用来消除湖泊内源污染的矿物复合材料及应用，其特征是复合材料是以天然石膏、硬石膏或以石膏为主要成分的工业废渣与褐铁矿矿石、或硫酸烧渣、或赤铁矿矿石、或含铁按重量百分比高于２０％的材料为原料，经配料、混合得混合料，混合料按摩尔比Ｓ∶Ｆｅ为２０∶１～１∶３；混合料粉磨成过１０－２００目的粉体即为所得；将粉体按照５０－１０００ｇ／ｍ↑［２］的投加量，投加到被处理水体中。本发明专利技术针对湖泊、河流、景观水体内源污染严重的问题提供了一种钝化、固定底泥中磷的材料和方法，从而阻止底泥中磷向水体的释放，消除内源污染。
Mineral composite material used for eliminating Lake endogenous pollution and its application
To eliminate the endogenous pollution of lake mineral composite materials and application, which is characterized in that the composite material is natural gypsum, anhydrite or gypsum as the main component of industrial waste and limonite ore, or sulfuric acid slag, or hematite ore, or iron containing by weight percentage higher than 20% of the materials, mixing, mixing mixed materials, mixture molar of S to Fe is 20: 1 to 1: 3; mixture grinding into 10 - 200 purpose powder is obtained; the powder according to the 50 - 1000g / M = 2. The dosage was added in water treatment. The present invention is directed to lakes, rivers, landscape endogenesis pollution serious problem provides material and method for passivation, fixed phosphorus in the sediment, thereby preventing sediment phosphorus release to water body, eliminate the endogenous pollution.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用来消除河流、景观水体、湖泊内源污染的矿物复合材料、其制备及应 用方法，更具体地说是涉及一种用矿物材料固定磷、抑制甲垸产生、减少温室气体排放的技 术方法。
技术介绍
富营养化主要发生在湖泊、水库、海湾、平原河沟和沟渠、城市河流、城市景观水体等 自净能力较差水域。有关单位的研究结果表明，我国一些城市湖泊、水库都已达到中等营养 化及重富营养化水平，城市、城郊湖泊以及景观水体存在严重的富营养化。富营养化污染已 成为目前世界各国所共同面临的重大环境问题。富营养化湖泊水体中过量的磷一方面来自工业废水、城镇生活污水和农业面源污染；另 一方面还有内源磷的作用，即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐，从而增加水体溶解 磷的含量。内源磷的释放是湖泊、河流、景观水体富营养化的根源，如何固定水体和底泥中 的磷，如何阻止底泥中内源磷的释放是水环境保护迫切需要解决的技术难题。湖泊、河流、景观水体的底泥来源多种多样，组成复杂，磷的赋存有多种形式。例如， 湖泊的底泥是河流带入以及湖内衍生的无机和有机颗粒在水动力条件比较弱的环境中沉淀 物。湖泊、河流、景观水体底泥主要组分是粘土矿物，含有大量的生物残体和排泄物，富含 有机物和氮磷营养元素。湖泊、河流、景观水体底泥中磷有如下几种赋存状态粘土矿物吸 附态磷、铁锰氧化物吸附态磷、碳酸盐结合态磷、磷酸盐结合态磷、有机结合态磷、植物和 微生物组织细胞内磷。由于微生物代谢耗氧作用，湖泊、河流、景观水体底泥一般处于缺氧、 厌氧环境。底泥在微生物的作用下，发生如下释放过程生物体中不溶性有机磷转变为无机 正磷酸盐溶解释放到孔隙水中；微生物活动改变底泥微环境的pH，促使不稳定磷酸盐矿物 的溶解；微生物对铁的还原作用促使吸附在铁氧化物表面的磷酸根释放到水中；生物代谢有 机物与粘土矿物表面的作用促使粘土矿物表面吸附的磷释放出来。另外，底泥中微生物代谢 产生甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体，尤其是甲烷气在水中的溶解度很低，气体的释放和向 上层水体的迁移， 一方面促进了底泥孔隙液中的磷与上层水的混和，另一方面随气泡夹带底 泥固体颗粒进入上层水体，甚至达到水体表面，在表面形成浮渣层，这些过程都加速底泥中 磷的释放。常用的废水除磷的方法有生物法，化学法和吸附法。生物法除磷出水磷酸盐磷浓度一般 在0.5呢/L以上，大大高于地面水体磷浓度标准。化学法除磷需要与生物处理结合，否则形成的磷酸盐沉淀很难从水中沉淀分离出来。