一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒及其制备方法。本发明专利技术的用于修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒利用底泥本身作为修复剂辅料，首先经过反硝化改性富集大量反硝化细菌，然后添加活性炭，再配合以聚乙烯醇、海藻酸钠作为缓释剂、以海藻酸钠作为包衣剂，制作而成硝酸钙缓释颗粒；其能有效消除底泥黑臭污染，具有高效、环保的特点，对城市环境保护具有重要意义。

Environmental protection type calcium nitrate sustained-release granules and its preparation method for repair of river sediment.

The present invention discloses environment-friendly calcium nitrate sustained-release granules and its preparation method for repair of river sediment. The present invention for environment-friendly calcium nitrate sustained-release granules repair river sediment using the sediment itself as repair agent materials, first through denitrification modified enrichment of denitrifying bacteria, and then adding activated carbon, together with polyvinyl alcohol and sodium alginate as sustained-release agent, sodium alginate as coating agent, made of calcium nitrate sustained-release granules; the can effectively eliminate black odor sediment pollution, has the advantages of high efficiency, environmental protection, environmental protection is of great significance to the city.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于属于环境修复领域，具体涉及一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒及其制备方法。
技术介绍
：城市河道(河涌)是城市重要的资源，发挥着景观、排涝、运输、纳污等功能。改革开放以来，在我国快速社会经济发展和城市化过程中，城市河道遭到严重的破坏和污染，黑臭现象大面积出现，与“生态人居”、“文明城市”的愿景相距甚远。修复城市河道黑臭污染业已成为我国当前的紧迫任务。河道黑臭污染的原因是河道长期接纳过量的有机污染物，消耗大量溶解氧，使得水体一直处于厌氧状态；厌氧状态下有机物难以有效去除而沉积于底泥中，无机物则处于还原态，其中即包括黑臭物质——硫化金属(黑)和硫化氢(臭)。针对黑臭污染，最直接的方法即通过添加氧化剂以氧化过量的污染物，其中硝酸盐是自由能仅次氧气的氧化剂，可被多数细菌作为电子受体进行反硝化作用。有研究表明硝酸盐可同时促进底泥中异养细菌和自养细菌的活性，异养细菌通过反硝化降解有机物，自养细菌通过硫氧化获取化学能，因此，硝酸盐能作为消除黑臭污染的生化制剂。应用此机理的黑臭底泥修复措施主要是投加硝酸钙，如专利CN102432078直接利用硝酸钙悬浊液、专利CN102267788则利用水泥加黏土矿物粉制作硝酸盐缓释剂，用于消除底泥黑臭污染。然而，硝酸钙易溶于水，直接投放于河道中会随流水稀释和运移，不但效率极低，且未被利用的硝酸盐可能成为氮污染物；而如果用水泥此类硬化物作为缓释辅料则为底泥带来二次污染。