本发明属于水治理领域，具体涉及一种黑臭水体底泥生物改良剂。
背景技术：
传统的底泥改良材料通常指在处理中使用的各种化学混凝絮凝剂，常用的有石灰、聚铁、聚铝、高分子等一些化学合成材料。这类化学合成材料的使用效果是得到行业内充分肯定的，但随着国家对环保要求的越加严格，过多使用化学合成材料的弊病就凸显出来了，而引起业内关注的主要在于两点，其一是很多化学合成材料的生产和使用过程就带来明显二次污染；其二就是化学合成材料大部分残留在污泥中导致了污泥处理难度更大更复杂，给部分污泥的有效利用带来难题，也抑制了行业内很多污泥回收利用相关企业的发展。因此很多环保从事者都在追寻更贴近自然、环保、更经济、更高效的新型净水材料。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种黑臭水体底泥生物改良剂，能有效改善底层水体环境，增加水体溶氧，吸收降解水体中有机物，抗菌效率高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种黑臭水体底泥生物改良剂，其原料按重量份计，包括改性硅藻土20~25份、聚合硫酸铝铁10~15份、膨润土10~15份、壳聚糖10~15份、竹笋壳10~15份、牡荆灰碱提取物8~15份、微生物菌剂10~15份。
所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土置于5mol/l的盐酸溶液中搅拌混合2~5h，然后取出水洗至中性，再将硅藻土置于500℃下煅烧1h，得到改性硅藻土。
所述竹笋壳的制备方法为：将洗净、干燥的竹笋壳粉碎，过筛，烘干；再置于0.5mol·l-1的硝酸溶液中，50~70℃下浸渍2~4h；
所述牡荆灰碱提取物的制备方法为：取牡荆枝叶，火化为灰，蒸馏水溶解、过滤，蒸至原体积的1/5～1/6，拌入可溶性淀粉，在90℃下烘干成固体；其中可溶性淀粉质量为牡荆枝叶质量的两倍。
所述微生物菌剂具体为:硝化细菌菌粉与脱氮副球菌菌粉按照质量比1:1混合。
所述黑臭水体底泥生物改良剂的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将改性硅藻土、聚合硫酸铝铁、膨润土、竹笋壳、牡荆灰碱提取物在80℃下混合搅拌8~12h；
（2）然后冷却至室温，再将壳聚糖、微生物菌剂加入到步骤（1）获得的混合物中，室温下搅拌1~2h，造粒，制备得到所述改良剂。
本发明所制备的改良剂其采用竹笋壳包覆高孔硅藻土，其中硝酸预处理竹笋壳颗粒，解构竹笋壳内分子间氢键，提高竹笋壳表面羟基利用率，利于与硅藻土、壳聚糖、膨润土等发生偶联，并且竹笋壳的多孔结构也极易吸附污染物，能增大絮凝污染物的作用；另外，本发明通过加入牡荆灰碱提取物，其作用是在于进一步吸附一定量的底泥中的重金属，降低重金属的迁移能力，由于其添加能够增加底泥的碱性，而在偏碱性的土壤中，土壤中铁、铝氧化物对cr3+具有较强的吸附能力，提高了可还原态cr的含量，同时经过添加淀粉的牡荆灰碱提取物，其不仅加入可以改善底泥的通气性，该通气能力的提高有利于底泥中的还原性物质，利于植物根系的呼吸作用，而且具有很好的粘性作用，可以在将细微粒物质吸附到改良剂表面，形成链式相粘结的结构。
本发明通过在黑臭水体中加入此生物改良剂，利用其具有巨大的比表面积和较强的吸附力，把超细微粒物质（黑臭水体中的污染物如氨氮、磷等）吸附到改良剂表面，在结合其絮凝作用，促使水中的污染物快速物理絮凝、沉淀于黑臭底泥表面，恢复水体的部分自净能力，而且高孔改良剂吸附污染物后形成类似硅肥的养料，在污染物厌氧等条件下自我分解时，高孔改良剂会缓慢释放分解形成的污染物（即营养物质）给水生植物提供养份，同时细菌以改良剂为载体快速分解黑臭底泥中的有机污染物，使底部及整个水体生态系统会以较快速度恢复，达到自然环境生态系统。
