一種水體複合修復劑及其製備方法與應用與流程

2023-05-31 00:26:01 1

技術領域：
：本發明涉及水體修復
技術領域：
，具體涉及一種水體複合修復劑及其製備方法與應用。技術背景：水體富養化是許多湖泊、水庫的主要環境問題，被人形象地稱為「生態癌」，它的存在已經嚴重妨礙了對這些水體作為資源的利用，造成了環境和經濟的重大損失。水體富營養化的主要表現特徵是：(1)浮遊植物的生物量巨增，但種類減少，水體中的藍藻和綠藻大量繁殖；(2)於浮遊生物、細菌的大量增加導致水中的懸浮物大量增加，透明度降低；(3)產異味的浮遊植物大量滋生，使水體出現異味；(4)死亡的藻類殘體分解釋放使水體維持較高的總氮和總磷，而且使水體的ph值發生變化；(5)水體的氧平衡被破壞。在富營養化水體中，當夜晚表層水體的光合作用停止後，水體中生物的呼吸及分解仍在進行，導致水體中的溶解氧大幅度下降，甚至呈厭氧狀態。當底層水的溶解降低到零時，底部沉積物附近形成還原狀態，會引起一系列不良後果，如有機物質無機化不完全，產生甲烷氣體；硝酸鹽還原，發生脫氮反應：硫酸鹽還原，產生h2s氣體：厭氧條件下，mn和fe被還原。p可以從沉積物中釋放出來，底質p速率溶出在無氧條件下是有氧條件下的4倍。這些都會引起水質的進一步惡化；(6)在富營養化比較嚴重的水體中，會頻發華。在我國五大淡水湖之一的巢潮，幾乎每年都發生以銅綠微囊藻為主的水華，猶如水面上流動的綠漆，被風吹到沿岸水域後，有時會形成數公分厚的水華層，腐敗分解後，發出惡臭，嚴重破壞湖庫的水體功能及周圍環境。水體中的溶解氧含量從一定程度上決定了水體水質的好壞。目前在解決汙染水體修複方面，採用的措施主要有物理和化學兩大類。物理方法主要是採用人工疏浚，人工增氧曝氣，物理方法簡單，但花費成本很高；化學方法主要採用增氧劑，但此類方法存在釋放氧的時間不長，未能達到長效且有效修復水體的目的。本發明研發一種低成本、高效的修復劑，可有效增加汙染水體的溶解氧，與此同時能通過氧化還原作用降低汙染物。技術實現要素：本發明的目的在於提供及一種水體複合修復劑，以解決現有技術中無法長效高效釋氧、有效分解汙染物的技術問題。本發明所述的水體複合修復劑以聚甘油脂肪酸酯、鐵粉、活性炭粉、鈉基膨潤土、矽酸鹽水泥作為主要原料，稱量、混勻、加水、擠壓成型、養護等步驟得到，將該修復劑用於水體修復，可提供微電池長效氧化作用和較高的氧化電位，利用表明活性劑的增溶作用降低水體表面張力，消除水體表面浮沫，通過氣液兩相界面使大氣中的氧氣持續進入水體，快速有效提高水體溶解氧含量，有效淨化水質，恢復水體自淨功能。本發明提供一種水體複合修復劑，由以下重量份的原料製備而成：聚甘油脂肪酸酯35-40份；鐵粉30-40份；活性炭粉10-15份；鈉基膨潤土25-35份；矽酸鹽水泥15-20份。優選地，本發明一種水體複合修復劑，由以下重量份的原料製備而成：聚甘油脂肪酸酯40份；鐵粉40份；活性炭粉15份；鈉基膨潤土35份；矽酸鹽水泥20份。本發明提供一種水體複合修復劑的製備方法，該製備方法包括以下步驟：1)混合：將聚甘油脂肪酸酯、鐵粉、活性炭粉、鈉基膨潤土、矽酸鹽水泥等各種原料按比例混合，加入適量的水，充分攪拌混合；2)擠壓成型：將步驟1)得到的混合物注入蜂窩狀模具，擠壓，製成正方體形，然後將其置於室溫下，避光養護7天，得到修復劑成品。本發明提供上述水體複合修復劑的應用，即上述水體複合修復劑在汙染水體修復的應用。本發明的各組分的作用原理簡述如下：聚甘油脂肪酸酯是一種新型、高效的非離子性表面活性劑。作為甘油脂肪酸酯系列產品中聚甘油酯，其乳化性能比單甘油酯優越得多，原因就在於聚甘油酯有更多親水性羥基；且其親水性隨甘油聚合度增加而增強，親油性隨脂肪酸烷基不同而不同，所以通過改變聚甘油聚合度、脂肪酸種類及酯化度，可得到一系列hlb值(親水親油平衡值)由1～20，從親油性到親水性不同性能聚甘油酯產品，以適於各種特殊用途。