CN111847814B - 基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及其修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及修复方法,底泥修复材料包括混合修复层、覆盖隔绝层、抗扰动层和保护层,将黑臭水体抽干暴露出底泥,在底泥中投加混合修复材料后充分搅拌均匀形成混合修复层,再在底泥表面辅一层牡蛎壳粉作为覆盖隔绝层,其次在牡蛎壳粉层上铺设一层牡蛎壳片抗扰动层,最后在牡蛎壳片上铺设一层保护层,用于防止因水体扰动造成牡蛎壳漂浮。本发明利用以废治污的方法,将海洋废弃物牡蛎壳用作黑臭水体底泥的修复材料,不仅能够实现牡蛎壳的资源化利用,还能够有效地去除底泥中的总氮,将污泥中的磷固定在修复材料中,阻断底泥颗粒物上浮,防止水体富营养化,对黑臭水体中底泥具有良好的修复效果。

Description

基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及其修复方法
技术领域
本发明属于水处理领域,具体涉及一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及其修复方法。
背景方法
黑臭水体是我国水污染治理面临的主要问题之一,由于生活污水和工业废水的过度排放,导致农村和城镇的部分水体富营养化严重;其次,微生物在水体中过度繁殖消耗掉大量的氧气,使得水体的氧气浓度严重下降,形成水体缺氧,底泥厌氧,微生物在厌氧环境中将有机物分解成硫化物,造成水体发黑发臭。黑臭水体的存在不仅会破坏生态系统的平衡,还会影响人类的生活环境和身体健康。目前,黑臭水体的污染底泥控制方法主要有原位处理方法和异位处理方法两大类。原位处理方法是将污染底泥留在原处,采取措施阻止底泥污染物进入水体,即切断内污染源的污染途径。常用的原位覆盖材料总体上可分为三种:天然材料、改性粘土材料和生物化学反应活性材料。
天然覆盖材料包括清洁的沉积物、土壤、沙子、淤泥、砂砾等,其中沙子是最为常用的材料。天然覆盖材料属于惰性覆盖层,本身对污染物无降解作用,主要通过水力阻滞与物理、化学吸附等作用减缓沉积物间隙水中的溶解性污染物向水体扩散与迁移。在天然覆盖材料基础之上,开发了多种能够促进污染物吸附的覆盖材料以提高修复效果。这类材料主要为改性粘土, 此外活性炭、焦炭、煤渣、飞灰作为覆盖层材料的研究也偶有报道。粘土粒径较小,粘度较大,水力传导系数较小,与自然覆盖材料相比,能有效阻止污染物向上覆水体扩散。常见改性有机粘土包括有机改性膨润土、有机改性沸石、有机改性高岭土等。活性覆盖材料产生于原位覆盖和原位处理两种方法的结合。
专利CN107486139A公开了一种原位覆盖抑制黑臭水体底泥磷释放的功能土及其使用方法,该方法由天然材料和稳定剂配比混合搅拌,在室温下养护一定时间制得,该覆盖材料可有效增加底泥磷的钝化效果,对底泥中的磷起到吸附和固定的作用。但该方法所用的稳定剂为高锰酸钾、三氯化铁和过氧化氢等化学试剂,不仅价格昂贵且容易影响水生植物的生长环境。专利CN110330116A公开了一种环保疏浚用改性沸石覆盖改善黑臭水体的方法,运用环保疏浚和改性沸石覆盖的联合方法对黑臭底泥进行修复,该方法能够从根本上改善污染河流水质,为黑臭水体的工程治理提供方法支持。但环保疏浚需将黑臭底泥清除,面临黑臭底泥的处理问题。专利CN105110584A公开了一种黑臭底泥缓流浅水河道的覆盖材料及修复方法,该覆盖材料由一定比例的河道底泥、改性麦饭石、过氧化钙组成,具有修复方法操作简便,生态环保,可改善河道底质生存环境,有效解决黑臭底泥河流中沉水植物难以存活生长等问题。
牡蛎壳由矿物质和蛋白多糖等有机物组成,矿物质以钙元素为主,钙含量为40%左右,含有17种氨基酸及24种微量元素,另有微量的钠、钡、铜、铁、镁、锰、镍等多种无机元素。根据已有的研究报道,将牡蛎壳经过改性处理,能够增大比表面积和暴露有效的活性成分,对黑臭水体中的氨氮具有良好的吸附效果,并能够与水体中的磷以磷酸钙盐的形式结合,从而起到固定磷的效果。
发明内容
本发明的目的是提供本发明提供了一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及其修复方法,其采用海洋废弃物牡蛎壳作为基础材料,通过多层覆盖实现对黑臭底泥的长期有效的治理。
