一种水体复合修复剂及其制备方法与应用与流程

文档序号:11502472阅读:293来源:国知局

技术领域
:本发明涉及水体修复
技术领域
,具体涉及一种水体复合修复剂及其制备方法与应用。技术背景:水体富养化是许多湖泊、水库的主要环境问题,被人形象地称为“生态癌”,它的存在已经严重妨碍了对这些水体作为资源的利用,造成了环境和经济的重大损失。水体富营养化的主要表现特征是:(1)浮游植物的生物量巨增,但种类减少,水体中的蓝藻和绿藻大量繁殖;(2)于浮游生物、细菌的大量增加导致水中的悬浮物大量增加,透明度降低;(3)产异味的浮游植物大量滋生,使水体出现异味;(4)死亡的藻类残体分解释放使水体维持较高的总氮和总磷,而且使水体的ph值发生变化;(5)水体的氧平衡被破坏。在富营养化水体中,当夜晚表层水体的光合作用停止后,水体中生物的呼吸及分解仍在进行,导致水体中的溶解氧大幅度下降,甚至呈厌氧状态。当底层水的溶解降低到零时,底部沉积物附近形成还原状态,会引起一系列不良后果,如有机物质无机化不完全,产生甲烷气体;硝酸盐还原,发生脱氮反应:硫酸盐还原,产生h2s气体:厌氧条件下,mn和fe被还原。p可以从沉积物中释放出来,底质p速率溶出在无氧条件下是有氧条件下的4倍。这些都会引起水质的进一步恶化;(6)在富营养化比较严重的水体中,会频发华。在我国五大淡水湖之一的巢潮,几乎每年都发生以铜绿微囊藻为主的水华,犹如水面上流动的绿漆,被风吹到沿岸水域后,有时会形成数公分厚的水华层,腐败分解后,发出恶臭,严重破坏湖库的水体功能及周围环境。水体中的溶解氧含量从一定程度上决定了水体水质的好坏。目前在解决污染水体修复方面,采用的措施主要有物理和化学两大类。物理方法主要是采用人工疏浚,人工增氧曝气,物理方法简单,但花费成本很高;化学方法主要采用增氧剂,但此类方法存在释放氧的时间不长,未能达到长效且有效修复水体的目的。本发明研发一种低成本、高效的修复剂,可有效增加污染水体的溶解氧,与此同时能通过氧化还原作用降低污染物。技术实现要素:本发明的目的在于提供及一种水体复合修复剂,以解决现有技术中无法长效高效释氧、有效分解污染物的技术问题。本发明所述的水体复合修复剂以聚甘油脂肪酸酯、铁粉、活性炭粉、钠基膨润土、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,可提供微电池长效氧化作用和较高的氧化电位,利用表明活性剂的增溶作用降低水体表面张力,消除水体表面浮沫,通过气液两相界面使大气中的氧气持续进入水体,快速有效提高水体溶解氧含量,有效净化水质,恢复水体自净功能。本发明提供一种水体复合修复剂,由以下重量份的原料制备而成:聚甘油脂肪酸酯35-40份;铁粉30-40份;活性炭粉10-15份;钠基膨润土25-35份;硅酸盐水泥15-20份。优选地,本发明一种水体复合修复剂,由以下重量份的原料制备而成:聚甘油脂肪酸酯40份;铁粉40份;活性炭粉15份;钠基膨润土35份;硅酸盐水泥20份。本发明提供一种水体复合修复剂的制备方法,该制备方法包括以下步骤:1)混合:将聚甘油脂肪酸酯、铁粉、活性炭粉、钠基膨润土、硅酸盐水泥等各种原料按比例混合,加入适量的水,充分搅拌混合;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。本发明提供上述水体复合修复剂的应用,即上述水体复合修复剂在污染水体修复的应用。本发明的各组分的作用原理简述如下:聚甘油脂肪酸酯是一种新型、高效的非离子性表面活性剂。作为甘油脂肪酸酯系列产品中聚甘油酯,其乳化性能比单甘油酯优越得多,原因就在于聚甘油酯有更多亲水性羟基;且其亲水性随甘油聚合度增加而增强,亲油性随脂肪酸烷基不同而不同,所以通过改变聚甘油聚合度、脂肪酸种类及酯化度,可得到一系列hlb值(亲水亲油平衡值)由1~20,从亲油性到亲水性不同性能聚甘油酯产品,以适于各种特殊用途。