本发明属于水污染治理领域，特别涉及一种快速修复河道的绿色药剂。
背景技术：
随着地球水资源的日趋紧缺，人们越来越重视水环境的保护和污水资源的再生回用。现阶段，国内天然水体受污染情况严重，富营养化致使天然水体受到污染很难再利用，水体修复迫在眉睫，湖泊、河流、近海等水域富营养化所产生的水华、赤潮现象越加频繁。其中由于蓝绿藻引起的水华现象最为普遍，藻类在某些季节大量繁殖，缠绕在沉水植物或漂浮在水表、覆盖在浅水底部，水体中溶解氧含量下降，水质恶化，鱼类和其他生物大量死亡。同时产生难闻气味，对水体景观也造成严重影响。藻类水华所引起的天然水体污染已被公认为一个全球性的生态环境问题，受到国际社会的普遍关注。随着环境意识、生态观念的增强以及生活水平的提高，社会对修复河流生态系统的要求越发迫切。研究出一种既能抑制藻类生长，防止水华现象发生，同时对河流生态系统其他动植物无害的绿色药剂将是一个有效措施。
氨氮是衡量水体毒性和富营养化过程的重要指标，浓度过高会对水生动植物产生毒性。当水体中氨氮浓度过高时，溶解氧浓度会降低，水体会出现发黑发臭现象，最终导致水生生物的死亡。且氨氮浓度过高也会导致水体富营养化现象。水体中的氨氮主要来源于生活污水中各种蛋白质有机物在微生物作用下，发生复杂的生物化学作用，分解所产生；工业废水和农业施肥等。
吸附法是一种水处理的深度处理工艺，已广泛应用于水污染治理技术。吸附材料的选择是吸附效果的重要影响因素，离子交换吸附时处理受氨氮污染水体的常用方法。现有的吸附材料中沸石对氨氮的吸附效果较佳，但仍不能达到天然水体的标准。其他吸附材料存在脱氮效率低、价格昂贵等问题。因此，急于开发一种针对性和适应性强，同时兼有抑藻无害于天然水生生物的绿色的快速修复河道的药剂。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速修复河道的绿色药剂，该药剂修复受污染河道水过程中有效去除氨氮的同时，亦可有效抑制河道水体中藻类爆发及水华现象的发生；提高河道水透明度及水体自净能力；通过药剂的投加实施改善河道水质和底质，且处理效果佳、零污染、无毒害，适用于河道和湖泊等水体修复的改善。
本发明提供了一种快速修复河道的绿色药剂，包括液相药剂和固相药剂；其中，所述液相药剂为过氧化氢和安替福民，所述固相药剂为过硫酸盐、聚丙烯酰胺、天然沸石粉和蒙脱石粉。
优选的，包括安替福民0.01～0.05ml/l、过氧化氢0.1～0.5ml/l、聚丙烯酰胺10～40mg/l、过硫酸盐1～5mg/l、天然沸石粉40～60mg/l、蒙脱石粉10～20mg/l。
最优选的，包括安替福民0.02ml/l、过氧化氢0.2ml/l、聚丙烯酰胺20mg/l、过硫酸盐1mg/l、天然沸石粉50mg/l、蒙脱石粉15mg/l。
所述过硫酸盐为过硫酸钾。
所述过氧化氢的质量分数为30％。
所述天然沸石粉和蒙脱石粉的粒径为150～250目。
本发明液相药剂所使用过氧化氢质量分数为30％，使用量为0.2ml/l。市场均有销售，易获得且价格低廉。使用时可用自来水或较清澈水进行稀释，均匀喷洒至河道中稀释水水温不宜过高(20～25摄氏度为宜)，可轻搅混匀后置于阴凉处并及时使用。投放过程中应尽量缩短在空气中停留的时间以控制h2o2的挥发。液相药剂所使用安替福民为0.02ml/l，常用消毒杀菌剂，市场均有销售，易获得且价格低廉。同过氧化氢，安替福民使用时可进行稀释、搅拌混匀后喷洒至河道。
本发明固相药剂使用过硫酸钾，用量为1mg/l。过硫酸钾具有强氧化性，常用作漂白剂、氧化剂。固相药剂使用聚丙烯酰胺，用量为20mg/l，是高分子絮凝剂。固相药剂使用天然沸石粉和蒙脱石粉，用量分别为50mg/l和15mg/l，沸石粉和蒙脱石粉混合投加可有效防止吸附材料沉降过快而造成的吸附效果不佳等问题。以上固相药剂均可购买，易获得且价格低廉，使用后可有效吸附河道水中的氨氮和藻类，提高水体透明度。
有益效果
(1)本发明可有效去除河道水中的氨氮，且有效抑制河道水藻类的生长，提高水质的同时有效防止水华现象的发生；同时改善河道水的各项指标，提高水体的自净能力。
(2)本发明中的液相药剂可有效破坏河道水中叶绿素细胞，抑制藻类的再生功能，最佳叶绿素a去除率可达98.3％.
