CN113354391A - 一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖及其制备方法和应用。本发明提供的一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，可用于制备生态环保缓释砖，本发明的生态环保缓释砖能在水环境治理尤其是流域治理中，生态护岸、护坡治理中提供很好的解决方案，利用生态的缓释基材，不但具有强大的吸附效果，且能成型，可定制成不同的形状，因此可用于异形地形、沙地沟渠、植被稀少、面源污染严重、水库湖泊底部污染严重等各种工况条件，且吸附效果不受天气、温度等影响，既能满足建设的稳定性、美观性、整体性，更能满足环保治理需求，降低污染物的汇入，实现节能减排的效果。
Description
技术领域
本发明涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖及其制备方法和应用。
背景技术
目前环保处理主要包括常规的生活、工业市政污水处理，随着社会的发展和人口的增长，城市污水的处理已经在全国各城市建成并投入运行，这对防止我国的水污染问题起到了积极作用。该类水体主要采用修建污水处理厂以及增设一体化处理设备，利用活性污泥对水体进行净化。而自然水体，尤其是水库、湖泊、河道沟渠等大水面大水体的生态护岸、护坡以及面源拦截等的治理主要还是靠水泥硬化、碎石填料加绿植，通过绿植的根系来拦截和吸附部分悬浮物和污染物质。
但是，现有的污泥、水泥硬化、碎石填料及绿植具有以下问题：
(1)通过绿植来吸附面源或外源污染物的汇入，吸附量太小，吸附能力弱，周期较长；
(2)碎石等吸附效率低，且不利于工程建设，不利于成型，无法满足预定的护坡、护岸整治；
(3)水泥硬化不环保、不生态、完全不具备吸附效果；
(4)底泥处理难度大，效果差等问题。
因此，针对现有技术的不足，在水环境治理领域，尤其是在流域治理中，生态护岸、护坡治理中急需开发一种吸附能力强、可塑性强且生态环保的基础建设材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖；
本发明的第二目的在于提供此种砖的制备方法；
本发明的生态环保缓释砖可应用于水环境的治理，用于水库、湖泊的底部环境改善和水体水质提升，河道沟渠水质提升以及护坡护岸生态建设。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，它包括以下重量份的各原料：
进一步地，它包括以下重量份的各原料：
作为最优方案，它包括以下重量份的各原料：
进一步地，所述的轻稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨及氧化钕中的至少一种。
进一步地，所述粘合剂为硅酸钠水溶液。
一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，它采用以下方法制备：
S1.研磨：将轻稀土氧化物研磨至1～3μm的颗粒，将高岭石、伊利石、麦饭石、硅藻土、粘土及粉煤灰及沙研磨并用100～150目筛网进行筛选；
S2.搅拌：将研磨后的料在混合器中搅拌15～30min，加入黏合剂和水，继续搅拌15～30min；其中，所述研磨后的料与水的重量比为1:8～9；
S3.混炼：将搅拌均匀的湿料混炼，得到制坯原料；
S4.制坯：将制坯原料根据要求制成不同形状和大小的砖坯；
S5.烧制：将制好的砖坯在800～1200℃的温度下烧制成成品砖。
进一步地，步骤S3中所述混炼的温度为50～70℃，混炼时间为30～60min。
进一步地，步骤S4中所述形状为方体或球型。针对不同的工况和项目，可以定制成为不同的形状，如在河道护岸中可以定制成为砖块，在水库湖泊的底部环境改善中，可以定制成方体或者球状等。
上述一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖在水环境治理中的应用。
进一步地，所述的水环境治理为快速降低水体中总氮、总磷、氨氮、悬浮物及化学需氧量的浓度。
本发明具有以下优点：本发明提供了一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，可用于制备生态环保缓释砖，该生态环保缓释砖应用于水环境的治理，用于水库、湖泊的底部环境改善和水体水质提升，河道沟渠水质提升以及护坡护岸生态建设。本发明在水环境治理尤其是流域治理中，生态护岸、护坡治理中提供很好的解决方案，利用生态的缓释基材，不但具有强大的吸附效果，且能成型，可定制成不同的形状，因此可用于异形地形、沙地沟渠、植被稀少、面源污染严重、水库湖泊底部污染严重等各种工况条件，且吸附效果不受天气、温度等影响，既能满足建设的稳定性、美观性、整体性，更能满足环保治理需求，降低污染物的汇入，实现节能减排的效果。