聚甘油酯兼有亲水、亲油双重特性,具有良好乳化、分散、湿润、稳定、起泡等多重性能。现有技术中采用聚甘油脂肪酸酯通常作为食品、日用化妆品的添加剂,本发明利用聚甘油脂肪酸酯的增溶、除油功能,增加水体的溶解氧。污染水体的溶解氧通常很低,水体中的水、氧结合物一般首先在气、液两个界面之间形成,然后从气相向液相中扩散。由于聚甘油脂肪酸酯具有增溶作用,水溶液中形成的胶束中会溶解大量的氧气,通过胶束生成大量的水、氧合物,降低了水氧合物的形成时间,提高了氧在水体中的溶解度;此外,聚甘油脂肪酸酯还可以使水体表面上的浮沫和油膜等物质,导致水体表面的表面张力减少,空气中氧更容易进入水体中,加快水体中氧的溶解。同时加入的钠基膨润土具有高吸附能力,能吸附大量的溶解性有机污染物、协同去除色度。本发明特别加入了fe-c体系,修复剂中形成无数个原电池,可以与废水中的高浓度有机物发生氧化还原反应。本发明使用的硅酸盐水泥,起到的作用是将各种组分粘合在一起,依靠钠基膨润土、活性炭等多孔材料包覆聚甘油脂肪酸酯,能持久缓慢长效释放改善水体水质。本发明相对于现有技术的优点:1、本发明结合fe-c材料的微电解性能和聚甘油脂肪酸酯的增氧性能,大幅增加水体溶解氧,通过微电解氧化还原作用降解有机物,相对于现有技术而言,能同时进行增氧和微电解,增氧提高氧化电位,提高微电解的效果,改善水体水质的能力明显增强且效果持久;2、聚甘油脂肪酸酯的增氧原理不同于普通的氧化剂或释氧剂,而是采用其增溶性能,改善气-液两相的表面张力和接触面积,除去覆盖在水体表面的浮沫和油膜,从而使空气中氧气充分进入水体,增加水体的溶解氧。3、本发明的修复剂使用方便,无毒无污染,不易松散,能长效改善水体水质,避免了采用疏浚或人工增氧等治理措施造成的高成本等问题,本修复剂原料简单易得,制备方法简单,易产业化。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1:一种水体复合修复剂及其制备方法一种水体复合修复剂,由以下重量份的原料制备而成:聚甘油脂肪酸酯40份;铁粉40份;活性炭粉15份;钠基膨润土35份;硅酸盐水泥20份;上述水体复合修复剂的制备过程:将聚甘油脂肪酸酯、铁粉、活性炭粉、钠基膨润土、硅酸盐水泥等各种原料按比例混合,加入适量的水,充分搅拌混合;再将混合物注入蜂窝状模具,挤压,制成正方体形,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2:一种水体复合修复剂及其制备方法一种水体复合修复剂,由以下重量份的原料制备而成:聚甘油脂肪酸酯35份;铁粉30份;活性炭粉10份;钠基膨润土25份;硅酸盐水泥15份;上述水体复合修复剂的制备过程:将聚甘油脂肪酸酯、铁粉、活性炭粉、钠基膨润土、硅酸盐水泥等各种原料按比例混合,加入适量的水,充分搅拌混合;再将混合物注入蜂窝状模具,挤压,制成正方体形,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试验在三个1米×1米的实验池中进行试验。在同一个受污染的湖中取30l受污染的湖水分别倒入实验池中,检测湖水初始的cod含量和溶解氧含量,见表1。向其中两个实验池中分别投入实施例1和实施例2制备得到的修复剂30g,另外一个实验池作为对照,不添加制剂。试验期间,气温为25-30℃。在1天(24h)后和3天(72h)后分别检测水体的cod含量和溶解氧含量,结果见表2。表1受污染湖水水质指标指标cod(mg/l)溶解氧(mg/l)处理前的含量1101.2表2修复剂用于水体修复的试验结果当前第1页12
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