为实现上述目的,本发明采用以下方法方案:一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,由下至上依次包括投加在臭水体底泥表面的混合修复层、覆盖隔绝层、抗扰动层和保护层,所述混合修复材料层由碳化牡蛎壳粉和生石灰混合而成。
进一步改进的是:所述碳化牡蛎壳粉和生石灰的质量比为1~5: 1~2。
进一步改进的是:所述覆盖隔绝层为牡蛎壳粉辅设而成或者由该牡蛎壳粉制成的牡蛎砖堆砌而成。
进一步改进的是:所述牡蛎砖按质量分数计,包含下列原料:牡蛎壳粉40%~60%、红粘土5%~15%、释氧剂10%~30%、粘结剂10%~20%和生物质材料10%~30%。
进一步改进的是:所述的红粘土其主要成分以氧化硅、氧化铝和氧化铁为主。
进一步改进的是:所述的释氧剂选择过氧化镁、过氧化钙、过氧化钠和过氧化钾的一种或多种以任意混合比组成。
进一步改进的是:所述的粘结剂选择普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的一种或两种以任意混合比组成。
进一步改进的是:所述的生物质材料为高粱秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆的一种或者几种以任意混合比组成。
进一步改进的是:抗生物扰动层由1~3cm2的牡蛎壳片均匀辅设而成。
进一步改进的是:所述混合修复材料层的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳经马弗炉200℃煅烧2h后,随炉冷却至室温后,利用球磨机将牡蛎壳研磨至粒径为0.5~1mm,即得碳化牡蛎壳粉;
(3)将碳化牡蛎壳粉、硫铁矿粉和生石灰按照上述的比例进行混合,即得混合修复材料层。
进一步改进的是:所述覆盖隔绝层为牡蛎壳粉的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳用球磨机研磨至粒径为2~5mm,得到牡蛎壳粉覆盖隔绝层。
进一步改进的是:牡蛎砖的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳用球磨机研磨过筛后 ,得到粒径2~5mm牡蛎壳粉;
(3)先把牡蛎壳粉40%~60%、红粘土5%~15%、释氧剂10%~30%、粘结剂10%~20%和生物质材料10%~30%按质量分数原料充分混合均匀,倒入搅拌机后注水进行搅拌,再将浆料填充入模具中,再对其进行养护,养护期结束后即可制得牡蛎壳砖。
进一步改进的是:所述的保护层可以是鹅卵石或大理石的一种或几种组合。
基于同一发明构思,本发明还提供一种基于牡蛎壳的原位修复黑臭水体底泥的修复方法:
1)、混合修复材料层的铺设:首先将黑臭水体抽干暴露出底泥,往底泥中投加中碳化牡蛎壳粉和生石灰,所述的碳化牡蛎壳粉和生石灰的投加质量比为1~5:1~2,将上述原材料充分搅拌均匀形成混合修复材料层;
2)、覆盖隔绝层的铺设:在底泥表面所述混合修复材料层上均匀覆盖一层牡蛎壳粉或用牡蛎砖堆砌一层牡蛎砖层作为覆盖隔绝层;
3)、抗生物扰动层铺设:在牡蛎壳粉层上或牡蛎砖层铺设一层牡蛎壳片作为抗生物扰动层;
4)、最后在牡蛎壳片层上铺设一层保护层,用于防止因水体扰动造成牡蛎壳漂浮。
进一步改进的是:所述混合修复材料其投加质量为200~500mg/g。
进一步改进的是:覆盖隔绝层中牡蛎壳粉投加质量为50~200mg/g。
进一步改进的是:抗干扰层的牡蛎壳片的铺设质量为100~500mg/g。
本发明的优点:
本发明的有益效果在于,相比于现有技术,本发明具有以下技术优势:
(1)本发明所使用修复剂和覆盖材料均以牡蛎壳为原料,将海洋废弃物成功用于黑臭水体底泥的修复,起到以废治污的有益效果,而且达到去除黑臭水体污染物的目的。
(2)利用牡蛎壳粗糙的表面和多孔结构,为微生物的附着和生长提供良好的环境。
(3)牡蛎壳中含有94%左右的碳酸钙,在碱性条件下容易与磷酸根发生反应,从而能够将底泥的磷很好的固定住,防止溶于水体中。
(4)将释氧剂混入牡蛎壳砖中,能够赋予牡蛎壳砖在水体中长期浸泡缓释氧的功能。
