本发明涉及一种黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料及其制备工艺，属于污水处理技术领域。
背景技术
近年来，随着我国经济的迅速发展，大量工业废水和生活污水进入河流、湖泊等水体，导致河流、湖泊受到严重污染，水体黑臭并呈现富营养化状态。目前我国已有85％的湖泊出现不同程度的富营养化现象，巢湖、太湖和滇池均发生过大面积水华对周边居民的生产生活和饮用水安全产生严重影响。污染物进入河流、湖泊后，大部分聚积在底泥中，导致河流、湖泊底泥遭到严重污染，而底泥是水生态系统中物质交换和能量循环的重要场所，与水体存在着一种沉降吸附和解吸释放的动态平衡。当水体环境变化时，底泥中的污染物会重新释放到水体，因此，底泥污染的控制成为治理水体污染的关键。为此，我们提出一种高效、安全的改良污染底泥的化学-生物复合功能材料，使污染底泥恢复良性土壤骨架和孔隙结构，减少内源污染释放，提高基质氧化还原电位，改善基质微生物生境，恢复对上覆水和内源污染的持续自净能力。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料及其制备工艺，可以有效、安全的改良黑臭的底泥，使其恢复良性土壤骨架和孔隙结构和对上覆水和内源污染的持续自净能力。
可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料，所述化学-生物复合功能材料按重量份数计包括改性粉煤灰10～15份，改性凹凸棒石16～18份，改性膨润土6～12份，改性硅藻土3～8份，改性壳聚糖20～22份，改性柿子粉13～16份。
进一步的，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
(a)将粉煤灰与酸洗废液按照2：1进行酸浸，酸浸温度为20～25℃，酸浸时间为30min；
(b)酸浸完成后进行过滤，将过滤后的粉煤灰进行烘干得到改性粉煤灰。
进一步的，所述改性膨润土的制备方法如下：
(1)将天然膨润土置于加热炉体内进行高温活化，所述加热炉体的温度设置为150～200℃；
(2)将高温活化后的膨润土置于酸液中进行酸浸20min后再晾干；
(3)将晾干后的膨润土置于钠盐或钾盐溶液中进行离子交换处理后低温烘干得到改性膨润土。
进一步的，所述改性柿子粉是柿子粉通过与丙酮、硫酸缩合而制成。
进一步的，所述改性壳聚糖是通过环氧氯丙烷和戊二醛作为交联剂交联壳聚糖膜制得。
本发明还提供一种黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料的制备工艺，所述化学-生物复合功能材料的制备工艺如下：
(1)取上述各成分按一定比例进行混合均匀，
(2)混合后的药剂在研磨机内进行研磨，研磨后得到的混合粉末；
(3)将混合粉末置于造粒机中进行造粒，制成球形颗粒；
(4)将制得的球形颗粒置于干燥机中进行干燥得到所需的化学-生物复合功能材料。
本发明通过由改性粉煤灰、改性凹凸棒石、改性膨润土、改性硅藻土、改性壳聚糖和改性柿子粉混合、造粒、干燥后得到化学-生物复合功能材料，可以有效、安全的吸附底泥中的重金属离子和磷，改善底泥的结构，恢复底泥对上覆水和内源污染的持续自净能力。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料，所述化学-生物复合功能材料按重量份数计包括改性粉煤灰10份，改性凹凸棒石16份，改性膨润土6份，改性硅藻土3份，改性壳聚糖20份，改性柿子粉13份。
通过由改性粉煤灰、改性凹凸棒石、改性膨润土、改性硅藻土、改性壳聚糖和改性柿子粉混合、造粒、干燥后得到化学-生物复合功能材料，可以有效、安全的吸附底泥中的重金属离子和磷，改善底泥的结构，恢复底泥对上覆水和内源污染的持续自净能力，将化学-生物复合功能材料制成球形颗粒，可以增大化学-生物复合功能材料的表面积，吸附效果好。
进一步的，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
(a)将粉煤灰与酸洗废液按照2：1进行酸浸，酸浸温度为20℃，酸浸时间为30min；
(b)酸浸完成后进行过滤，将过滤后的粉煤灰进行烘干得到改性粉煤灰。
采用上述方法进行粉煤灰的改性，可以将污水处理过程中产生的废酸进行二次利用，同时，改性后的粉煤灰对底泥中的磷吸附效果好。
进一步的，所述改性膨润土的制备方法如下：
(1)将天然膨润土置于加热炉体内进行高温活化，所述加热炉体的温度设置为150℃；
