CN115869902A - 一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂及其制备方法，膨润土复合剂包括生长有微生物菌群的载体颗粒，所述载体颗粒由以下重量份的原料组成，天然钠基膨润土6份，硝酸钠3份，硝酸钾2份；制备方法为：S1、将质量比为6∶3∶2的天然钠基膨润土、硝酸钠、硝酸钾置于混合设备中，加热同时进行搅拌，搅拌完成后将混合物冷却；S2、采用粉碎设备对混合物进行破碎、筛分，得到载体颗粒；S3、将载体颗粒与含有微生物菌群的菌液以质量体积比为1∶5的比例混合搅拌，离心脱水后制得膨润土复合剂。本发明提供的高效修复水体底泥的膨润土复合剂，具有稳定的物理和机械性能，能够长期有效地对底泥中的有机物及氮磷进行降解。
Description
技术领域
本发明涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂及其制备方法。
背景技术
水体底泥中富集了大量的污染物，如有机物和氮磷营养物质等，这些污染物质不断向水体上层释放，成为水体污染的重要污染源，随着截污等外源控制措施的实施，水体外源污染得到了有效的控制。但是，底泥中污染物质的持续释放，仍然会导致水体的恶化。因此，对污染底泥进行修复是解决水体污染的关键因素。
公布号为CN 109928509 A的发明专利申请公开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。该发明申请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。但是，该黑臭河底泥净化剂的稳定性仍有待提高。
发明内容
为了弥补现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂，具有稳定的物理和机械性能，能够长期有效地对底泥中的有机物及氮磷进行降解。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂，包括生长有微生物菌群的载体颗粒，所述载体颗粒由以下重量份的原料组成，天然钠基膨润土6份，硝酸钠3份，硝酸钾2份。
进一步的，所述微生物菌群包括异养硝化细菌、硝化细菌、酵母菌。
进一步的，所述载体颗粒的粒径在3～5mm。
本发明还提供了上述高效修复水体底泥的膨润土复合剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将质量比为6∶3∶2的天然钠基膨润土、硝酸钠、硝酸钾置于混合设备中，加热同时进行搅拌，搅拌完成后将混合物冷却；
S2、采用粉碎设备对混合物进行破碎、筛分，得到载体颗粒；
S3、将载体颗粒与含有微生物菌群的菌液以质量体积比为1∶5的比例混合搅拌，离心脱水后制得膨润土复合剂。
进一步的，步骤S1中，加热温度为245～265℃，搅拌速率为60～90r/min，搅拌时长150～180min。
进一步的，步骤S2中，载体颗粒的粒径在3～5mm。
进一步的，步骤S3中，微生物菌群包括异养硝化细菌、硝化细菌、酵母菌，菌液中的有效菌群数≥5.0×108cfu/mL。
相对于现有技术，本发明具有以下有益技术效果：
(1)本发明的膨润土复合剂含有微生物群，可以影响底泥细菌群落的组成，增加底泥中有益细菌的数量，降低底泥当中的有机物及氮磷营养物质等。
(2)本发明的膨润土复合剂可通过释放硝酸盐为底栖微生物群落提供反硝化电子受体，驱动底泥硫化物和有机物厌氧氧化，达到消除底泥污染的目的。
(3)本发明采用熔融插层法将硝酸盐嵌入到钠基膨润土的纳米层内，制成的载体颗粒具有稳定的物理和机械性能，能有效降低硝酸盐进入水体的扩散速率，有效减少了修复过程中硝酸盐逃逸的风险。
(4)本发明的载体颗粒释放硝酸盐速度慢、持续时间长，能长期持续，激发修复对象的原生微生物的功能活性，充分发挥原位微生物调控功能，持续促进底泥硫化物和有机污染物的氧化，达到降低底泥污染负荷的效果。
(5)本发明的膨润土复合剂具有独特的双八面体结构和层状组织，使其具有较大的比表面积，对微生物有高度的吸附性，有利于大量的微生物的附着，有利于微生物的繁殖，促进底泥当中有机物及氮磷营养物质等分解。
(6)本发明的膨润土复合剂缓慢释放出来的钾离子、钠离子可逐步补充微量元素，促进植物的光合作用，提高作物的抗寒、抗病能力，有利于底泥上的植物生长。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂，包括生长有微生物菌群的载体颗粒，微生物菌群主要含有异养硝化细菌、硝化细菌、酵母菌。载体颗粒的粒径在3～5mm，由以下重量份的原料组成：天然钠基膨润土6份，硝酸钠3份，硝酸钾2份。
一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将质量比为6∶3∶2的天然钠基膨润土、硝酸钠、硝酸钾置于混合设备中，加热使混合物保持在245～265℃，同时对混合物进行搅拌，搅拌速率为60～90r/min，搅拌时长150～180min，搅拌完成后将混合物自然冷却至室温。
S2、采用粉碎设备对冷却后的混合物进行破碎、筛分，将破碎颗粒的粒径控制在3～5mm，制成载体颗粒；
S3、将载体颗粒与含有微生物菌群的菌液(主要含有异养硝化细菌、硝化细菌、酵母菌，菌液中的有效菌群数≥5.0×108cfu/mL)以质量体积比为1∶5的比例在30℃的恒温下进行电磁搅拌，持续30min；然后将搅拌后的混合物离心脱水，制得膨润土复合剂，用密封袋包装存放于室温备用。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修复，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修复、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂，其特征在于：包括生长有微生物菌群的载体颗粒，所述载体颗粒由以下重量份的原料组成，天然钠基膨润土6份，硝酸钠3份，硝酸钾2份。
2.根据权利要求1所述的高效修复水体底泥的膨润土复合剂，其特征在于：所述微生物菌群包括异养硝化细菌、硝化细菌、酵母菌。
3.根据权利要求2所述的高效修复水体底泥的膨润土复合剂，其特征在于：所述载体颗粒的粒径在3～5mm。
4.一种高效修复水体底泥的膨润土复合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将质量比为6∶3∶2的天然钠基膨润土、硝酸钠、硝酸钾置于混合设备中，加热同时进行搅拌，搅拌完成后将混合物冷却；
S2、采用粉碎设备对混合物进行破碎、筛分，得到载体颗粒；
S3、将载体颗粒与含有微生物菌群的菌液以质量体积比为1∶5的比例混合搅拌，离心脱水后制得膨润土复合剂。
5.根据权利要求4所述的高效修复水体底泥的膨润土复合剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，加热温度为245～265℃，搅拌速率为60～90r/min，搅拌时长150～180min。
6.根据权利要求5所述的高效修复水体底泥的膨润土复合剂的制备方法，其特征在于：步骤S2中，载体颗粒的粒径在3～5mm。
7.根据权利要求6所述的高效修复水体底泥的膨润土复合剂的制备方法，其特征在于：步骤S3中，微生物菌群包括异养硝化细菌、硝化细菌、酵母菌，菌液中的有效菌群数≥5.0×108cfu/mL。
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