(5)本发明制备的底泥修复材料不会产生二次的污泥污染,便于现场施工。
(6)本发明所用的材料价格低廉易得,制备方法简单,可直接在施工现场进行批量的生产和使用。
附图说明
附图用作对本发明技术方案的进一步理解说明,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1本发明技术方案对黑臭水体修复的示意图;
图2当覆盖隔绝层为牡蛎壳粉层其总氮浓度随时间变化情况示意图;
图3 当覆盖隔绝层为牡蛎壳粉层其氨氮浓度随时间变化情况示意图;
图4 当覆盖隔绝层为牡蛎壳粉层其总磷浓度随时间变化情况示意图。
具体实施方式
本发明实施例公开一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料及,由下至上依次包括投加在黑臭水体底泥表面的混合修复层、覆盖隔绝层、抗扰动层和保护层,所述的保护层为鹅卵石或者大理石的一种或几种组合。抗扰动层由1~3cm2的牡蛎壳片均匀辅设而成。
所述混合修复材料层由碳化牡蛎壳粉和生石灰混合而成。所述碳化牡蛎壳粉和生石灰的质量比为1~5:1~2。所述混合修复材料层的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳经马弗炉200℃煅烧2h后,随炉冷却至室温后,利用球磨机将牡蛎壳研磨至粒径为0.5~1mm,即得碳化牡蛎壳粉;
(3)将碳化牡蛎壳粉和生石灰按照上述的比例进行混合,即得混合修复材料层。
所述覆盖隔绝层为牡蛎壳粉辅设而成。抗生物扰动层由1~3cm2的牡蛎壳片均匀辅设而成。所述覆盖隔绝层为牡蛎壳粉的制备方法为:(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳用球磨机研磨至粒径为2~5mm,得到牡蛎壳粉覆盖隔绝层。
基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料的修复方法:
应用实施例一:
将本发明技术应用于实际黑臭水体和底泥的修复,包括如下的具体步骤:通过对泉州群峰社区的实际黑臭水体进行现场勘察,发现水体富营养化程度高,主要的污染物为氨氮、磷和有机污染物等。捞取一定的底泥和一定体积的黑臭水体置于一个2L的烧杯中,其中黑臭底泥:黑臭水体的体积比为1:5,待泥水分离后将上层清液倒出备用。往黑臭底泥中加入400mg/g的修复材料(碳化牡蛎壳粉和生石灰质量比=3:1)混合均匀形成混合修复材料层;再在混合修复材料层表面均匀覆盖一层牡蛎壳粉做为覆盖隔绝层,牡蛎壳粉用量100mg/g;其次在覆盖隔绝层上均匀铺设一层牡蛎壳片做为抗扰动层,牡蛎壳片的投加量为150mg/g;在牡蛎壳片抗扰动层上铺设一层鹅卵石,确保将牡蛎壳片抗扰动层覆盖住。最后将上层清液缓慢倒回烧杯中,静置不同时间后取样测试。
应用实施例2
将本发明技术应用于实际黑臭水体和底泥的修复,包括如下的具体步骤:通过对泉州群峰社区的实际黑臭水体进行现场勘察,发现水体富营养化程度高,主要的污染物为氨氮、磷和有机污染物等。捞取一定的底泥和一定体积的黑臭水体置于一个2L的烧杯中,其中黑臭底泥:黑臭水体的体积比为1:5,待泥水分离后将上层清液倒出备用。往黑臭底泥中加入400mg/g的修复材料(碳化牡蛎壳粉和生石灰质量比=4:1)混合均匀形成混合修复材料层;再在混合修复层表面均匀覆盖一层牡蛎壳粉做为覆盖隔绝层,牡蛎壳粉用量150mg/g;其次在牡蛎壳粉层上均匀铺设一层牡蛎壳片做为抗扰动层,牡蛎壳片的投加量为150mg/g;在牡蛎壳片抗扰动层上铺设一层鹅卵石,确保将牡蛎壳片抗扰动层覆盖住。最后将上层清液缓慢倒回烧杯中,静置不同时间后取样测试。
应用实施例3
将本发明技术应用于实际黑臭水体和底泥的修复,包括如下的具体步骤:通过对泉州群峰社区的实际黑臭水体进行现场勘察,发现水体富营养化程度高,主要的污染物为氨氮、磷和有机污染物等。捞取一定的底泥和一定体积的黑臭水体置于一个2L的烧杯中,其中黑臭底泥:黑臭水体的体积比为1:5,待泥水分离后将上层清液倒出备用。往黑臭底泥中加入300mg/g的修复材料(碳化牡蛎壳粉和生石灰质量比=3:2)混合均匀形成混合修复材料层;再在混合修复层表面均匀覆盖一层牡蛎壳粉做为覆盖隔绝层,牡蛎壳粉用量100mg/g;其次在牡蛎壳粉层上均匀铺设一层牡蛎壳片做为抗扰动层,牡蛎壳片的投加量为150mg/g;在牡蛎壳片抗扰动层上铺设一层大理石,确保将牡蛎壳片抗扰动层覆盖住。最后将上层清液缓慢倒回烧杯中,静置不同时间后取样测试。
