CN111470598A - 一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料，包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺10～30份、硫酸钙10～30份、碳酸钠5～10份、铁氧体粉8～15份、水泥粉10～25份、火山岩粉1～10份、硅藻土粉1～10份、贝壳粉2～20份和柠檬酸粉10～20份。本发明通过原位处理方法，将本发明的材料与河道、湖泊等水体的污染底泥进行混合，可以有效去除底泥和水体中的有机物，也可以去除泥水中的油和重金属元素，并且不会造成二次污染。

Description

一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及黑臭水体治理技术领域，特别是涉及一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料及其制备方法。

背景技术

黑臭水体的产生是由于工业废水、城市生活污水和农田集水的大量排放，河流中有机含碳污染物、有机含氮污染物以及含磷化合物不断加大导致的。在河道里底泥是接纳和分解有机物的“沉积库”，也是向上覆水释放有机污染物和营养盐的“源头”。当河道底泥过多时，底泥中的大量的有机物经微生物氧化分解会消耗大量氧，这样就使得河道下层原本就不多的氧消耗殆尽，造成缺氧甚至无氧状态，导致大量水生生物死亡。另外，底泥中的有机物经过微生物分解会产生大量有毒的中间产物如甲烷、硫化氢、氨、亚硝酸盐、有机酸等。这些物质不仅使水体发黑发臭，而且对河道及周围的水生动植物具有很强的毒害作用，它们在水体中不断积累不仅危害人类健康而且阻碍社会经济的发展。

大量研究表明，河道底泥增多，底质恶化是导致水体发黑发臭、水质恶化的重要原因。因此，如何有效改善和处理河涌底泥已经成为河道综合整治的重要部分，也是治理黑臭水体的关键步骤。

目前常见的黑臭水体底泥处理方法有原位和异位两种处理方式。异位处理 (如疏浚)技术成熟，但施工难度大、成本高、后续处理处置易造成二次污染等弊端；与异位处理技术相比，原位处理技术可就地解决污染底泥，降低了施工难度，同时也避免了底泥转移产生的经济费用，以及处理后的底泥堆放问题。现有的关于原位处理技术主要是向底泥中投加化学药剂和底泥改良剂，这种方式虽然对于底泥修复效果显著，但是化学药剂的过多使用必将对河道产生二次污染，同时会破坏河道生态系统。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料，包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺10～30份、硫酸钙10～30 份、碳酸钠5～10份、铁氧体粉8～15份、水泥粉10～25份、火山岩粉1～10 份、硅藻土粉1～10份、贝壳粉2～20份和柠檬酸粉10～20份。

作为优选方案之一，一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺10份、硫酸钙25份、碳酸钠5份、铁氧体粉8份、水泥粉10份、火山岩粉2份、硅藻土粉5份、贝壳粉15份和柠檬酸粉20份。

作为优选方案之二，一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺15份、硫酸钙25份、碳酸钠8份、铁氧体粉12份、水泥粉15份、火山岩粉5份、硅藻土粉5份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10份。

作为优选方案之三，一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺20份、硫酸钙20份、碳酸钠10份、铁氧体粉10 份、水泥粉20份、火山岩粉2份、硅藻土粉3份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10 份。

作为优选方案之四，一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺15份、硫酸钙25份、碳酸钠13份、铁氧体粉12 份、水泥粉10份、火山岩粉6份、硅藻土粉4份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10 份。

另，本发明还提供一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料的制备方法，

第一步，将预定比例的聚丙烯酰胺、碳酸钠和水泥粉均匀混合，制得混合物；

第二步，将预定比例的硫酸钙和硅藻土粉均匀混合，制得混合物；

第三步，将铁氧体粉、火山岩粉均匀混合，制得混合物；

第四步，将第一、二和三步制得的混合物与贝壳粉及柠檬酸粉均匀混合，制得成品。

本发明的有益效果：本发明的材料因为使用了聚丙烯酰胺、硫酸钙、碳酸钠等无机材料为主原料，因此在处理后的泥水中不会遗留有机物，所以不会破坏自然界中微生物环境，既治理了污染的环境，又实现了对环境的保护；同时因为有硫酸钙和碳酸钠的电位差与聚丙烯酰胺的电位相对峙，通过碱、酸等相隔甚远电位的物质彼此冲突而产生的凝聚结果形成的坚固凝集力，能有效的将泥、水中的污浊物等凝集起来；混合了铁氧体粉等磁性材料的高比重性可以提高漂浮物的整体比重，因此无需通过磁力的吸引也能加快凝集后的固体漂浮物的下沉速度，促进泥水中的污染物快速分离。另外因为进一步混入了由铁、贝壳粉、柠檬酸的粉末构成的鳌合促进剂，可以去除泥水中的油和重金属元素，并能通过鳌合固化防止这些成分再次溶于水分。本发明通过原位处理方法，将本发明的材料与河道、湖泊等水体的污染底泥进行混合，可以有效去除底泥和水体中的有机物，也可以去除泥水中的油和重金属元素，并且不会造成二次污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述，但实例并不对本说明做任何形式的限定。

