的原位 治理，本发明的方法可以实现水体和底泥中的磷素一体化固定与去除，方法简易快捷。
[0024] 具体来说： 利用铁粉、四氧化三铁等磁性颗粒在水体的良好悬浮性，以及对溶解态磷素的快速吸 附，可以实现水体中活性磷的快速固定； 利用磁性颗粒密度大，使其沉降到底泥表面，经过沉降过程和底泥表面的停留过程，利 用磁性颗粒其有效吸附、富集、共沉淀溶解态及其他生物有效性较高的磷，进而快速抑制生 物有效性磷的释放； 利用腐蚀后释放的铁离子等，与磷酸根结合生成沉淀，起到固磷作用，在富营养化发生 前，对其进行有效的控制； 将水体及底泥部分磷(通过吸附、共沉淀等机理）富集到含磁性颗粒的上面，再通过外 加磁场实现水相、泥相中磷素的高效回收和去除； 本发明的技术方案有望作为磷素回收领域的前沿，可为日后更加系统化的水体富营养 化治理及磷素回收研宄提供技术支持。
【具体实施方式】
[0025] 磁性颗粒在富营养化水体及底泥磷的原位治理中的应用；优选的，所述的磁性颗 粒选自纳米级至毫米级的铁粉、纳米级至毫米级四氧化三铁中的至少一种。
[0026] 在原位治理完成后，通过外加磁场回收磁性颗粒物；所述的外加磁场的来源为磁 铁或电磁铁；优选的，通过回收船内加装电磁铁，开动回收船拖拽电磁铁，从而回收磁性颗 粒。
[0027] 所述的富营养化水体为富营养化河流水体或富营养化湖库水体；优选的，为富营 养化湖库水体。
[0028] 磁性颗粒原位富集固化与磁性分离联合治理富营养化水体及底泥磷的方法，步骤 为： 1)投加药剂：在富营养化水体中投加磁性颗粒； 其中，所述的富营养化水体中，水体溶解磷浓度< lg/m3,底泥表层O-IOcm干泥总磷浓 度< 2g/kg,可溶态磷浓度< 0. lg/kg，pH为6-8,水深为5-20m ;磁性颗粒的投加量为：每 平米水面投加50-2500g。
[0029] 2)原位富集及原位固化：投入磁性颗粒到水体中设定时间后，磁性颗粒对底泥及 水体中的磷素进行富集及原位固化； 3)磁性颗粒的回收：利用外加磁场作用于底泥表面，使得磁性颗粒得以回收。
[0030] 其中，步骤2)中，涉及到的反应过程和机理如下： 首先，通过这些磁性颗粒物在水体的沉降过程，快速富集去除上层水体的溶解磷，直接 阻断富营养化发生的直接条件，直接去除水体中引起富营养化发生的溶解磷来源，从而使 藻类繁殖速度得到快速控制。其次，沉降到水体底部的铁粉及其他磁性颗粒进一步富集底 泥表层(约O-IOcm)的磷素，彻底阻断底泥释放活性磷的途径。从而彻底阻断富营养化发生 的最大诱因。除磷机理如下： 1)水体中的磷素在夏季时由于生物活动、水温及溶解氧等变化，底泥中的磷素呈现释 放趋势，使得水体中生物活性磷浓度升高；冬季由于生物活动减弱，水温等因素变化，使得 水体中的磷素呈现沉积趋势。
[0031] 2)将磁性颗粒通过投入水体内（例如通过撒播颗粒到水面再沉降进水体中），通过 沉降作用，一方面吸附固定水体中的活性磷，另一方面沉入底部后进一步吸附、固定底泥表 层活性磷。
[0032] 3)已经腐蚀的铁粉，或变为铁锈附着于未腐蚀的铁粉中，或成为铁离子，进一步与 磷素反应，生成稳定的含磷化合物。以下为铁粉及四氧化三铁除磷中化学吸附机理： 磁性物质加入水体后由于氧化还原电位的变化，铁粉及四氧化三铁粉末会被氧化为亚 铁离子。当亚铁离子被氧化成三价铁之后，磷酸根会和氢氧根竞争三价铁。三价铁离子既 能和磷酸盐形成络合-沉淀，也可以和氢氧根发生水解-沉淀。