应用实施例4
将本发明技术应用于实际黑臭水体和底泥的修复,包括如下的具体步骤:通过对泉州群峰社区的实际黑臭水体进行现场勘察,发现水体富营养化程度高,主要的污染物为氨氮、磷和有机污染物等。捞取一定的底泥和一定体积的黑臭水体置于一个2L的烧杯中,其中黑臭底泥:黑臭水体的体积比为1:5,待泥水分离后将上层清液倒出备用。往黑臭底泥中加入450mg/g的修复材料(碳化牡蛎壳粉和生石灰质量比=2:1)混合均匀形成混合修复材料层;再在混合修复层表面均匀覆盖一层牡蛎壳粉做为覆盖隔绝层,牡蛎壳粉用量150mg/g;其次在牡蛎壳粉层上均匀铺设一层牡蛎壳片做为抗扰动层,牡蛎壳片的投加量为200mg/g;在牡蛎壳片抗扰动层上铺设一层大理石,确保将牡蛎壳片抗扰动层覆盖住。最后将上层清液缓慢倒回烧杯中,静置不同时间后取样测试。
应用实施例5
将本发明技术应用于实际黑臭水体和底泥的修复,包括如下的具体步骤:通过对泉州群峰社区的实际黑臭水体进行现场勘察,发现水体富营养化程度高,主要的污染物为氨氮、磷和有机污染物等。捞取一定的底泥和一定体积的黑臭水体置于一个2L的烧杯中,其中黑臭底泥:黑臭水体的体积比为1:5,待泥水分离后将上层清液倒出备用。往黑臭底泥中加入450mg/g的修复材料(碳化牡蛎壳粉和生石灰质量比=4:1)混合均匀形成混合修复材料层;再在混合修复层表面均匀覆盖一层牡蛎壳粉做为覆盖隔绝层,牡蛎壳粉用量200mg/g;其次在覆盖隔绝层上均匀铺设一层牡蛎壳片做为抗生物扰动层,牡蛎壳片的投加量为300mg/g;在牡蛎壳片抗生物扰动层上铺设一层大理石,确保将牡蛎壳片覆盖住。最后将上层清液缓慢倒回烧杯中,静置不同时间后取样测试。
应用实施例6
将本发明技术应用于实际黑臭水体和底泥的修复,包括如下的具体步骤:通过对泉州群峰社区的实际黑臭水体进行现场勘察,发现水体富营养化程度高,主要的污染物为氨氮、磷和有机污染物等。捞取一定的底泥和一定体积的黑臭水体置于一个2L的烧杯中,其中黑臭底泥:黑臭水体的体积比为1:5,待泥水分离后将上层清液倒出备用。往黑臭底泥中加入400mg/g的修复材料(碳化牡蛎壳粉和生石灰质量比=1:1)混合均匀形成混合修复材料层;再在混合修复层表面均匀覆盖一层牡蛎壳粉做为覆盖隔绝层,牡蛎壳粉用量150mg/g;其次在牡蛎壳粉层上均匀铺设一层牡蛎壳片做为抗扰动层,牡蛎壳片的投加量为200mg/g;在牡蛎壳片抗扰动层上铺设一层大理石,确保将牡蛎壳片覆盖住。最后将上层清液缓慢倒回烧杯中,静置不同时间后取样测试。
基于同一发明构思本发明实施例公开另一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,由下至上依次包括投加在黑臭水体底泥表面的混合修复材料层、覆盖隔绝层、抗生物扰动层和石子保护层,抗生物扰动层由1~3cm2的牡蛎壳片均匀辅设而成。所述的石子保护层可以是鹅卵石或大理石的一种或几种组合。
所述混合修复材料层由碳化牡蛎壳粉、硫铁矿粉和生石灰混合而成。所述碳化牡蛎壳粉、硫铁矿和生石灰的质量比为1~5:1~3:1~2。所述混合修复材料层的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳经马弗炉200℃煅烧2h后,随炉冷却至室温后,利用球磨机将牡蛎壳研磨至粒径为0.5~1mm,即得碳化牡蛎壳粉;
(3)将碳化牡蛎壳粉、硫铁矿粉和生石灰按照上述的比例进行混合,即得混合修复材料层。
所述覆盖隔绝层由牡蛎砖堆砌而成。所述牡蛎砖按质量分数计,包含下列原料:牡蛎壳粉40%~60%、红粘土5%~15%、释氧剂10%~30%、粘结剂10%~20%和生物质材料10%~30%。所述的红粘土其主要成分以氧化硅、氧化铝和氧化铁为主。所述的释氧剂选择过氧化镁、过氧化钙、过氧化钠和过氧化钾的一种或多种以任意混合比组成。所述的粘结剂选择普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的一种或两种以任意混合比组成。所述的生物质材料为高粱秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆的一种或者几种以任意混合比组成。牡蛎砖的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳用球磨机研磨过筛后 ,得到粒径2~5mm牡蛎壳粉;