在处理过程时，加入微量底泥生物改良剂，在高速搅拌下，生物改良剂表面的不平衡电位能破坏污水中电离子圈，并中和悬浮离子的带电性，导致胶体颗粒和胶团结构的ξ电位减少或为零。从而达到胶体颗粒脱离的目的，促使水中的污染物快速物理絮凝、沉淀。同时加上生物改良剂具有巨大的比表面积，巨大的孔体积和较强的吸附力，把超细微粒物质吸附到改良剂表面，形成链式结构，瞬间下沉与水体分离覆盖于黑臭底泥的表面。微生物附着在生物改良剂载体上，无需在水体中捕捉碳源，以硅藻表面聚合的污染物为食料迅速繁殖，同时为水生植物的生长提供养份，慢慢消解黑臭底泥，形成自然的生态循环。
本发明的显著优点在于：
（1）在处理中以无毒无害的生物改良剂物理吸附和静电聚合代替60%以上有毒的化学絮凝剂；
（2）用纳米微孔作生物载体使微生物在生物改良剂表面富集的碳源上繁殖；
（3）吸附有机污染物后形成类似硅肥的养料，在污染物厌氧等条件下自我分解时，生物改良剂会缓慢释放分解形成的污染物（即营养物质）给水生植物提供养份，同时细菌以纳米生物改良剂为载体快速分解黑臭底泥中的有机污染物；
（4）本发明生物改良剂可使污染底泥恢复良性土壤骨架和孔隙结构，提高底栖生物的繁殖能力和活化能力，减少内源污染释放，提高基质氧化还原电位，增大底泥溶解氧，消除底泥黑臭。
较传统的底泥改良剂相比有以下特点：
（1）传统的底泥改良剂均为化学药剂，长期使用能产生二次污染；本发明为自然提纯混合而成无二次污染。
（2）传统的底泥改良剂不可能作为细菌的载体；而本发明作为细菌的载体使用充分分解有机污染。
（3）传统的底泥改良剂不可能吸附有机污染物中的氨氮、磷、重金属等为水生植物提供养料；而本发明吸附有机污染物后形成类似硅肥的养料，在污染物厌氧等条件下自我分解时，纳米生物改良剂会缓慢释放分解形成的污染物（即营养物质）给水生植物提供养份，同时细菌以纳米生物改良剂为载体快速分解黑臭底泥中的有机污染物。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种黑臭水体底泥生物改良剂，其原料按重量份计，包括改性硅藻土20份、聚合硫酸铝铁10份、膨润土10份、壳聚糖10份、竹笋壳10份、牡荆灰碱提取物8份、微生物菌剂10份。
所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土置于5mol/l的盐酸溶液中搅拌混合2~5h，然后取出水洗至中性，再将硅藻土置于500℃下煅烧1h，得到改性硅藻土。
所述竹笋壳的制备方法为：将洗净、干燥的竹笋壳粉碎，过筛，烘干；再置于0.5mol·l-1的硝酸溶液中，50~70℃下浸渍2~4h；
所述牡荆灰碱提取物的制备方法为：取牡荆枝叶，火化为灰，蒸馏水溶解、过滤，蒸至原体积的1/5～1/6，拌入可溶性淀粉，在90℃下烘干成固体；其中可溶性淀粉质量为牡荆枝叶质量的两倍。
所述微生物菌剂具体为:硝化细菌菌粉与脱氮副球菌菌粉按照质量比1:1混合。
所述黑臭水体底泥生物改良剂的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将改性硅藻土、聚合硫酸铝铁、膨润土、竹笋壳、牡荆灰碱提取物在80℃下混合搅拌8h；
（2）然后冷却至室温，再将壳聚糖、微生物菌剂加入到步骤（1）获得的混合物中，室温下搅拌1h，造粒，制备得到所述改良剂。
