一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料的制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料的制备，包括以下步骤：将过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土混合均匀后得到混合材料1备用；将混合材料1中添入苯甲酸钠和去离子水，搅拌混合充分反应15‑20min后经造粒机滚球得到粒径在9~14mm的释氧复合材料的内部球体材料；将火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土混合均匀后得到混合材料2备用；将混合材料2加入制备的内部球体材料中经造粒机得到外壳厚度不超过1.3mm的完整的释氧复合材料。本发明专利技术的优点在于：制备释氧复合材料的方法简单易操作，制备释放复合材料的释氧持续时间长，溶解氧提升效果明显，营养盐吸收效果好，制备成本低，同时，使用过程中避免了对环境造成的二次污染和影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料的制备与应用
本专利技术属于增氧材料
，具体涉及一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料的制备与应用。
技术介绍
河道黑臭污染现象是目前我国最突出的水环境问题之一，水体溶解氧几近为零，营养物质浓度过高是黑臭水体典型特征，也是导致水体出现黑臭现象的最直接原因。为了改善受污染河道水体的营养状况，消除黑臭现象，需要对水体的溶解氧进行改善，提升溶液氧水平以及降低富营养物质的浓度含量。目前水体溶解氧提升的常用方法主要有曝气增氧和投加释氧材料增氧。其中曝气增氧是通过曝气装置向水体鼓入空气，空气中的氧气溶解于水，从而提高了水中溶解氧浓度。释氧材料增氧是向水体中投加能释放氧气的化学材料，例如过氧化钙粉末与过氧化镁材料，它们能与水快速反应而释放氧气。而采用曝气增氧，购置设备的费用及其运行的成本费用较高，并且不能达到有效去除水中营养盐的目的，而传统的释氧材料释氧速度较快，释氧持久性较差，释氧反应后对水质酸碱度影响大，容易对水体造成二次污染，同时，吸收营养盐效果不佳。
技术实现思路
为克服上述技术问题，本专利技术提供了一种环境友好型用于黑臭河道治理的复合释氧材料的制备方法。为达到上述目的，本专利技术是通过以下的技术方案来实现的。一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料，包括芯材、以及包覆在芯材外面的壳材；所述芯材主要由过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土、苯甲酸钠和去离子水制成；所述壳材主要由火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土制成。过氧化钠具有强氧化性，作为释氧材料，一方面在与水体反应时能够释放出氧气，另一方面能够将水体中的污染物质氧化降解去除，工程效果相比于其他材料更加明显。进一步地所述芯材呈球状。进一步地所述芯材中过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土的质量比为8~10:5~6:3~5:2~5:1~3。进一步地所述壳材中火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土的质量比为8~10:5~7:2~5:1~3。进一步地所述过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土组成的混合材料与苯甲酸钠和去离子水的质量比为10:1~2:1~2。加去离子水是为了让组合材料粘结在一起，苯甲酸钠呈稳定的碱性，能有效延缓过氧化钠与水的反应速率和强度，使得过氧化钠的释氧时间和氧化时间得到有效的延长。进一步地还提供了一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土混合均匀后得到混合材料1备用；（2）将混合材料1中添入苯甲酸钠和去离子水，搅拌混合充分反应15-20min后经造粒机滚球得到粒径在9~14mm的释氧复合材料的内部球体材料；过氧化钠与水反应较强烈，放热剧烈，粒径过小容易产生热量集聚造成颗粒炸裂，这个粒径范围内所包含的过氧化钠的含量与水反应时不会引起局部过热现象，属于较温和有序反应的粒径含量值范围；（3）将火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土混合均匀后得到混合材料2备用；（4）将混合材料2加入制备的内部球体材料中经造粒机得到外壳厚度不超过1.3mm的完整的释氧复合材料。进一步地所述步骤（1）、（3）均在25~30℃的恒温箱中混合。此温度范围不会造成合成材料的无关化学反应，恒温主要是为了材料混合过程的稳定性。进一步地所述步骤（2）中混合材料1与苯甲酸钠和去离子水在30-35℃的恒温箱中混合反应。此温度有利于个组合材料之间的粘结作用，恒温是为了材料粘结过程的稳定性。进一步地一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料运用于黑臭河道治理。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：制备释氧复合材料的方法简单易操作，制备释放复合材料的释氧持续时间长，溶解氧提升效果明显，营养盐吸收效果好，制备成本低，同时，使用过程中避免了对环境造成的二次污染和影响的问题。