(3)先把牡蛎壳粉40%~60%、红粘土5%~15%、释氧剂10%~30%、粘结剂10%~20%和生物质材料10%~30%按质量分数原料充分混合均匀,倒入搅拌机后注水进行搅拌,再将浆料填充入模具中,再对其进行养护,养护期结束后即可制得牡蛎壳砖。
应用实施例一:
将上述底泥修复材料应用于实际黑臭水体和底泥的修复,包括如下的具体步骤:通过对泉州群峰社区的实际黑臭水体进行现场勘察,发现水体富营养化程度高,主要的污染物为氨氮、磷和有机污染物等。捞取一定的底泥和一定体积的黑臭水体置于一个2L的烧杯中,其中黑臭底泥:黑臭水体的体积比为1:5,待泥水分离后将上层清液倒出备用。往黑臭底泥中加入400mg/g的修复材料(碳化牡蛎壳粉和生石灰质量比=3:1)混合均匀形成混合修复材料层;再在混合修复材料层表面均匀堆砌一层牡蛎砖做为覆盖隔绝层,该牡蛎砖成分的重量配比为:牡蛎壳粉55%、红粘土10%、释氧剂15%、粘结剂15%和玉米秸秆粉10%。制作时将所有物料混合均匀后,在搅拌机中加入所有物料总质量15%的水搅拌至粘稠,然后将浆料充入长宽高分别为18*18*3cm的模具内成型,成型后放入养护箱养护7天,得到牡蛎壳砖。其次在覆盖隔绝层上均匀铺设一层牡蛎壳片做为抗扰动层,牡蛎壳片的投加量为150mg/g;在牡蛎壳片抗扰动层上铺设一层鹅卵石,确保将牡蛎壳片抗扰动层覆盖住。最后将上层清液缓慢倒回烧杯中,静置不同时间后取样测试。10天后测试水体中的氨氮含量从5.70mg/L下降至0.19mg/L,去除率可达95%以上;总磷含量由1.43mg/L下降至0.21mg/L,去除率达到85%以上;溶解氧从0mg/L升高至7.8mg/L。
应用实施例2
将上述一种底泥修复材料应用于实际黑臭水体和底泥的修复,包括如下的具体步骤:通过对泉州群峰社区的实际黑臭水体进行现场勘察,发现水体富营养化程度高,主要的污染物为氨氮、磷和有机污染物等。捞取一定的底泥和一定体积的黑臭水体置于一个2L的烧杯中,其中黑臭底泥:黑臭水体的体积比为1:5,待泥水分离后将上层清液倒出备用。往黑臭底泥中加入400mg/g的修复材料(碳化牡蛎壳粉和生石灰质量比=4:1)混合均匀形成混合修复材料层;再在混合修复层表面均匀堆砌一层牡蛎砖做为覆盖隔绝层,牡蛎壳砖各成分的重量配比为牡蛎壳粉50%、红粘土10%、释氧剂20%、粘结剂15%和玉米秸秆粉5%。制作时将所有物料混合均匀后,在搅拌机中加入所有物料总质量15%的水搅拌至粘稠,然后将浆料充入长宽高分别为18*18*3cm的模具内成型,成型后放入养护箱养护7天,得到牡蛎壳砖。其次在牡蛎砖层上均匀铺设一层牡蛎壳片做为抗扰动层,牡蛎壳片的投加量为150mg/g;在牡蛎壳片抗扰动层上铺设一层鹅卵石,确保将牡蛎壳片抗扰动层覆盖住。最后将上层清液缓慢倒回烧杯中,静置不同时间后取样测试。10天后测试水体中的氨氮含量从5.70mg/L下降至0.13mg/L,去除率可达95%以上;总磷含量由1.43mg/L下降至0.24mg/L,去除率达到85%以上;溶解氧从0mg/L升高至8.9mg/L。

Claims (13)

1.基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于:由下至上依次包括投加在臭水体底泥表面的混合修复材料层、覆盖隔绝层、抗扰动层和保护层,所述混合修复材料层由碳化牡蛎壳粉和生石灰混合而成,所述覆盖隔绝层由该牡蛎壳粉制成的牡蛎砖堆砌而成,所述牡蛎砖按质量分数计,包含下列原料:牡蛎壳粉40%~60%、红粘土5%~15%、释氧剂10%~30%、粘结剂10%~20%和生物质材料10%~30%,
所述碳化牡蛎壳粉和生石灰的质量比为1~5:1~2;
所述混合修复材料层的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳经马弗炉200℃煅烧2h后,冷却至室温后,利用球磨机将牡蛎壳研磨至粒径为0.5~1mm,即得碳化牡蛎壳粉;
