CN108726666A - 一种黑臭水体修复剂及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黑臭水体修复剂及制备方法和应用，它由一定比例的重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性黏土矿物材料、增氧剂和絮凝剂组成。其步骤：1）将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性黏土矿物材料、增氧剂和絮凝剂按一定比例混匀，制备成生态修复剂；2）将生态修复剂在黑臭水体水面上均匀铺洒入底；3）一段时间以后，种植水生植物于覆盖区域，对水生植物进行科学管理和养护。配方合理，使用方便，成本低廉，环境友好，修复效果好，生态环保，方法易行、操作简便。有效解决黑臭底泥水体中水生植物难以存活生长等问题，同时对底泥有机物等污染物进行原位去除，有利于水域生态环境的恢复，使其加快水域生态系统的恢复和健康发展。

Description

一种黑臭水体修复剂及制备方法和应用

技术领域

本发明属于水体生态修复技术领域，更具体涉及一种黑臭水体修复剂，同时还涉及一种黑臭水体修复剂的制备方法，还涉及一种黑臭水体修复剂的用途，一种黑臭水体修复剂可广泛应用于黑臭湖泊、河道的修复工程。

背景技术

水体黑臭主要是过量纳污导致水体供氧和耗氧失衡的结果，黑臭水体自净能力较差，水体长期处于缺氧乃至厌氧条件下，大量滞留污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等臭恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质。无法完成污染物的输出、转移和净化作用，污染物严重积累且恶性循环，致使底质生境急剧恶化，鱼类等水生动物大量死亡，沉水植物等水生植物难以存活，生态系统严重退化。消除黑臭水体、改善水环境质量，对保障人居健康、促进社会和谐与经济持续发展具有极其重要的现实意义。

水生植物种植和修复技术是生态修复工程的关键技术，利用水生大型植物修复水体和底泥污染是治理、调节和抑制水体富营养化的有效途径之一。水生植物有着巨大的生物量，与环境进行着大量的物质和能量的交换，形成了十分庞大的环境容量和强有力的自净能力。但是对于黑臭水体，不对黑臭底泥进行覆盖和改造处理，水生物难以存活，生态修复工程难以推广应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述黑臭水体难以应用生态修复工程的问题，是在于提供了一种黑臭水体修复剂，该修复剂配方合理，使用方便，成本低廉，环境友好，修复效果好。

本发明的另一个目的是在于提供了一种黑臭水体修复剂的制备方法，充分发挥各种材料特点，生态环保，具有方法易行、操作简便等优点。

本发明还有一个目的是在于提供了一种黑臭水体修复剂在黑臭湖泊、河道的修复工程中的用途，通过修复剂修复水体和黑臭底泥的同时为水生植物生长提供定植载体，可改善河道底质生存环境，使其适合水生植物生长，有效解决黑臭底泥水体中水生植物难以存活生长等问题，同时对底泥有机物等污染物进行原位去除，有利于水域生态环境的恢复，使其加快水域生态系统的恢复和健康发展。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种黑臭水体修复剂，它由以下质量分数的原料制成：

一种黑臭水体修复剂，它由以下质量分数的原料制成(优选范围)：：

一种黑臭水体修复剂，它由以下质量分数的原料制成(较好范围)：：

一种黑臭水体修复剂，它由以下质量分数的原料制成(最佳值)：

通过上述的技术措施：粘土矿物为结构疏松的层状活性结构，具有丰富的多孔结构，比表面积较大，有利于大量微生物附着和挂膜，同时具有很强的吸附能力，可在高效降解有机污染物的同时吸附底泥和水体中氮、磷等营养盐。且粘土矿物含有多种对生物生长发育有益的常量、微量元素以及被称作生长调节剂的稀土元素和微量氨基酸，有益于水生生物的繁殖以及水环境的稳定，所以本发明中最关键的原料是粘土矿物。粘土矿物有利于改善水质，加快底泥中有机物的去除，显著促进植物生长，可有效解决黑臭底泥水体中难以进行生态修复工程的技术难点和问题。加入该材料，黑臭底泥水域中水生植物成活率可达80％以上，修复区水体得到明显改善。