附图说明图1为实施例1中实验组与空白组覆水中的总磷浓度随时间变化趋势图；图2为实施例1中实验组与空白组覆水中的总氮浓度随时间变化趋势图；图3为实施例1中实验组与空白组覆水中的含氧浓度随时间变化趋势图；图4为实施例2中实验组与空白组覆水中的总磷浓度随时间变化趋势图；图5为实施例2中实验组与空白组覆水中的总氮浓度随时间变化趋势图；图6为实施例2中实验组与空白组覆水中的含氧浓度随时间变化趋势图；图7为实施例3中实验组与空白组覆水中的COD浓度随时间变化趋势图；图8为实施例3中实验组与空白组覆水中的氨氮浓度随时间变化趋势图；图9为实施例3中实验组与空白组覆水中的含氧浓度随时间变化趋势图。具体实施方式下面结合实例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术所用的原料均为市售产品。实施例1一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土按质量比为8:5:3:5:3，在温度为25℃的恒温箱中混合均匀后得到混合材料1备用；（2）将混合材料1中添入苯甲酸钠和去离子水，按混合材料1与苯甲酸钠和去离子水的质量比为10:2:1在温度为30℃的恒温箱中混合，搅拌混合充分反应20min后经造粒机滚球得到粒径在10±1mm的释氧复合材料的内部球体材料（即芯材）；（3）将火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土按质量比为10:7:2:1，在温度为25℃的恒温箱中混合均匀后得到混合材料2（即壳材）备用；（4）将混合材料2加入制备的内部球体材料中经造粒机得到外壳厚度不超过1mm的完整的释氧复合材料。在实验室内的反应容器内配置2组由黑臭河道底泥、河水组成的底质深为20cm、上覆水深为60cm的反应环境，待底质完全沉淀后，在空白组中通入氮气，脱氧30min后封闭反应容器口；试验组同样通入氮气30min，而后投加300g的释氧复合材料，保证材料厚度铺设均匀，封闭反应器口，在0、2、4、7、10、12、16、19、22、25、28天分别取样测定上覆水中的总磷、总氮和溶解氧浓度的浓度，结果如下图1、图2、图3所示。由图1、图2可看出，未使用释氧复合材料的反应器因环境缺氧导致底质氮磷释放而使上覆水中的营养盐浓度逐渐升高，而投加释氧复合材料的反应器由于好氧环境的作用，营养盐的释放受到了一定程度的抑制，且具有一定的吸附性，而使上覆水中的营养盐浓度呈现逐渐下降的趋势。由图3可看出，未使用释氧复合材料的反应器上覆水中溶解氧浓度几乎趋近于零，而使用释氧复合材料，因氧气的持续缓慢释放，前期溶解氧浓度迅速升高直至饱和，而后溶解氧渐渐降低趋于平稳。实施例2一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土按质量比为8:5:3:5:3，在温度为25℃的恒温箱中混合均匀后得到混合材料1备用；（2）将混合材料1中添入苯甲酸钠和去离子水，按混合材料1与苯甲酸钠和去离子水的质量比为10:2:1在温度为30℃的恒温箱中混合，搅拌混合充分反应20min后经造粒机滚球得到释氧复合材料的内部球体材料（即芯材）；（3）将火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土按质量比为10:7:2:1，在温度为25℃的恒温箱中混合均匀后得到混合材料2（即壳材）备用；（4）将混合材料2加入制备的内部球体材料中经造粒机得到完整的释氧复合材料。在实验室内的反应容器内配置3组由黑臭河道底泥、河水组成的底质深为30cm、上覆水深为80cm的反应环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料，其特征在于，包括芯材、以及包覆在芯材外面的壳材；所述芯材包括过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土、苯甲酸钠和去离子水；所述壳材包括火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土。

【技术特征摘要】
1.一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料，其特征在于，包括芯材、以及包覆在芯材外面的壳材；所述芯材包括过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土、苯甲酸钠和去离子水；所述壳材包括火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土。2.根据权利要求1所述的一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料，其特征在于，所述芯材呈球状。3.根据权利要求1所述的一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料，其特征在于，所述芯材中过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土的质量比为8~10:5~6:3~5:2~5:1~3。4.根据权利要求1所述的一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料，其特征在于，所述过氧化钠、火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土组成的混合材料与苯甲酸钠和去离子水的质量比为10:1~2:1~2。5.根据权利要求1所述的一种用于黑臭河道治理的释氧复合材料，其特征在于，所述壳材中火山灰水泥、沸石粉、陶粒砂、黏土的质量比为8~10:5~7:2~5:1~3。6.根据权利要求1~5中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐恩兵，柴夏，吴梅玲，刘平平，
申请(专利权)人：南京中科水治理股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32