实施例1

一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺10份、硫酸钙25份、碳酸钠5份、铁氧体粉8份、水泥粉10份、火山岩粉2份、硅藻土粉5份、贝壳粉15份和柠檬酸粉20份。

实施例2

一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺15份、硫酸钙25份、碳酸钠8份、铁氧体粉12份、水泥粉15份、火山岩粉5份、硅藻土粉5份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10份。

实施例3

一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺20份、硫酸钙20份、碳酸钠10份、铁氧体粉10份、水泥粉20份、火山岩粉2份、硅藻土粉3份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10份。

实施例4

一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺15份、硫酸钙25份、碳酸钠13份、铁氧体粉12份、水泥粉10份、火山岩粉6份、硅藻土粉4份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10份。

本发明还提供一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料的制备方法，

第一步，将预定比例的聚丙烯酰胺、碳酸钠和水泥粉均匀混合，制得混合物；

第二步，将预定比例的硫酸钙和硅藻土粉均匀混合，制得混合物；

第三步，将铁氧体粉、火山岩粉均匀混合，制得混合物；

第四步，将第一、二和三步制得的混合物与贝壳粉及柠檬酸粉均匀混合，制得成品。

治理原理及过程：将上述原位治理材料直接与河道或湖泊的底泥进行混合，通过船只携带的搅拌设备对底泥进行搅拌，使原位治理材料与底泥充分混合。硫酸钙和碳酸钠的电位差与聚丙烯酰胺的电位相对峙，通过碱、酸等相隔甚远电位的物质彼此冲突而产生的凝聚结果形成的坚固凝集力，能有效的将泥、水中的污浊物等凝集起来；混合了铁氧体粉等磁性材料的高比重性可以提高漂浮物的整体比重，因此无需通过磁力的吸引也能加快凝集后的固体漂浮物的下沉速度，促进泥水中的污染物快速分离。另外因为进一步混入了由铁、贝壳粉、柠檬酸的粉末构成的鳌合促进剂，可以去除泥水中的油和重金属元素，并能通过鳌合固化防止这些成分再次溶于水分。本发明通过原位处理方法，将本发明的材料与河道、湖泊等水体的污染底泥进行混合，可以有效去除底泥和水体中的有机物，也可以去除泥水中的油和重金属元素，并且不会造成二次污染。

具体来说，就是通过本发明材料中对油分、重金属元素有着很高吸附力的贝壳粉、铁粉和使重金属元素与柠檬酸发生的反应而吸附，在去除油分、重金属类元素、部分卤素类金属元素的同时，变成氧化物的金属元素等又进一步变成碱性氧化物，以离子性较强的共价键性而稳定下来，因为覆盖了这些元素而不会再次溶出。

净化效果对比：

表1原始水样的数据

表2添加本发明的原位治理材料后的数据

由表1和表2的数据对比可知：

(1)添加原位治理材料后的PH值变化不大，溶解氧含量均得到大幅度的提升；

(2)氨氮和磷的数值数均明显下降，特别是磷的数据下降幅度更大，处理后的水体含磷极少，阻断了有机物的生长；

(3)化学需氧量COD降低了60％以上，去污效果明显。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，可以根据具体的工况环境适当调节各项参数以达到较佳的实施效果。其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料，其特征在于：包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺10～30份、硫酸钙10～30份、碳酸钠5～10份、铁氧体粉8～15份、水泥粉10～25份、火山岩粉1～10份、硅藻土粉1～10份、贝壳粉2～20份和柠檬酸粉10～20份。

2.根据权利要求1所述的一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料，其特征在于：包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺10份、硫酸钙25份、碳酸钠5份、铁氧体粉8份、水泥粉10份、火山岩粉2份、硅藻土粉5份、贝壳粉15份和柠檬酸粉20份。

3.根据权利要求1所述的一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料，其特征在于：包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺15份、硫酸钙25份、碳酸钠8份、铁氧体粉12份、水泥粉15份、火山岩粉5份、硅藻土粉5份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10份。

4.根据权利要求1所述的一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料，其特征在于：包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺20份、硫酸钙20份、碳酸钠10份、铁氧体粉10份、水泥粉20份、火山岩粉2份、硅藻土粉3份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10份。

5.根据权利要求1所述的一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料，其特征在于：包括如下质量分数的组份：聚丙烯酰胺15份、硫酸钙25份、碳酸钠13份、铁氧体粉12份、水泥粉10份、火山岩粉6份、硅藻土粉4份、贝壳粉5份和柠檬酸粉10份。

6.一种河道、湖泊污染底泥的原位治理材料的制备方法，其特征在于：

第一步，将预定比例的聚丙烯酰胺、碳酸钠和水泥粉均匀混合，制得混合物；

第二步，将预定比例的硫酸钙和硅藻土粉均匀混合，制得混合物；

第三步，将铁氧体粉、火山岩粉均匀混合，制得混合物；

第四步，将第一、二和三步制得的混合物与贝壳粉及柠檬酸粉均匀混合，制得成品。