附图说明
图1为实验例中水体主要指标去除率曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例1：一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，它包括以下重量份的各原料：
其中，所述的轻稀土氧化物为氧化镧。
实施例2：一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，它包括以下重量份的各原料：
其中，所述的轻稀土氧化物为氧化铈和氧化镨以重量比为1:2的比例混合。
实施例3：一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，它包括以下重量份的各原料：
其中，所述的轻稀土氧化物为氧化镧、氧化镨及氧化钕以重量比为1:1:3的比例混合。
实施例4：一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，它包括以下重量份的各原料：
其中，所述的轻稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨和氧化钕以1:1:1:1的比例混合。
实施例5：一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，它包括以下重量份的各原料：
其中，所述的轻稀土氧化物为氧化铈。
实施例6：一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，用于河道护岸，它采用以下方法制备：
S1.研磨：按实施例1的配方备料，将轻稀土氧化物研磨至1～3μm的颗粒，将高岭石、伊利石、麦饭石、硅藻土、粘土及粉煤灰及沙研磨并用100目筛网进行筛选；
S2.搅拌：将研磨后的料在混合器中搅拌15min，加入黏合剂和水，继续搅拌15min；其中，所述研磨后的料与水的重量比为1:8；
S3.混炼：将搅拌均匀的湿料混炼，混炼的温度为50℃，混炼时间为30min，得到制坯原料；
S4.制坯：将制坯原料制成砖块；
S5.烧制：将制好的砖坯在800～1200℃的温度下烧制成成品砖。
实施例7：一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，用于水库的底部，它采用以下方法制备：
S1.研磨：按实施例2的配方备料，将轻稀土氧化物研磨至1～3μm的颗粒，将高岭石、伊利石、麦饭石、硅藻土、粘土及粉煤灰及沙研磨并用150目筛网进行筛选；
S2.搅拌：将研磨后的料在混合器中搅拌30min，加入黏合剂和水，继续搅拌30min；其中，所述研磨后的料与水的重量比为1:9；
S3.混炼：将搅拌均匀的湿料混炼，混炼的温度为70℃，混炼时间为60min，得到制坯原料；
S4.制坯：将制坯原料根据要求制成方体；
S5.烧制：将制好的砖坯在800～1200℃的温度下烧制成成品砖。
实施例8：一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，用于湖泊的底部，它采用以下方法制备：
S1.研磨：按实施例3的配方备料，将轻稀土氧化物研磨至1～3μm的颗粒，将高岭石、伊利石、麦饭石、硅藻土、粘土及粉煤灰及沙研磨并用120目筛网进行筛选；
S2.搅拌：将研磨后的料在混合器中搅拌18min，加入黏合剂和水，继续搅拌18min；其中，所述研磨后的料与水的重量比为1:8.3；
S3.混炼：将搅拌均匀的湿料混炼，混炼的温度为60℃，混炼时间为40min，得到制坯原料；
S4.制坯：将制坯原料根据要求制成球型；
S5.烧制：将制好的砖坯在800～1200℃的温度下烧制成成品砖。
实施例9：一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，用于河道护岸，它采用以下方法制备：
S1.研磨：按实施例4的配方备料，将轻稀土氧化物研磨至1～3μm的颗粒，将高岭石、伊利石、麦饭石、硅藻土、粘土及粉煤灰及沙研磨并用110目筛网进行筛选；
S2.搅拌：将研磨后的料在混合器中搅拌20min，加入黏合剂和水，继续搅拌20min；其中，所述研磨后的料与水的重量比为1:8.5；
S3.混炼：将搅拌均匀的湿料混炼，混炼的温度为60℃，混炼时间为50min，得到制坯原料；
S4.制坯：将制坯原料根据要求制成砖块；
S5.烧制：将制好的砖坯在800～1200℃的温度下烧制成成品砖。