因<br>此，一种高效、环保的硝酸盐底泥修复剂极具应用潜力。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种能缓慢释放硝酸盐，有效氧化黑臭底泥从而缓解黑臭污染的修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒及其制备方法。本专利技术的修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒是通过以下方法制备的，该方法包括以下步骤：用于制备颗粒状粗产物的原料，按质量份数计，包括四水合硝酸钙25～40质量份，特制底泥40～65质量份，活性炭1～3质量份，海藻酸钠2～5质量份，聚乙烯醇1～3质量份；a、按上述质量份，称取各原料，将四水合硝酸钙加热熔解，然后加入其1/3～3体积的水，充分搅拌均匀，再加入聚乙烯醇，加热搅拌至沸腾使聚乙烯醇溶解，得到硝酸钙-PVA溶液；b、将硝酸钙-PVA溶液加到海藻酸钠中，加热搅拌至沸腾，得到硝酸钙-PVA-SA溶液；c、在硝酸钙-PVA-SA溶液中加入特制底泥，糅合成大团再切分成颗粒状，得到颗粒状粗产物，或将特制底泥先投入圆盘造粒机中，边转动边加入硝酸钙-PVA-SA溶液，造粒得到颗粒状粗产物；待颗粒状粗产物冷却后，放入包衣机中，以海藻酸钠溶液作为包衣浆液，包衣后的颗粒状粗产物经干燥后得到修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒；所述的特制底泥是取洁净河道清淤底泥，将硝酸钠溶液加入底泥中充分搅拌调成泥浆，静置培养，获得反硝化底泥，取反硝化底泥自然风干，粉碎，筛分获得风干反硝化底泥，然后在风干反硝化底泥中混入活性炭，获得特制底泥。优选，所述的修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒是通过以下方法制备的：a、将四水合硝酸钙加热熔解，然后加入其3倍体积的水，充分搅拌均匀，得到硝酸钙溶液，按100mL硝酸钙溶液加入2.5g聚乙烯醇的量在硝酸钙溶液中加入聚乙烯醇，加热搅拌至沸腾使聚乙烯醇溶解，得到硝酸钙-PVA溶液；b、将硝酸钙-PVA溶液按每100mL硝酸钙-PVA溶液加5g海藻酸钠的量加到海藻酸钠中，加热搅拌至沸腾，得到硝酸钙-PVA-SA溶液；c、在硝酸钙-PVA-SA溶液中加入特制底泥，糅合成大团再切分成颗粒状，得到颗粒状粗产物，或将特制底泥先投入圆盘造粒机中，边转动边加入硝酸钙-PVA-SA溶液，造粒得到颗粒状粗产物，所述的硝酸钙-PVA-SA溶液与特制底泥的用量比为10mL：10g；待颗粒状粗产物冷却后，放入包衣机中，以质量分数5％的海藻酸钠溶液作为包衣浆液进行包衣，在颗粒状粗产物表面形成弹性胶膜，包衣后的颗粒状粗产物经干燥后得到修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒；所述的特制底泥是取洁净河道清淤底泥，按每kg底泥加1L硝酸钠溶液的量，将0.1M硝酸钠溶液加入底泥中充分搅拌调成泥浆，静置常温培养一周，获得反硝化底泥，取反硝化底泥自然风干，粉碎，100目筛分获得风干反硝化底泥，在风干反硝化底泥中加入其质量5％的粒径小于0.15mm的活性炭，获得特制底泥。所述的干燥优选为自然风干或者低温干燥。所述的颗粒状粗产物的粒径优选为0.8cm。底泥作为天然的粘土，具有较强的粘合能力是良好的造粒剂，配合传统的粘合剂聚乙烯醇和海藻酸钠进一步提升对硝酸钙的缓释效果；同时经反硝化驯化的底泥富集了大量反硝化细菌(经风干转化为休眠体)，为硝酸钙缓释颗粒在投入底泥后快速发挥氧化底泥硫化物作用提供菌种资源；所含物质均为天然、可降解材料，不为原位修复现场带来二次污染。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的硝酸钙缓释颗粒投入到水体中能快速下沉并接触底质，避免硝酸钙在上层水相中的无效释放；(2)本专利技术的硝酸钙缓释颗粒能有效氧化黑臭底泥：缓慢释放的硝酸盐不仅能刺激底泥中的异养反硝化菌降解底泥中的有机物，同时也刺激自养反硝化菌氧化底泥中的硫化物，从而缓解黑臭污染；(3)硝酸钙缓释颗粒的缓释作用能避免过多的硝酸盐进入水相，既避免其污染水体，也降低了硝酸盐的使用量，克服了以往以液态形式投放的弊端；(4)硝酸钙缓释颗粒造粒用料均为环保材料：底泥为天然粘土，其使用方式即是物归原处，克服了以往用异质材料如水泥等带来的二次污染；SA属于天然产物，虽用量较低，但能显著提升颗粒的物理特性；PVA属于可降解材料，其形成致密的分子网格能显著提升缓释效果；活性炭具有多孔性能通过吸附达到缓释效果，同时它也是天然的底质改良剂，被广泛用于环境修复。