一种水体净化材料及其制备方法和净化水体的方法技术

本发明专利技术涉及一种水体净化材料及其制备方法和净化水体的方法，所述水体净化材料呈粉末状，其制备原料按质量份数包括：镧改性沸石、粘土、岩石成型矿物、斜发沸石、硅溶胶、火山灰，和可溶性碳酸盐。该材料的组成中具有丰富的孔隙，撒入水体中以后能够吸附有机物和重金属离子，并且容易沉降到水体底面形成覆盖膜，同时，该覆盖膜有利于水体植物的生长。该覆盖膜有利于水体植物的生长。该覆盖膜有利于水体植物的生长。

【技术实现步骤摘要】
一种水体净化材料及其制备方法和净化水体的方法


[0001]本专利技术属于水处理
，具体涉及一种水体净化材料及其制备方法和净化水体的方法。

技术介绍

[0002]随着经济的高速发展，居民生活水平不断提升，城市建设不断扩大，城市水体污染日益严重，城市及农村的河流、湖泊、水库和坑塘等水体受到严重污染，其自身所受纳的污染物含量远超过自身水环境容量，呈现令人不悦的颜色(黑色或泛黑色)，和(或)散发出令人不适气味(臭或恶臭)。其中黑臭水体呈现黑色的主要物质分为两部分：
①
以固态或吸附于悬浮颗粒上的形式存在于水体中的不溶性物质；
②
是溶于水的带色有机化合物(主要是腐殖质类有机物)。具体为：
①
水体中有机污染物含量过高时，在微生物的作用下，有机物分解会大量消耗溶解氧，使水体转化成缺氧或厌氧状态；在缺氧和厌氧条件下水体中的铁、锰等金属离子与水中的硫离子形成硫化物，硫化物吸附于悬浮颗粒上使水体呈现黑色；
②
黑色底泥颗粒在水力冲刷、人为扰动以及生物活动影响下，会引起沉积黑色底泥再悬浮，使大量悬浮颗粒漂浮在水中，进而在一系列物理
‑
化学
‑
生物综合作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发生交换，从而向水体中释放污染物，导致水体发黑、发臭。
[0003]黑臭水体中的细小颗粒，特别是胶体微粒，难以自然沉淀，是水体混浊且呈现黑色的主要根源；该类细小颗粒主要为非溶解性悬浮颗粒，可生化性不高，不易被微生物降解、甚至对微生物的生长产生抑制作用，因此在黑臭水体治理中，要解决水体发黑的主要措施是去除水体内悬浮颗粒。
[0004]受污染水体净化的相关技术和专利种类繁多，包括以筛滤截留、重力分离、基质过滤、多孔材料吸附等为主的物理方法；以离子交换法、化学沉淀法、折点氯化、电渗析、电化学处理、催化裂解、中和法、氧化法等为主的化学法，及以活性污泥法、生物膜法等生物法，但受限于工艺条件，这些方法主要应用于污水处理厂。
[0005]对于城市及农村的河流、湖泊、水库和坑塘等黑臭水体，常用处理方法是以人工湿地、生态塘、土地渗滤、微生物净化等物理、生物法为主，最大化实现水体自净为主；但是这一类工艺往往需要较大的建设成本、土地成本及后期运营成本，并且净化周期较长。为能快速解决黑臭水体浑浊、发黑发臭问题，目前主要通过外设一体化设备进行原地异位处理，需添加混凝剂进行混凝沉淀，去除导致水体发黑的悬浮颗粒及污染物。混凝沉淀的基本原理有压缩双电层作用；电性中和作用和吸附架桥作用。
[0006]目前可用于一体化设备净化水体或者直接投加于黑臭水体内用于原位净化去除水体内悬浮颗粒的混凝剂主要以化学成分为主，考虑到生物安全性等因素，为避免化学药剂残留于对水环境和水生态造成不利影响和二次污染，应该审慎采取投加；为实现快速净化水体，去除水体内悬浮颗粒及污染物以提高水体透明度，促进水域内微生物及植物净化水体，部分高校及研究院通过对具有层状构造的含水铝硅酸盐矿物的研究，开发出可用于一体化设备内和直接泼洒于黑臭水域内的环保净水材料。
[0007]公开号为CN1817438A的中国专利申请公开了一种用离子吸附型稀土制备污水除磷吸附剂的方法，将离子吸附型稀土矿与粘土按10∶0.5～4的重量比配制、造粒、在温度为500～800℃下，焙烧1～3小时，入反应器先用酸活化液循环活化4～8小时，然后用碱液调节活化液pH值为8～12，再循环活化处理4～8小时，再在温度为100～120℃下，干燥半小时，然后再以每分钟10
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20℃的升温速率升温，最终温度为400～700℃下焙烧0.5～2小时，冷却后制得离子吸附型稀土吸附剂。该专利技术方法采用离子吸附型稀土矿为原料，可有效吸附水体内悬浮颗粒，形成质量较大的絮状沉淀物，快速沉淀，但是该种离子吸附剂制备成本高，制备吸附剂的工艺复杂，生产效率低，可用于实验室试验制备使用，不适用于大规模批量生产，无法应用推广于市场及工程应用。
[0008]因此，本申请的一个目的是提供一种制备含有环保活性天然矿物质的水质改善组合物的方法，该组合物能够以低成本制造，可生产工艺流程稳定，实现批量生产，应用于黑臭水体治理工程。
[0009]本申请的另一个目的是提供一种含有环保活性天然矿物质的水质改善组合物，并且可提高一体化处理设备净水(混凝沉淀)效率，或无需通过设备即可凝聚和沉淀各种悬浮颗粒污染物，并通过微生物和水生植物组合工艺来改善水质的方法。