现有处理黑臭底泥水体技术主要集中在化学沉淀、投加强化微生物菌剂等手段，本发明原材料充分利用天然环保材料，具有环境友好的特点，不会造成二次污染，且无需投加外来微生物种，可促进本土微生物大量繁殖挂膜，高效降解有机污染物，防止外来微生物大量繁殖引起其它生态危害。

一种黑臭水体修复剂的制备方法，步骤是：

1)将黏土矿物置于稀盐酸质量分数1～5％中浸泡1～2h后，用清水洗至中性(pH＝6.5－8)，置于马弗炉中于200～300℃条件下焙烧1～2h，备用；

2)将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性黏土矿物材料、增氧剂和絮凝剂按上述质量分数组成混匀，制备成黑臭水体修复剂；

所述的改性黏土矿物材料(具有层状构造的含水铝硅酸盐矿物)，如高岭石、蒙脱石、伊利石等其中的一种；

所述的增氧剂为过碳酸钠和过碳酰胺一种或两种任意比例的组合；

所述的絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚合氯化铁一种或两种或三种任意比例的组合。

通过上述的技术措施：主要解决了以下技术问题和难点，主要达到了以下技术效果：

上述步骤2将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性黏土矿物材料、增氧剂和絮凝剂等材料混合，制备成一种黑臭水体修复剂。充分发挥这五种材料特点，优势互补，可增加底泥和底层水体的溶解氧浓度，改善水质，快速提高水体透明度，加快底泥中有机物的去除，显著促进水生植物生长，有效解决了黑臭底泥水体难以进行生态修复的技术问题和难点。本发明通过大量研究和实验论证，首次将上述五种材料一定比例混合制备成黑臭水体修复剂，应用到生态修复工程中。有效解决可水体黑臭、水生植物难以定植繁衍等问题，有利于河道、湖泊生态环境的恢复，使其加快水域生态系统的恢复和健康发展。

一种黑臭水体修复剂在黑臭湖泊、河道的修复工程中的用途，其步骤是：

1)将生态修复剂在黑臭水体水面上均匀铺洒入底，铺洒厚度为0.5-2cm；

2)铺洒1～2d后，种植水生植物于覆盖区域。

所述的水生植物为美人蕉、千屈菜、再力花、菹草、苦草、穗花狐尾藻等一种或二至六种的任意组合。

所述的应用为黑臭湖泊、河道的修复。

通过上述的应用，黑臭底泥水域中水生植物成活率可达80％以上，修复区水体透明度可提高20cm以上，底泥表层(0-10cm)有机物、总氮及总磷去除率可达到60％、20％和30％以上。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、工艺操作简单，修复剂成本低廉，环境效益和经济效益好；

2、修复剂含有多种对生物生长发育有益的常量、微量元素、稀土元素和微量氨基酸，有益于水生植物的定植和繁衍以及水环境的稳定。可增加底泥和底层水体的溶解氧浓度，有利于改善水质，加快底泥中有机物的去除，进一步促进植物生长。

3、修复方法可有效解决水体黑臭、水生植物难以定植繁衍等问题，有利于河道、湖泊生态环境的恢复，使其加快水域生态系统的恢复和健康发展。

4、黑臭底泥水域中水生植物成活率可达80％以上，修复区水体得到明显改善，水体透明度可提高20cm以上，底泥表层(0-10cm)有机物、总氮及总磷去除率可达到60％、20％和30％以上。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一种黑臭底泥缓流浅水河道的覆盖材料，它由以下质量分数的原料制成：

一种黑臭水体修复剂的制备方法，步骤是：

1)将黏土矿物置于稀盐酸质量分数1或2或3或4或5％中浸泡1或2h后，用清水洗至中性(pH＝6.5或6.8或7或7.4或7.7或8)，置于马弗炉中于200或220或240或260或280或300℃条件下焙烧1或2h，备用；

2)将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性黏土矿物材料、增氧剂和絮凝剂按上述质量分数组成混匀，制备成黑臭水体修复剂；

所述的黏土矿物为蒙脱石；

所述的增氧剂为过碳酰胺；

所述的絮凝剂为聚合氯化铁。

通过上述技术措施，将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性蒙脱石、过碳酰胺和聚合氯化铁等五种材料混合，制备成一种黑臭水体修复剂，充分发挥这五种材料特点，优势互补，可增加底泥和底层水体的溶解氧浓度，改善水质，快速提高水体透明度，加快底泥中有机物的去除。