[0033] Fytianos等人已经模拟出三价铁去除磷酸盐的模型。其核心化学方程式为： Fe (OH) 3- Fe 3++30『 （1) Fe111PO4(OH)3ni_3- mFe 3++P043>(3-m)OF (2) 表1三价铁和氢氧根或磷酸盐形成络合物-沉淀的反应方程及稳定常数
【主权项】
1. 磁性颗粒在富营养化水体及底泥磷的原位治理中的应用。
2. 根据权利要求1所述的磁性颗粒在富营养化水体及底泥磷的原位治理中的应用，其 特征在于：所述的磁性颗粒选自铁粉、四氧化三铁。
3. 根据权利要求1所述的磁性颗粒在富营养化水体及底泥磷的原位治理中的应用，其 特征在于：所述的磁性颗粒为纳米级颗粒、微米级颗粒、毫米级颗粒中的至少一种。
4. 根据权利要求1所述的磁性颗粒在富营养化水体及底泥磷的原位治理中的应用，其 特征在于：在原位治理完成后，通过外加磁场回收磁性颗粒。
5. 根据权利要求4所述的磁性颗粒在富营养化水体及底泥磷的原位治理中的应用，其 特征在于：所述的外加磁场的来源为磁铁或电磁铁。
6. 根据权利要求1所述的磁性颗粒在富营养化水体及底泥磷的原位治理中的应用，其 特征在于：所述的富营养化水体为富营养化河流水体或富营养化湖库水体。
7. 磁性颗粒原位富集固化与磁性分离联合治理富营养化水体及底泥磷的方法，其特征 在于：步骤为： 1) 投加药剂：在富营养化水体中投加权利要求3所述的磁性颗粒； 2) 原位富集及原位固化：投入磁性颗粒到水体中设定时间后，磁性颗粒对底泥及水体 中的磷素进行富集及原位固化； 3) 磁性颗粒的回收：利用外加磁场作用于底泥表面，使得磁性颗粒得以回收。
8. 根据权利要求7所述的磁性颗粒原位富集固化与磁性分离联合治理富营养化水体 及底泥磷的方法，其特征在于：所述的富营养化水体中，水体溶解磷浓度< lg/m3,底泥表层 0-10cm干泥总磷浓度< 2g/kg,可溶态磷浓度< 0. lg/kg，pH为6-8,水深为5_20m。
9. 根据权利要求7所述的磁性颗粒原位富集固化与磁性分离联合治理富营养化水体 及底泥磷的方法，其特征在于：磁性颗粒的投加量为：每平米水面投加50-2500g。
【专利摘要】本发明公开了磁性颗粒在富营养化水体及底泥磷的原位治理中的应用。也公开了磁性颗粒原位富集固化与磁性分离联合治理富营养化水体及底泥磷的方法，步骤为：1）投加药剂：在富营养化水体中投加磁性颗粒；2）原位富集及原位固化：投入磁性颗粒到水体中设定时间后，磁性颗粒对底泥及水体中的磷素进行富集及原位固化；3）磁性颗粒的回收：利用外加磁场作用于底泥表面，使得磁性颗粒得以回收。本发明将磁性颗粒物应用于富营养化水体及底泥磷的原位治理，本发明的方法可以实现水体和底泥中的磷素一体化固定与去除，简易快捷。
【IPC分类】C02F1-28, C02F11-00, C02F1-58
【公开号】CN104528868
【申请号】CN201410845578
【发明人】邓培雁, 黄小追, 邓达义, 盛萧, 徐海升
【申请人】华南师范大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日