吸附法除磷是利用吸附剂提供的大比表面积，通 过磷在吸附剂表面的吸附、离子交换或表面沉淀过程，实现磷酸盐从废水中的分离。吸附法 除磷工艺简单，运行可靠，可以作为生物法除磷的必要补充，也可以作为单独的除磷手段。 但目前所用的工业吸附剂对磷的吸附选择性低、吸附容量小，导致处理成本高。目前，为消除湖泊、河流、景观水体内源污染主要有两种方法， 一是底泥清淤，其二是 利用水生生物，如挺水生物、生物浮床等，吸收湖泊、河流、景观水体内源污染营养物。底 泥清淤是有效的方法，其缺点是底泥清淤工程量大，投资过大。利用水生生物吸收湖泊、河 流、景观水体内源污染营养物的缺点是需要对水生生物进行收获才能把营养物质从湖泊、河 流、景观水体系统转移出来，水生生物含水量高，捞取或收获水生生物劳动量大，成本高。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种用来消除湖泊内源污染的矿 物复合材料及应用。针对湖泊、河流、景观水体内源污染严重的问题，旨在提供一种钝化、 固定底泥中磷的材料和技术方法，从而阻止底泥中磷向水体的释放，消除内源污染。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案本专利技术用来消除湖泊内源污染的矿物复合材料的特点所述复合材料是以天然石膏、硬石 膏或以石膏为主要成分的工业废渣与褐铁矿矿石、或硫酸烧渣、或赤铁矿矿石、或含铁高于20%的材料为原料，经配料、混合得混合料，所述混合料按摩尔比S:Fe为20'.1 1:3;所述 混合料粉磨成过10-200目的粉体即为所得。 本专利技术材料的特点也在于在所述混合料中按重量百分比加入5%-20%的Mg(OH)2、 MgO或菱苦土，再经粉磨成 过10-200目的粉体即为所得。在所述混合料中按重量百分比加入5%-20%的Mg(OH)2、 MgO或菱苦土，并且按重量 百分比加入1-5%的萤石，再经粉磨成为过10-200目的粉体即为所得。本专利技术矿物复合材料用来消除湖泊内源污染的方法的特点是将所述粉体按照 50-1000g/m2的投加量，投加到被处理水体中。本专利技术矿物复合材料用来消除湖泊内源污染的方法的特点也在于首先将所述粉体用水 按重量百分比为1一50%调配成浆料，以所述浆料按照相当于固体投加量50-1000g/r^的投 加量，投加到水体中。作用机理本专利技术矿物复合材料对水体中溶解磷有一定的吸附作用，对水中的悬浮态胶体颗粒、微生物具有一定吸附、强化沉降作用，从而促进水体中的磷向底泥中迁移并钝化。本专利技术矿物复合材料中主要成份之一石膏或硬石膏或其他以石膏为主要成分的废渣，其 功能主要是向底泥中供给硫酸根作为电子的受体，促进和强化底泥中硫酸盐还原菌的活性， 在底泥中硫酸盐还原菌的作用，消耗和降解底泥中的有机物，并使底泥的氧化还原电位稳定 处于硫酸盐还原阶段，抑制甲烷菌的活性，阻止了温室气体甲烷的产生，固定生物代谢产生 的无机碳为不溶性碳酸盐，从而减少甲垸菌、二氧化碳等温室气体的排放量。本专利技术矿物复合材料中主要成份之一褐铁矿矿石、或硫酸烧渣、或赤铁矿矿石，其功能 主要是在作为电子受体的同时向底泥中供给铁离子，固定硫酸盐还原菌产生的硫离子，防止 硫化氢气体的释放、溢出影响环境以及对硫酸盐还原菌活性的抑制，促进和强化底泥中硫酸 盐还原菌的活性。本专利技术矿物复合材料中硫酸盐在底泥中硫酸盐还原菌还原作用下，消耗和降解底泥中的 有机物，并使底泥的氧化还原电位稳定处于硫酸盐还原阶段，抑制甲烷菌的活性，阻止了温 室气体甲烷的产生，从而减少甲烷菌的排放量。本专利技术矿物复合材料中由于硫酸盐和铁氧化物对底泥中氧化还原电位的缓冲作用，使底 泥的氧化还原电位稳定处于硫酸盐还原阶段，抑制甲烷菌的活性，阻止了温室气体甲烷的产 生，同时避免了因底泥甲烷气体排出导致的底泥上浮和水体表面出现浮渣层现象，改善了湖 泊、河流、景观水体的环境质量。硫酸盐还原菌2CH20(代表有机物)+ 2CaS04 2H2S+2CaC03 (1)+铁还原菌 ^ Fe203 + H+ Fe2+ + H20 (2)S2-+Fe2+-FeS丄 (3)Ca + P043- + OH - Ca5(P04)4OH与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在1、 本专利技术是一种原位生物修复技术，通过矿物复合材料的投加，在底泥中微生物作用 下，钝化、固定底泥中磷，以阻止底泥中磷向上覆水体的释放，消除内源污染，可以控制水体中磷浓度在0.1mg/L —下，从而阻止水体富营养化发生。2、 本专利技术矿物复合材料对水体中溶解磷有一定的吸附作用，并对水中的悬浮态胶体颗 粒、微生物具有一定吸附、强化沉降作用，从而促进水体中的磷向底泥中迁移并钝化。3、 本专利技术矿物复合材料中主要成份之一石膏或硬石膏或其他以石膏为主要成分的废渣， 其功能主要是向底泥中供给硫酸根作为电本文档来自技高网...
【技术保护点】
用来消除湖泊内源污染的矿物复合材料，其特征是所述复合材料是以天然石膏、硬石膏或以石膏为主要成分的工业废渣与褐铁矿矿石、或硫酸烧渣、或赤铁矿矿石、或含铁按重量百分比高于２０％的材料为原料，经配料、混合得混合料，所述混合料按摩尔比Ｓ∶Ｆｅ为２０∶１～１∶３；所述混合料粉磨成过１０－２００目的粉体即为所得。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈天虎，金鑫，孙玉兵，潘敏，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。