实施例2－5：

一种黑臭水体修复剂，它由以下质量分数的原料制成:

其制备方法与实施例1相同。

实施例6：

一种黑臭水体修复剂，它由以下质量分数的原料制成：

一种黑臭水体修复剂的制备方法，步骤是：

1)将黏土矿物置于稀盐酸质量分数5％中浸泡1h后，用清水洗至中性(pH＝7)，置于马弗炉中于200℃条件下焙烧1h，备用；

2)将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性黏土矿物材料、增氧剂和絮凝剂按上述质量分数组成混匀，制备成黑臭水体修复剂；

所述的黏土矿物为高岭石；

所述的增氧剂为过碳酸钠；

所述的絮凝剂为聚合氯化铝。

通过上述技术措施，将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性高岭石、过碳酸钠和聚合氯化铝等五种材料混合，制备成一种黑臭水体修复剂，充分发挥这五种材料特点，优势互补，可明显增加底泥和底层水体的溶解氧浓度，快速提高水体透明度，水体透明度提高了16cm，溶解氧浓度从0.4mg/kg提高到1.6mg/kg。

实施例7：

一种黑臭水体修复剂在黑臭底泥河道的修复区中的应用，其步骤是：

1)在湖北省武汉市某黑臭底泥河道的修复区实施了本发明，将生态修复剂在黑臭水体水面上均匀铺洒入底，铺洒厚度为1cm左右；

2)铺洒2d后，种植水生植物苦草于覆盖区域。

种植6个月后，苦草成活率达85％，种植区域60％被苦草覆盖，河道修复示范区水体透明度提高了15cm，溶解氧浓度从0.2mg/kg提高到1.8mg/kg，底泥表层(0-10cm)有机物、总氮及总磷去除率分别达到60％、20％和25％，底泥黑臭现象得到明显改善。

该方法有效解决底泥黑臭、沉水植物难以定植繁衍等问题，有利于河道生态环境的恢复，使其加快河流生态系统的恢复和健康发展。

实施例8：

一种黑臭水体修复剂在黑臭底泥河道的修复区中的应用，其步骤是：

1)在浙江省杭州市某黑臭底泥河道的修复区实施了本发明，将生态修复剂在黑臭水体水面上均匀铺洒入底，铺洒厚度为1cm左右；

2)铺洒2d后，种植水生植物穗花狐尾藻于覆盖区域。

种植6个月后，穗花狐尾藻成活率达90％，种植区域80％被苦草覆盖，河道修复示范区水体透明度提高了18cm，溶解氧浓度从0.2mg/kg提高到2.0mg/kg，底泥表层(0-10cm)有机物、总氮及总磷去除率分别达到60％、20％和30％，底泥黑臭现象得到了明显改善。

Claims (5)

1.一种黑臭水体修复剂，它由以下质量分数的原料制成：

一种黑臭水体修复剂的制备方法，步骤是：

1)将黏土矿物置于稀盐酸质量分数1～5％中浸泡1～2h后，用清水洗至中性，置于马弗炉中于200～300℃条件下焙烧1～2h，备用；

2)将重质碳酸钙、轻质碳酸钙、改性黏土矿物材料、增氧剂和絮凝剂按上述质量分数混匀，制备成黑臭水体修复剂；

所述的改性黏土矿物材料为高岭石、蒙脱石、伊利石其中的一种；

所述的增氧剂为过碳酸钠和过碳酰胺一种或两种任意比例的组合；

所述的絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚合氯化铁一种或两种或三种任意比例的组合。

2.根据权利要求1所述的一种黑臭水体修复剂，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种黑臭水体修复剂，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种黑臭水体修复剂，其特征在于：

5.权利要求1所述的一种黑臭水体修复剂在湖泊修复工程中的应用，其步骤是：

1)将生态修复剂在黑臭水体水面上均匀铺洒入底，铺洒厚度为0.5-2cm；

2)铺洒1～2d后，种植水生植物于覆盖区域；

所述的水生植物为美人蕉、千屈菜、再力花、菹草、苦草、穗花狐尾藻等一种或二至六种的任意组合；

所述的应用为黑臭湖泊、河道的修复。