聚甘油酯兼有親水、親油雙重特性，具有良好乳化、分散、溼潤、穩定、起泡等多重性能。現有技術中採用聚甘油脂肪酸酯通常作為食品、日用化妝品的添加劑，本發明利用聚甘油脂肪酸酯的增溶、除油功能，增加水體的溶解氧。汙染水體的溶解氧通常很低，水體中的水、氧結合物一般首先在氣、液兩個界面之間形成，然後從氣相向液相中擴散。由於聚甘油脂肪酸酯具有增溶作用，水溶液中形成的膠束中會溶解大量的氧氣，通過膠束生成大量的水、氧合物，降低了水氧合物的形成時間，提高了氧在水體中的溶解度；此外，聚甘油脂肪酸酯還可以使水體表面上的浮沫和油膜等物質，導致水體表面的表面張力減少，空氣中氧更容易進入水體中，加快水體中氧的溶解。同時加入的鈉基膨潤土具有高吸附能力，能吸附大量的溶解性有機汙染物、協同去除色度。本發明特別加入了fe-c體系，修復劑中形成無數個原電池，可以與廢水中的高濃度有機物發生氧化還原反應。本發明使用的矽酸鹽水泥，起到的作用是將各種組分粘合在一起，依靠鈉基膨潤土、活性炭等多孔材料包覆聚甘油脂肪酸酯，能持久緩慢長效釋放改善水體水質。本發明相對於現有技術的優點：1、本發明結合fe-c材料的微電解性能和聚甘油脂肪酸酯的增氧性能，大幅增加水體溶解氧，通過微電解氧化還原作用降解有機物，相對於現有技術而言，能同時進行增氧和微電解，增氧提高氧化電位，提高微電解的效果，改善水體水質的能力明顯增強且效果持久；2、聚甘油脂肪酸酯的增氧原理不同於普通的氧化劑或釋氧劑，而是採用其增溶性能，改善氣-液兩相的表面張力和接觸面積，除去覆蓋在水體表面的浮沫和油膜，從而使空氣中氧氣充分進入水體，增加水體的溶解氧。3、本發明的修復劑使用方便，無毒無汙染，不易鬆散，能長效改善水體水質，避免了採用疏浚或人工增氧等治理措施造成的高成本等問題，本修復劑原料簡單易得，製備方法簡單，易產業化。具體實施方式：以下結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1：一種水體複合修復劑及其製備方法一種水體複合修復劑，由以下重量份的原料製備而成：聚甘油脂肪酸酯40份；鐵粉40份；活性炭粉15份；鈉基膨潤土35份；矽酸鹽水泥20份；上述水體複合修復劑的製備過程：將聚甘油脂肪酸酯、鐵粉、活性炭粉、鈉基膨潤土、矽酸鹽水泥等各種原料按比例混合，加入適量的水，充分攪拌混合；再將混合物注入蜂窩狀模具，擠壓，製成正方體形，然後將其置於室溫下，避光養護7天，得到修復劑成品。實施例2：一種水體複合修復劑及其製備方法一種水體複合修復劑，由以下重量份的原料製備而成：聚甘油脂肪酸酯35份；鐵粉30份；活性炭粉10份；鈉基膨潤土25份；矽酸鹽水泥15份；上述水體複合修復劑的製備過程：將聚甘油脂肪酸酯、鐵粉、活性炭粉、鈉基膨潤土、矽酸鹽水泥等各種原料按比例混合，加入適量的水，充分攪拌混合；再將混合物注入蜂窩狀模具，擠壓，製成正方體形，然後將其置於室溫下，避光養護7天，得到修復劑成品。實施例3：本發明製備的修復劑用於受汙染水體修復的試驗在三個1米×1米的實驗池中進行試驗。在同一個受汙染的湖中取30l受汙染的湖水分別倒入實驗池中，檢測湖水初始的cod含量和溶解氧含量，見表1。向其中兩個實驗池中分別投入實施例1和實施例2製備得到的修復劑30g，另外一個實驗池作為對照，不添加製劑。試驗期間，氣溫為25-30℃。在1天(24h)後和3天(72h)後分別檢測水體的cod含量和溶解氧含量，結果見表2。表1受汙染湖水水質指標指標cod(mg/l)溶解氧(mg/l)處理前的含量1101.2表2修復劑用於水體修復的試驗結果當前第1頁12