(2)将高温活化后的膨润土置于酸液中进行酸浸20min后再晾干；
(3)将晾干后的膨润土置于钠盐或钾盐溶液中进行离子交换处理后低温烘干得到改性膨润土。
改性膨润土内的钠离子或钾离子与底泥中的铬离子、镍离子和铅离子发生离子交换，除去底泥中的铬离子、镍离子和铅离子，且高温活化后的改性膨润土吸附效果更好。
进一步的，所述改性柿子粉是柿子粉通过与丙酮、硫酸缩合而制成。
通过上述方法改性后柿子粉吸附重金属离子的官能团增加，尤其可以有效的吸附底泥中的镉离子。
进一步的，所述改性壳聚糖是通过环氧氯丙烷和戊二醛作为交联剂交联壳聚糖膜制得。
通过上述方法改性后的壳聚糖对底泥中的五价铬离子的吸附量得到极大的提高。
本发明还提供一种黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料的制备工艺，所述化学-生物复合功能材料的制备工艺如下：
(1)取上述各成分按一定比例进行混合均匀；
(2)混合后的药剂在研磨机内进行研磨，研磨后得到的混合粉末；
(3)将混合粉末置于造粒机中进行造粒，制成球形颗粒；
(4)将制得的球形颗粒置于干燥机中进行干燥得到所需的化学-生物复合功能材料。
实施例2
黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料，所述化学-生物复合功能材料按重量份数计包括改性粉煤灰15份，改性凹凸棒石18份，改性膨润土12份，改性硅藻土8份，改性壳聚糖22份，改性柿子粉16份。
进一步的，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
(a)将粉煤灰与酸洗废液按照2：1进行酸浸，酸浸温度为25℃，酸浸时间为30min；
(b)酸浸完成后进行过滤，将过滤后的粉煤灰进行烘干得到改性粉煤灰。
进一步的，所述改性膨润土的制备方法如下：
(1)将天然膨润土置于加热炉体内进行高温活化，所述加热炉体的温度设置为200℃；
(2)将高温活化后的膨润土置于酸液中进行酸浸20min后再晾干；
(3)将晾干后的膨润土置于钠盐或钾盐溶液中进行离子交换处理后低温烘干得到改性膨润土。
进一步的，所述改性柿子粉是柿子粉通过与丙酮、硫酸缩合而制成。
进一步的，所述改性壳聚糖是通过环氧氯丙烷和戊二醛作为交联剂交联壳聚糖膜制得。
本发明还提供一种黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料的制备工艺，所述化学-生物复合功能材料的制备工艺如下：
(1)取上述各成分按一定比例进行混合均匀，
(2)混合后的药剂在研磨机内进行研磨，研磨后得到的混合粉末；
(3)将混合粉末置于造粒机中进行造粒，制成球形颗粒；
(4)将制得的球形颗粒置于干燥机中进行干燥得到所需的化学-生物复合功能材料。
实施例3
黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料，所述化学-生物复合功能材料按重量份数计包括改性粉煤灰13份，改性凹凸棒石17份，改性膨润土9份，改性硅藻土6份，改性壳聚糖21份，改性柿子粉14份。
进一步的，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
(a)将粉煤灰与酸洗废液按照2：1进行酸浸，酸浸温度为23℃，酸浸时间为30min；
(b)酸浸完成后进行过滤，将过滤后的粉煤灰进行烘干得到改性粉煤灰。
进一步的，所述改性膨润土的制备方法如下：
(1)将天然膨润土置于加热炉体内进行高温活化，所述加热炉体的温度设置为180℃；
(2)将高温活化后的膨润土置于酸液中进行酸浸20min后再晾干；
(3)将晾干后的膨润土置于钠盐或钾盐溶液中进行离子交换处理后低温烘干得到改性膨润土。
进一步的，所述改性柿子粉是柿子粉通过与丙酮、硫酸缩合而制成。
进一步的，所述改性壳聚糖是通过环氧氯丙烷和戊二醛作为交联剂交联壳聚糖膜制得。
本发明还提供一种黑臭底泥改良的化学-生物复合功能材料的制备工艺，所述化学-生物复合功能材料的制备工艺如下：
(1)取上述各成分按一定比例进行混合均匀，
(2)混合后的药剂在研磨机内进行研磨，研磨后得到的混合粉末；
(3)将混合粉末置于造粒机中进行造粒，制成球形颗粒；
(4)将制得的球形颗粒置于干燥机中进行干燥得到所需的化学-生物复合功能材料。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。