(3)将碳化牡蛎壳粉和生石灰按照上述的比例进行混合,即得混合修复材料层。
2.根据权利要求1所述的一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于所述的红粘土成分由氧化硅、氧化铝和氧化铁组成。
3.根据权利要求1所述的基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于:所述的释氧剂选择过氧化镁、过氧化钙、过氧化钠和过氧化钾的一种或多种以任意混合比组成。
4.根据权利要求1所述的基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于:所述的粘结剂选择普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的一种或两种以任意混合比组成。
5.根据权利要求1所述的基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于:所述的生物质材料为高粱秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆的一种或者几种以任意混合比组成。
6.根据权利要求1所述的基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于:抗扰动层由1~3cm2的牡蛎壳片均匀辅设而成。
7.根据权利要求1所述的基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于:所述覆盖隔绝层为牡蛎壳粉的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳用球磨机研磨至粒径为2~5mm,得到牡蛎壳粉覆盖隔绝层。
8.根据权利要求1所述的基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于:牡蛎砖的制备方法为:
(1)将收集到的牡蛎壳用水冲洗,除去表面泥沙和粘液,并烘干备用;
(2)将干燥过的牡蛎壳用球磨机研磨过筛后 ,得到粒径2~5mm牡蛎壳粉;
(3)先把牡蛎壳粉40%~60%、红粘土5%~15%、释氧剂10%~30%、粘结剂10%~20%和生物质材料10%~30%按质量分数原料充分混合均匀,倒入搅拌机后注水进行搅拌,再将浆料填充入模具中,再对其进行养护,养护期结束后即可制得牡蛎壳砖。
9.根据权利要求1所述的一种基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料,其特征在于:所述的保护层是鹅卵石或大理石的一种或几种组合。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料的修复方法,其特征在于:
1)混合修复材料层的铺设:首先将黑臭水体抽干暴露出底泥,往底泥中投加中碳化牡蛎壳粉和生石灰,所述的碳化牡蛎壳粉和生石灰的投加质量比为1~5:1~2,将上述原材料充分搅拌均匀形成混合修复材料层;
2)覆盖隔绝层的铺设:在底泥表面所述混合修复材料层上均匀覆盖一层牡蛎壳粉或用牡蛎砖堆砌一层牡蛎砖层作为覆盖隔绝层;
3)抗扰动层铺设:在牡蛎壳粉层上或牡蛎砖层铺设一层牡蛎壳片作为抗生物扰动层;
4)最后在牡蛎壳片层上铺设一层石子保护层,用于防止因水体扰动造成牡蛎壳漂浮。
11.根据权利要求10中所述基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料的修复方法,其特征在于:每克底泥中所述混合修复材料投加质量为200~500mg。
12.据权利要求11中所述基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料的修复方法,其特征在于:每克底泥中覆盖隔绝层中牡蛎壳粉投加质量为50~200mg。
13.据权利要求12中所述基于牡蛎壳的黑臭水体底泥原位修复材料的修复方法,其特征在于:每克底泥中抗干扰层的牡蛎壳片的铺设质量为100~500mg。
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