(3)本发明中的固相药剂可将藻细胞吸附至材料周围，提高河道的透明度，透明度最佳可提高至63％。
(4)本发明中的固相药剂仍能吸附河道水体中的氨氮，最佳吸附效果可提高至80.8％。
(5)使用本发明净化河道水后活性氯含量低于0.79mg/l，对河道生态系统其他水生生物生命活性并无明显影响。
(6)使用本发明净化河道水后，水质各项指标为良好状态，河道自净能力有所提高；该药剂为绿色、环保、无毒药剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下实施例绿色药剂的组分均为：安替福民0.02ml/l、过氧化氢0.2ml/l、聚丙烯酰胺20mg/l、过硫酸盐1mg/l、天然沸石粉50mg/l、蒙脱石粉15mg/l。
实施例1
湖水：
以某重富营养化湖泊作为研究对象，进行水体修复实验。在未进行水体修复前，测定水体中氨氮、活性磷酸盐、cod含量分别为6.5mg/l、0.45mg/l、55mg/l，溶解氧浓度为10.6mg/l，叶绿素a浓度为18.75μg/ml。取样后进行生物强化，放入水草、鱼苗(2cm-3cm长)，经过生物驯化后，将绿色药剂进行投放。投放3小时后，氨氮去除率可达82.77％；投放24小时后，叶绿素a浓度降低至1.625μg/ml，且藻细胞浓度去除率为69％，透明度提高83.56％。湖泊系统中鱼类、水草等仍维持良好生长，且水质各项指标达到v类标准，河道具有一定自净能力，生态状况得到恢复。
实施例2
河道水-低浓度：
以某富营养化河道水作为研究对象，进行水体修复实验。在未进行水体修复前，测定水体中氨氮、活性磷酸盐、cod含量分别为3.24mg/l、0.71mg/l、40mg/l，溶解氧浓度为9.11mg/l，叶绿素a浓度为7.5μg/ml。分别于河道两侧随机取样后进行生物强化，放入水草和鱼苗，将绿色药剂进行投放。投放3小时后，氨氮去除率可达57.68％；投放24小时后，叶绿素a浓度降低至0.125μg/ml，且藻细胞浓度去除率为51％，浊度由31度降低至7度。河道系统中鱼类、水草等仍能维持生长，河道水体达到iv类标准，水体改善的同时，生态得到逐渐恢复。
实施例3
河道水-高浓度：
以某市某河道水作为研究对象，进行水体修复实验。在未进行水体修复前，测定水体中氨氮、活性磷酸盐、cod含量分别为21.45mg/l、1.04mg/l、55mg/l，溶解氧浓度为4.81mg/l，叶绿素a浓度为31.75μg/ml。分别于河道两侧随机取样后进行生物强化，放入水草和打捞从河道的鱼苗，将绿色药剂进行投放。投放3小时后，氨氮去除率可达80.56％；投放24小时后，叶绿素a浓度降低至2.375μg/ml，且藻细胞浓度去除率为65.75％，透明度提高60.3％。使用本实施例所述绿色药剂修复高浓度受污染河道水，出水水质改善的同时河道系统中鱼类、水草等仍能维持生长，生态得到逐渐恢复。
实施例4
对比其它材料：
以某市某湖泊作为研究对象，进行水体修复实验。在未进行水体修复前，测定水体中氨氮、活性磷酸盐、cod含量分别为6.5mg/l、0.45mg/l、55mg/l，溶解氧浓度为10.6mg/l，叶绿素a浓度为18.75μg/ml。取样后进行生物强化，放入水草、微生物制剂、鱼，经过生物驯化后，分别投放本发明所述快速修复河道的绿色药剂及其它抑藻吸附氨氮药剂，进行对比实验。其他抑藻材料吸附氨氮药剂分别选取：聚合氯化铝和改性天然沸石(分别采用盐改性和碱改性)。使用聚合氯化铝替换本发明药剂中的聚丙烯酰胺，改性沸石粉替换未改性沸石粉。
聚合氯化铝为一种无机高分子混凝剂，易溶于水，黄色或淡黄色、深褐色、深灰色。聚合氯化铝由于其氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。但在水处理过程中，该药剂会生成黄色沉淀物或絮凝物沉落至河道或河底，致使河道水透明度降低。
使用氯化钠对天然沸石进行改性。盐改性可在一定程度上增加沸石的吸附性能，经过活化后的沸石，其结构单元的作用力降低，层间的阳离子具有可交换性且内表面积增加。取5g待预处理天然沸石，使用70g/l的氯化钠改性剂50ml，放置于锥形瓶中，使用磁力搅拌器搅拌30分钟后，静置24小时后。使用去离子水冲洗净，过滤放入电热鼓风干燥箱中在100摄氏度下烘干，冷却至室温密封保存待用。
使用氢氧化钠和壳聚糖对天然沸石进行改性。取5g待预处理天然沸石，使用0.5mol/l的氢氧化钠和0.5mol/l壳聚糖改性剂50ml，放置于锥形瓶中，使用磁力搅拌器搅拌30分钟后，静置24小时后。使用去离子水冲洗净，过滤放入电热鼓风干燥箱中在100摄氏度下烘干，冷却至室温密封保存待用。
效果如下：
由实施例4可知本发明所制快速修复河道的绿色药剂具有较好的脱氨氮及抑藻作用，相较于其它脱氨氮、抑藻药剂具有明显优势。且本发明绿色药剂易获得、价格低廉、使用便利无需预处理。兼具经济性、便利性、生态性、高效性等优点。