，所述石灰為生石灰。
生石灰與水作用被熟化后，其石灰粒子形成氫氧化鈣膠體結構，此結構具有很大的比表面積，易吸附污泥中的水，加速污泥中的磷酸鹽固化過程。
優(yōu)選的，所述無機金屬氧化物為過氧化鈣和二氧化錳。
所述無機金屬氧化物中過氧化鈣和二氧化錳的重量百分比為5：1-10：1。
過氧化鈣與水反應后生成的過氧化氫可釋放氧氣，二氧化錳可作為催化劑加速氧氣的生成，以促進污泥中微生物降解，另外所剩余的鈣離子和錳離子都可以固化污泥中的磷酸鹽。
所述水滑石為鐵鎳水滑石和鎂鋁水滑石的組合。
水滑石是由層間陰離子及帶正電荷層板堆積而成的化合物，具有吸附并交換污泥中重金屬離子的作用，對于正電層，鐵鎳水滑石層間陽離子為Fe3+和Ni2+，鎂鋁水滑石層間陽離子為Al3+和Mg3+,這些陽離子均可以作為磷酸鹽的固化劑，另外，鐵鎳水滑石與鎂鋁水滑石中的陽離子半徑不同，對于河道底泥中的重金屬離子吸附能力也不一致，利用兩者的協(xié)同作用以更好去除河道底泥中的重金屬離子；對于負電層則可吸附并降解污泥中的有機污染物。以上可通過實施例加以證實：本申請的某個技術方案中使用水滑石為鐵鎳水滑石和鎂鋁水滑石的組合，處理后的底泥浸出水中重金屬鎘離子濃度和鉛離子濃度分別為0.0047mg/L和0.091mg/L、總磷為0.08mg/L、化學耗氧量為12.5mg/L，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》II類水標準；利用兩者的協(xié)同作用可更有效修復被污染的河道底泥，降低污染物含量。
所述水滑石中鐵鎳水滑石和鎂鋁水滑石的重量百分比為1：1-1：3。特別是當兩者重量百分比為1：1時，浸出水中重金屬鎘離子和鉛離子、總磷和化學耗氧量降低效果最優(yōu)異，并符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》II類水標準。
所述納米多孔陶瓷復合材料為硅藻土和活性炭的組合，所述硅藻土經(jīng)AlCl3改性處理。
硅藻土表面含有大量硅羥基，不僅吸附污泥中的重金屬離子，還可吸附并降解帶正電的有機污染物，由AlCl3對其進行改性，Al3+與帶負電的有機污染物發(fā)生電中和形成不溶性復合物沉淀，促進有機污染物的吸附與降解。本申請意外發(fā)現(xiàn)，當硅藻土經(jīng)AlCl3改性處理后，所制備的處理劑對污染底泥的修復效果更好，底泥經(jīng)處理后的浸出水中，其鎘離子含量比使用未經(jīng)改性的硅藻土時至少降低一半，其COD比后者降低了32％。
進一步地，所述硅藻土與活性炭的重量百分比為5：1-2：1。
優(yōu)選地，所述硅藻土與活性炭的重量百分比為3：1。
本發(fā)明提供的一種河道底泥的高效治理方法的使用方法為：向每平方米河道底泥中加入100-130g處理劑，處理時長至少為6小時。
有益效果
采用本發(fā)明治理污染河道底泥時，利用各組分之間的協(xié)同作用，對污染河道底泥中的重金屬離子、磷酸鹽起到有效固定的作用，并且能夠迅速降解污染河道底泥中的微生物和有機污染物，污染河道底泥修復和水體凈化效果非常顯著；另外，本發(fā)明采用環(huán)境友好型材料，不會引起二次污染，成本低。
（發(fā)明人：夏冰）
