CN109928509B - 一种黑臭河底泥净化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水环境治理技术领域，为解决现有技术中净化剂效果有限，难以产生对水体和黑臭河底泥中的氮、磷、硫和有机质等进行有效去除、消除恶臭等效果的问题，本发明提供了一种黑臭河底泥净化剂及其制备方法。所述黑臭河底泥净化剂以混合多孔材料为载体，在载体上原位生长有菌类，并通过辅助剂对其进行包埋固定。本发明能够高效地去除水体和黑臭河底泥中氮磷硫元素和难分解的有机污染物；耐酸碱和毒性物质，具有较高的稳定性和较大的适用范围；制备方法简洁，能够高效、批量生产；原料来源广泛，制备成分低。

Description

一种黑臭河底泥净化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及水环境治理技术领域，尤其涉及一种黑臭河底泥净化剂及其制备方法。

背景技术

黑臭河底泥的主要污染物有重金属，N、P等营养盐及难降解有机物，其含量可达水体中的上百倍，并且与水相保持一定的动态平衡。当环境条件发生变化时，底泥中的污染物可能会释放出来，再次污染水体。所以，污染底泥已严重威胁着人类的健康和世界的环境，对污染底泥的治理刻不容缓。

如中国专利局于2018年1月19日公开的一种水体净化剂及其制备方法的发明专利申请，申请公开号为CN107601634A，其包括以下重量份组分:硅石粉为30-50份，氯酸钾为20-30份，硫酸铁为1-10份，活性炭为3-12份，硝酸钙为1-8份，硅酸钠为5-15份，石膏粉为2-5份，三氧化二铝1-3份。该技术方案中，其主要以多孔材料为主制备具有丰富多孔结构的净化剂，以实现对水体中污染物的吸附，但是许多水体污染物并不仅仅是颗粒物，更多的是难以吸附或无法吸附的成分，如氮磷元素和难以分解的有机物成分，因此该方案净化剂的净水效果十分有限。

发明内容

为解决现有技术中净化剂效果有限，难以产生对水体和黑臭河底泥中的氮、磷、硫和有机质等进行有效去除、消除恶臭等效果的问题，本发明提供了一种黑臭河底泥净化剂及其制备方法。其首要要实现除颗粒漂浮物以外，对水体和黑臭河底泥中的氮、磷、硫和有机质等进行有效去除，并消除恶臭的目的，并且在此基础上更进一步地提高净化剂的稳定性、扩大其适用范围，使其具有更高的实用价值。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种黑臭河底泥净化剂，所述黑臭河底泥净化剂以混合多孔材料为载体，在载体上原位生长有菌类，并通过辅助剂对其进行包埋固定。

载体的混合多孔材料一方面可以对漂浮的颗粒状污染物进行有效吸附，并且混合多孔材料相较于单一的多孔材料，其孔径大小不一，能够对更多的漂浮的颗粒状污染物进行吸附，另一方面，混合多孔材料的高比表面积特性对其作为载体生长菌类十分有益，使得菌类具有更大的生长空间，而菌类能够实现对水体和黑臭河底泥中的氮磷硫元素以及难以分解的有机污染物进行有效的降解、吸收，能够大幅度地净化水体和黑臭河底泥，消除恶臭。通过辅助剂对其进行包埋固定在不阻碍整体净化剂效果的基础上，能够使得菌类不易脱落，造成二次污染，利于回收，还能够实现对载体上生长的菌类的保护，降低菌类所受水体或黑臭河底泥的酸碱环境等因素的影响，提高其稳定性并扩大其适用范围。

作为优选，所述混合多孔材料为沸石、膨润土和粉煤灰中的至少两种。

沸石、膨润土和粉煤灰均为常见的多孔材料，膨润土优选为钙质膨润土，其均具有来源广泛、低成本高性价比的优点。

作为优选，所述在载体上生长的所生长菌类为脱氮硫杆菌、EM菌和硝化菌。

脱氮硫杆菌能够实现对氮硫元素的吸收吸附，硝化菌能够吸收吸附氨氮污染物，EM菌本身即是一种混合菌，对氮磷元素具有较优的吸收吸附效果，并且上述几种菌类均能实现对南分解的有机污染物的吸收降解。

作为优选，所述辅助剂包括海藻酸钠、硝酸钙、硫酸铝和氯化钙。

海藻酸钠能够保证菌类吸附和富集污染物的同时对菌类进行保护，避免其受到毒性物质或酸碱环境的影响，并且与硝酸钙、硫酸铝和氯化钙的共同作用下，其包埋固定效果更加优异，三个无机盐成分形成骨架，提高包埋固定的稳定性。

