本发明涉及水体修复技术领域，具体涉及一种稀土基多元水体修复剂及其制备方法。
技术背景：
黑臭水体是水体有机物污染的一种极端表现，大部分水体黑臭机理基本一样，它是由于水体缺氧，有机物腐败而造成的。当大量的有机污染物进入水体，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水体中大量的氧气，使水体转化成缺氧状态，致使厌氧细菌大量繁殖，有机物腐败、分解、发酵使水体变黑、变臭。
由于富营养化水体营养物质过多，藻类繁殖、藻类的呼吸、死亡藻类的分解消耗大量的水中溶解氧，致使水体处于严重缺氧状态，污染程度加剧，水体溶解氧成为水体污染修复的限制因素。
目前主要的处理方法包括截污、调水、清淤等水利工程，以及机械除藻、引水稀释、人工造流等，其中疏浚既清淤能较好的处理水底污泥，河道曝气生态净化系统以水生生物为主体，辅以适当地人工曝气，建立人工模拟生态处理系统，以高效降解水体中的污染负荷，改善或净化水质，是人工净化与生态净化相结合的工艺。但此类方法成本高，需要研发一种新型修复剂，通过原位修复的方式低成本改善水体水质。
技术实现要素：
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本发明的目的在于提供一种稀土基多元水体修复剂，以解决现有技术中无法长效高效净化水体、有效分解污染物的技术问题。
本发明所述的修复剂以过硫酸钙、聚丙烯酰胺、硅藻土、铁粉、活性炭粉、铈粉、硅酸盐水泥作为主要原料，称量、混匀、加水、挤压成型、养护等步骤得到，将该修复剂用于水体修复，可提供长效氧化作用和较高的氧化电位，同时具有铁碳原电池的微电解作用，在稀土金属铈的催化作用下，可高效去除COD、降低浊度、提高溶解氧，有效净化水质。
本发明提供一种稀土基多元水体修复剂，该修复剂由以下重量份的原料制备而成：
过硫酸钙35-40份；
聚丙烯酰胺5-15份；
硅藻土5-15份；
铁粉35-45份；
活性炭粉15-20份；
铈粉5-10份；
硅酸盐水泥10-15份。
优选地，该修复剂由以下重量份的原料制备而成：
过硫酸钙40份；
聚丙烯酰胺15份；
硅藻土15份；
铁粉45份；
活性炭粉20份；
铈粉10份；
硅酸盐水泥15份。
本发明提供一种稀土基多元水体修复剂的制备方法，包括以下步骤：
1)混合：将过硫酸钙、聚丙烯酰胺、硅藻土、铁粉、活性炭粉、铈粉、硅酸盐水泥等各种原料按比例称量、混合，再加入适量的水，再搅拌均匀得到湿润的混合物；
2)挤压成型：将步骤1)得到的混合物注入蜂窝状模具，挤压，制成1×1×1cm3的小型正方体形，然后将其置于室温下，避光养护7天，得到修复剂成品。
本发明的原理简述如下：
本发明修复剂中所加入的过硫酸钙具有较强的氧化性，在常温下和单一组分条件下，过硫酸钙对有机物的氧化一般效果不显著。然而，在过渡金属离子(二价铁离子、二价铈离子)等条件的激发下，过硫酸钙活化分解为硫酸根自由基·SO42-，·SO42-中有一个孤对电子，其氧化还原电位为+2.6V，接近于羟基自由基·OH(+2.8V)，具有较高的氧化能力，理论上可以快速降解大多数有机氧化物，可将其矿化为二氧化碳和无机酸。
本发明通过加入稀土铈，加入铁粉和活性炭粉，形成复合微电解催化剂，能形成微电池，对水体中的污染物能起到高效净化的作用。稀土元素有众多的轨道(6-12的各种配位数)，可作为中心离子接受配位体的孤对电子，同时稀土金属离子有较大的离子半径，与无机或有机配位体通过静电引力形成离子配键。在铁-碳微电解过程中，有大量的电子移动，在稀土铈的催化作用下，一方面促进微电解过程；另一方面，微电解过程提供的电子移动和交换，产生二价的铈离子和铁离子，大大促进过硫酸钙活化分解，生成大量的硫酸根自由基，从而大大提高氧化分解水体中有机污染物的能力，改善水体水质，提高溶解氧含量。
本发明相对于现有技术的优点：
1、稀土铈基的修复剂，结合了过硫酸钙的氧化性和铁-碳微电解的电化学氧化还原性能，稀土一方面激发过硫酸钙的氧化性，另一方面催化微电解性能，起到了协同作用；
2、本发明所得的修复剂用于水体修复，能缓慢释放氧化因子，微电解材料在催化剂的作用下也不易板结，能起到长效氧化作用；
3、本发明使用的修复剂兼具絮凝沉淀的功能，并能主动吸附大量的有机物质，硅藻土本身具备大量的孔隙结构，具有主动吸附溶解性有机污染物，聚丙烯酰胺是高分子有机絮凝剂，能对水体中的固态游离物质起到絮凝作用。
本发明使用的修复剂绿色无污染，使用简单方便，除污效果优异，协同了过硫酸钙、铁碳微电解体系和稀土铈的性能，通过粘合剂硅酸盐水泥将各种活性成分牢牢组合，在水体修复过程中不易松散，可持续净化水体，本发明将稀土、过硫酸钙、铁、活性炭等物质创造性的组合，应用于富营养化的污染水体修复，取得了意想不到了的技术效果。
具体实施方式：
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：一种稀土基多元水体修复剂及其制备方法
一种稀土基多元水体修复剂，该修复剂由以下重量份的原料制备而成：过硫酸钙40份；聚丙烯酰胺15份；硅藻土15份；铁粉45份；活性炭粉20份；铈粉10份；硅酸盐水泥15份；
上述一种稀土基多元水体修复剂的制备方法包括以下步骤：
1)混合：将过硫酸钙、聚丙烯酰胺、硅藻土、铁粉、活性炭粉、铈粉、硅酸盐水泥等各种原料按比例称量、混合，再加入适量的水，再搅拌均匀得到湿润的混合物；
2)挤压成型：将步骤1)得到的混合物注入蜂窝状模具，挤压，制成1×1×1cm3的小型正方体形，然后将其置于室温下，避光养护7天，得到修复剂成品。
实施例2：一种稀土基多元水体修复剂及其制备方法
一种稀土基多元水体修复剂，该修复剂由以下重量份的原料制备而成：过硫酸钙35份；聚丙烯酰胺5份；硅藻土5份；铁粉35份；活性炭粉15份；铈粉5份；硅酸盐水泥10份；
上述一种稀土基多元水体修复剂的制备方法包括以下步骤：
1)混合：将过硫酸钙、聚丙烯酰胺、硅藻土、铁粉、活性炭粉、铈粉、硅酸盐水泥等各种原料按比例称量、混合，再加入适量的水，再搅拌均匀得到湿润的混合物；
2)挤压成型：将步骤1)得到的混合物注入蜂窝状模具，挤压，制成1×1×1cm3的小型正方体形，然后将其置于室温下，避光养护7天，得到修复剂成品。
实施例3：本发明制备的修复剂用于受污染水体修复的对比试验
在5个20L的水箱内装入15L受污染的湖水，向其中2个水箱内分别投入实施例1、实施例2制备的修复剂10g，向其中1个水箱内投入单一组分过硫酸钙10g，向其中1个水箱内投入市售的铁-碳微电解填料10g，设置1个水箱作为空白对照组(不投入任何物质)，7天后进行取样检测。
表1修复剂用于水体修复的对比试验结果