实施例2
一种黑臭水体底泥生物改良剂，其原料按重量份计，包括改性硅藻土22份、聚合硫酸铝铁13份、膨润土13份、壳聚糖13份、竹笋壳13份、牡荆灰碱提取物10份、微生物菌剂13份。
所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土置于5mol/l的盐酸溶液中搅拌混合2~5h，然后取出水洗至中性，再将硅藻土置于500℃下煅烧1h，得到改性硅藻土。
所述竹笋壳的制备方法为：将洗净、干燥的竹笋壳粉碎，过筛，烘干；再置于0.5mol·l-1的硝酸溶液中，50~70℃下浸渍2~4h；
所述牡荆灰碱提取物的制备方法为：取牡荆枝叶，火化为灰，蒸馏水溶解、过滤，蒸至原体积的1/5～1/6，拌入可溶性淀粉，在90℃下烘干成固体；其中可溶性淀粉质量为牡荆枝叶质量的两倍。
所述微生物菌剂具体为:硝化细菌菌粉与脱氮副球菌菌粉按照质量比1:1混合。
所述黑臭水体底泥生物改良剂的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将改性硅藻土、聚合硫酸铝铁、膨润土、竹笋壳、牡荆灰碱提取物在80℃下混合搅拌10h；
（2）然后冷却至室温，再将壳聚糖、微生物菌剂加入到步骤（1）获得的混合物中，室温下搅拌1h，造粒，制备得到所述改良剂。
实施例3
一种黑臭水体底泥生物改良剂，其原料按重量份计，包括改性硅藻土25份、聚合硫酸铝铁15份、膨润土15份、壳聚糖15份、竹笋壳15份、牡荆灰碱提取物15份、微生物菌剂15份。
所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土置于5mol/l的盐酸溶液中搅拌混合5h，然后取出水洗至中性，再将硅藻土置于500℃下煅烧1h，得到改性硅藻土。
所述竹笋壳的制备方法为：将洗净、干燥的竹笋壳粉碎，过筛，烘干；再置于0.5mol·l-1的硝酸溶液中，50~70℃下浸渍2~4h；
所述牡荆灰碱提取物的制备方法为：取牡荆枝叶，火化为灰，蒸馏水溶解、过滤，蒸至原体积的1/5～1/6，拌入可溶性淀粉，在90℃下烘干成固体；其中可溶性淀粉质量为牡荆枝叶质量的两倍。
所述微生物菌剂具体为:硝化细菌菌粉与脱氮副球菌菌粉按照质量比1:1混合。
所述黑臭水体底泥生物改良剂的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将改性硅藻土、聚合硫酸铝铁、膨润土、竹笋壳、牡荆灰碱提取物在80℃下混合搅拌12h；
（2）然后冷却至室温，再将壳聚糖、微生物菌剂加入到步骤（1）获得的混合物中，室温下搅拌2h，造粒，制备得到所述改良剂。
对比例
一种黑臭水体底泥生物改良剂，其原料按重量份计，包括改性硅藻土25份、聚合硫酸铝铁15份、膨润土15份、壳聚糖15份、秸秆粉15份、淀粉15份、微生物菌剂15份。
制备方法为：
（1）将改性硅藻土、聚合硫酸铝铁、膨润土、淀粉、秸秆粉在80℃下混合搅拌12h；
（2）然后冷却至室温，再将壳聚糖、微生物菌剂加入到步骤（1）获得的混合物中，室温下搅拌2h，造粒，制备得到所述改良剂。
应用试验：
将制备获得的底泥生物改良剂头放入黑臭水体中进行底泥修复。
表1各个实施例以及对比例的具体参数
对上述实施例和对比例处理的黑臭水体中的ph值、氨氮、总磷、codcr、bod、do含量进行测试，如表2所示。
表2
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。