附图说明：图1为底泥加入硝酸钙缓释颗粒后的表观特征与氧化层厚度变化图，其中左侧的第一个为空白对照泥柱，其余均为处理泥柱。图2为硝酸钙缓释颗粒在含泥水相中的释放规律图。图3为底泥加入硝酸钙缓释颗粒后的ORP和DO变化情况图，其中CK表示空白组，A、B和C分别表示添加了硝酸钙缓释颗粒A、B和C的处理组。图4为底泥加入硝酸钙缓释颗粒后的AVS变化情况图，其中CK表示空白组，A、B和C分别表示添加了硝酸钙缓释颗粒A、B和C的处理组。具体实施方式：以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1：(1)制备特制底泥：采集洁净河道清淤的底泥100g于500m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：用于制备颗粒状粗产物的原料，按质量份数计，包括四水合硝酸钙25～40质量份，特制底泥40～65质量份，活性炭1～3质量份，海藻酸钠2～5质量份，聚乙烯醇1～3质量份；a、按上述质量份，称取各原料，将四水合硝酸钙加热熔解，然后加入其1/3～3体积的水，充分搅拌均匀，再加入聚乙烯醇，加热搅拌至沸腾使聚乙烯醇溶解，得到硝酸钙‑PVA溶液；b、将硝酸钙‑PVA溶液加到海藻酸钠中，加热搅拌至沸腾，得到硝酸钙‑PVA‑SA溶液；c、在硝酸钙‑PVA‑SA溶液中加入特制底泥，糅合成大团再切分成颗粒状，得到颗粒状粗产物，或将特制底泥先投入圆盘造粒机中，边转动边加入硝酸钙‑PVA‑SA溶液，造粒得到颗粒状粗产物；待颗粒状粗产物冷却后，放入包衣机中，以海藻酸钠溶液作为包衣浆液，包衣后的颗粒状粗产物经干燥后得到修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒；所述的特制底泥是取洁净河道清淤底泥，将硝酸钠溶液加入底泥中充分搅拌调成泥浆，静置培养，获得反硝化底泥，取反硝化底泥自然风干，粉碎，筛分获得风干反硝化底泥，然后在风干反硝化底泥中混入活性炭，获得特制底泥。...

【技术特征摘要】
1.一种修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步
骤：
用于制备颗粒状粗产物的原料，按质量份数计，包括四水合硝酸钙25～40质量份，特制
底泥40～65质量份，活性炭1～3质量份，海藻酸钠2～5质量份，聚乙烯醇1～3质量份；
a、按上述质量份，称取各原料，将四水合硝酸钙加热熔解，然后加入其1/3～3体积的水，
充分搅拌均匀，再加入聚乙烯醇，加热搅拌至沸腾使聚乙烯醇溶解，得到硝酸钙-PVA溶液；
b、将硝酸钙-PVA溶液加到海藻酸钠中，加热搅拌至沸腾，得到硝酸钙-PVA-SA溶液；
c、在硝酸钙-PVA-SA溶液中加入特制底泥，糅合成大团再切分成颗粒状，得到颗粒状粗
产物，或将特制底泥先投入圆盘造粒机中，边转动边加入硝酸钙-PVA-SA溶液，造粒得到颗
粒状粗产物；
待颗粒状粗产物冷却后，放入包衣机中，以海藻酸钠溶液作为包衣浆液，包衣后的颗粒
状粗产物经干燥后得到修复黑臭河道底泥的环保型硝酸钙缓释颗粒；
所述的特制底泥是取洁净河道清淤底泥，将硝酸钠溶液加入底泥中充分搅拌调成泥浆，
静置培养，获得反硝化底泥，取反硝化底泥自然风干，粉碎，筛分获得风干反硝化底泥，然
后在风干反硝化底泥中混入活性炭，获得特制底泥。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的修复黑臭河道底泥的环保型硝酸
钙缓释颗粒是通过以下方法制备的：
a、将四水合硝酸钙加热熔解，然后加入其体积3倍体积的水，充分搅拌均匀，得到硝酸
钙溶液，按100ml硝酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭楠，潘汉平，许玫英，孙国萍，
申请(专利权)人：广东省微生物研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44