实施例10：一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，用于砌黑臭水体池，它采用以下方法制备：
S1.研磨：按实施例5的配方备料，将轻稀土氧化物研磨至1～3μm的颗粒，将高岭石、伊利石、麦饭石、硅藻土、粘土及粉煤灰及沙研磨并用140目筛网进行筛选；
S2.搅拌：将研磨后的料在混合器中搅拌25min，加入黏合剂和水，继续搅拌25min；其中，所述研磨后的料与水的重量比为1:8.8；
S3.混炼：将搅拌均匀的湿料混炼，混炼的温度为65℃，混炼时间为55min，得到制坯原料；
S4.制坯：将制坯原料根据要求制成砖块；
S5.烧制：将制好的砖坯在800～1200℃的温度下烧制成成品砖。
实验例：对某水库的水体进行实验，该水库由于长期的肥水养殖导致水质恶化，水体功能变差，采用实施例10制备的成品生态砖填料进行治理，治理过程如下：
1.利用成品生态砖根据水体不同的区域建成不同的处理单元，按照浅水区、湖心区、出水区、岸边区、进水区进行建设；
2.按照各单元，将水库中的水分别取水到每个不同的单元，让原水与该处理单元充分接触，进行反应；
3.一定时间后(24小时)进行水样取水分析，测定污染物含量，实验结果如表1所示，其中空白样是没有进行生态砖建设的单元，即原水；
4.分析实验效果，绘制去除率曲线，如图1所示。
表1：水体主要指标检测结果
由图1和表1得知，主要超标污染物浓度较实验前均有大幅降低，其中悬浮物降幅最高达94.04％；总磷降幅达67.90％；总氮降幅达61.30％；化学需氧量降幅高达87.18％；生化需氧量降幅最高达97.42％；高锰酸盐指数降幅到71.37％。随着时间的推移，治理效果会更佳。实验条件下，能快速改善水体感官，吸附污染物质，降低污染物质浓度，尤其是对总磷、氨氮、悬浮物等有极强的去除效果，24小时去除率基本上能达到70％-80％，可见，在使用本发明环保缓释砖后，水体得到净化，污染物含量降低，水质得到提升，且稳定性较好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，其特征在于，它包括以下重量份的各原料：
2.根据权利要求1所述的一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，其特征在于，它包括以下重量份的各原料：
3.根据权利要求1所述的一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，其特征在于，它包括以下重量份的各原料：
4.根据权利要求1或2或3所述的一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，其特征在于，所述的轻稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨及氧化钕中的至少一种。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种具有水体除污作用的生态环保缓释材料，其特征在于，所述粘合剂为硅酸钠水溶液。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，其特征在，它采用以下方法制备：
S1.研磨：将轻稀土氧化物研磨至1～3μm的颗粒，将高岭石、伊利石、麦饭石、硅藻土、粘土及粉煤灰及沙研磨并用100～150目筛网进行筛选；
S2.搅拌：将研磨后的料在混合器中搅拌15～30min，加入黏合剂和水，继续搅拌15～30min；其中，所述研磨后的料与水的重量比为1:8～9；
S3.混炼：将搅拌均匀的湿料混炼，得到制坯原料；
S4.制坯：将制坯原料根据要求制成不同形状和大小的砖坯；
S5.烧制：将制好的砖坯在800～1200℃的温度下烧制成成品砖。
7.根据权利要求6所述的一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，其特征在于，步骤S3中所述混炼的温度为50～70℃，混炼时间为30～60min。
8.根据权利要求6所述的一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖，其特征在于，步骤S4中所述形状为方体或球型。
9.根据权利要求6所述的一种具有水体除污作用的生态环保缓释砖在水环境治理中的应用。
10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的水环境治理为快速降低水体中总氮、总磷、氨氮、悬浮物及化学需氧量的浓度。
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