技术实现思路

[0010]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供一种水体净化材料，该材料的组成中具有丰富的孔隙，撒入水体中以后能够吸附有机物和重金属离子，并且容易沉降到水体底面形成覆盖膜。而且，该材料在沉降的过程中，其粉体结构中的可溶性碳酸盐逐渐溶解，因而一边下沉，一边释放出更多的孔隙，增加了吸附量，尤其是增加了水下污染物的吸附量，另外，碳酸盐在溶解的过程中也起到了调节水体pH值的作用。
[0011]具体而言，所述水体材料呈粉末状，其制备原料按质量份数包括：
[0012]10
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30份镧改性沸石
[0013]20
‑
40份粘土
[0014]12
‑
20份岩石成型矿物
[0015]8‑
10份斜发沸石
[0016]20
‑
30份硅溶胶
[0017]4‑
8份火山灰，和
[0018]2‑
10份可溶性碳酸盐。
[0019]优选的，所述岩石成型矿物选自白云母，长石中的一种或两种，白云母和长石具有大的比重并且对水生生态系统无害，增加了团聚体的比重，有利于在水中迅速沉降，防止沉淀物在沉积中再次浮华。白云母和长石可以单独使用，也可以组合使用至少两种。优选使用白云母和长石的组合，重量比优选为3
‑
7：1
‑
5，以有效地控制附聚物的形成和沉淀速度。
[0020]所述粘土矿物为高阳离子交换容量粘土矿物，优选蛭石、蒙脱石和伊利石中的一种或多种。
[0021]所述镧改性沸石为天然沸石研磨成粉，混合LaCl3溶液，去离子水过滤，干燥，煅烧所得镧改性沸石，呈现为白色粉状，其具有除磷的效果，并能抑制藻类生长。
[0022]所述斜发沸石化学式为Na(AlSi5O
12
)
·
4H2O，呈现白色或无色的片状或板状晶体。
[0023]所述火山灰选为具有中性、多孔、含铝和硅质的火山灰。实验中发现，加入一定量的火山灰，有利于研磨为多孔颗粒，如果不加入火山灰，烧结以后的预混物研磨为粉末时需要更高的强度，而且，研磨出的粉末颗粒大小不均匀，很多孔隙已经被细粉末填充，而加入火山灰烧结后的产物，更容易研磨破碎为细粉末，且粉末的孔隙结构更为完整。
[0024]所述可溶性碳酸盐选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或几种。
[0025]更优选的，所述岩石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水体净化材料，其呈粉末状，其特征在于，所述水体净化材料的制备原料按质量份数包括：10
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30份镧改性沸石20
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40份粘土12
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20份岩石成型矿物8
‑
10份斜发沸石20
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30份硅溶胶4
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8份火山灰，和2
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10份可溶性碳酸盐。2.权利要求1所述的水体净化材料，其特征在于，所述岩石成型矿物选自白云母，长石中的一种或两种。3.权利要求1所述的水体净化材料，其特征在于，所述粘土矿物为高阳离子交换容量粘土矿物，选自蛭石、蒙脱石和伊利石中的一种或多种；更优选的，所述岩石成型矿物选自钠长石，所述粘土选自伊利石。4.权利要求1所述的水体净化材料，其特征在于，所述镧改性沸石为天然沸石研磨成粉，混合LaCl3溶液，去离子水过滤，干燥，煅烧所得。5.权利要求1所述的水体净化材料，其特征在于，所述可溶性碳酸盐选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或几种。6.权利要求1所述水体净化材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将镧改性沸石、粘土、岩石成型矿物、斜发沸石破碎为粒径5毫米以下的粉末，优选将每种组分粉碎成粒度为260目或更小的粉末，然后与硅溶胶和火山灰搅拌混...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传兵，闫项飞，张勇，田金星，朱国亮，付巢，程西亚，鄂智，郑佳璨，李少立，
申请(专利权)人：华夏碧水环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：