一种黑臭河底泥净化剂的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：

1)将混合多孔材料洗净，作为载体备用；

2)将载体分散于培养液中，将所选菌加入至培养液中进行扩大培育，离心分离得到表面原位生长菌类的载体；

3)将辅助剂配制为总浓度≥15wt％的改性液，将表面原位生长菌类的载体置于改性液中搅拌，随后静置一段时间后得到黑臭河底泥净化剂。

整体制备方法简洁高效，能够快速、批量地制备净化剂。

作为优选，步骤2)所述培养液为Knop培养液。

Knop培养液是一种常见的培养液，具有成本低、易配制等优点。

作为优选，步骤3)所述搅拌过程以20～35rpm的转速进行慢速搅拌至少15min。

慢速搅拌避免菌类脱落，并使得表面原位生长菌类的载体能够均匀接触改性液。

作为优选，步骤3)所述静置时长为1～3h。

静置过程使得即包埋固定的过程，静置时间过短则将导致包埋固定效果差，时间过长则容易导致包埋固定层过后进而造成菌类对水体或黑臭河底泥中污染物的去除性能下降。

本发明的有益效果是：

1)本发明能够高效地去除水体和黑臭河底泥中氮磷硫元素和难分解的有机污染物；

2)耐酸碱和毒性物质，具有较高的稳定性和较大的适用范围；

3)制备方法简洁，能够高效、批量生产；

4)原料来源广泛，制备成分低。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如无特殊说明，本发明实施例中所用原料均为市场可购得或本领域常用原料；如无特殊说明，本发明实施例中所用方法均为本领域技术人员可实现的常规方法。

实施例1～7

一种黑臭河底泥净化剂的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：

1)将混合多孔材料洗净，作为载体备用；

2)将载体分散于Knop培养液中，将等质量的碳氮硫杆菌、EM菌和硝化菌加入至培养液中进行扩大培育，3000rpm离心分离8min后得到表面原位生长菌类的载体；

3)将辅助剂配制为总浓度≥15wt％的改性液，将表面原位生长菌类的载体置于改性液中搅拌，随后静置一段时间后得到黑臭河底泥净化剂。

实施例1～7的具体参数如下表表1所示。

表1具体参数

以某污染河内的水体和黑臭河底泥作为试验对象，并事先检测其所含的氮磷硫元素以及土霉素、氯霉素等有机污染物含量，水体和泥的体积比为3：1，以每升水体投加20g的投加量投放黑臭河底泥净化剂，在静置3h后对水体和河底泥中的氮磷硫元素以及土霉素、氯霉素等有机污染物含量进行检测，与净化前进行比对。其结果如下表表2所示。

表2检测结果

从上述表2可明显看出，本发明所制得的黑臭河底泥净化剂对水体和河底泥进行净化后，其所含污染物标准远低于国家污水综合排放标准，具有极其优异的效果。

Claims (6)

1.一种黑臭河底泥净化剂，其特征在于，所述黑臭河底泥净化剂以混合多孔材料为载体，在载体上原位生长有菌类，并通过辅助剂对其进行包埋固定；

所述辅助剂包括海藻酸钠、硝酸钙、硫酸铝和氯化钙；

制备方法包括以下制备步骤：

1）将混合多孔材料洗净，作为载体备用；

2）将载体分散于培养液中，将所选菌加入至培养液中进行扩大培育，离心分离得到表面原位生长菌类的载体；

3）将辅助剂配制为总浓度≥15wt%的改性液，将表面原位生长菌类的载体置于改性液中搅拌，随后静置1～3h后得到黑臭河底泥净化剂。

2.根据权利要求1所述的一种黑臭河底泥净化剂，其特征在于，所述混合多孔材料为沸石、膨润土和粉煤灰中的至少两种。

3.根据权利要求1所述的一种黑臭河底泥净化剂，其特征在于，所述在载体上所生长的菌类为脱氮硫杆菌、EM菌和硝化菌。

4.一种如权利要求1至3任意一项所述黑臭河底泥净化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下制备步骤：

1）将混合多孔材料洗净，作为载体备用；

2）将载体分散于培养液中，将所选菌加入至培养液中进行扩大培育，离心分离得到表面原位生长菌类的载体；

3）将辅助剂配制为总浓度≥15wt%的改性液，将表面原位生长菌类的载体置于改性液中搅拌，随后静置1～3h后得到黑臭河底泥净化剂。

5.根据权利要求4所述的一种黑臭河底泥净化剂的制备方法，其特征在于，步骤2）所述培养液为Knop培养液。

6.根据权利要求4所述的一种黑臭河底泥净化剂的制备方法，其特征在于，步骤3）所述搅拌过程以20～35rpm的转速进行慢速搅拌至少15min。