【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及城市水污染生态修复，具体为一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料。
技术介绍
1、城市内的河流是重要的淡水资源储存库和水循环路径，也是城市生态系统的重要组成部分。近年来，随着工业化和城市化的快速推进，城市居民生活用水和工业生产用水激增，导致污废水排放量也急剧增加。大量未经处理或处理不充分的生活污水和工业废水直接排入河道，使河道受到了严重的环境污染。河道中的氮、磷和有机物等污染物超标，使水生态环境遭受破坏，导致水体产生黑臭现象。水体黑臭现象不仅会严重破坏水生态环境进而危害大自然，还会产生硫化氢、氨等对人体健康有害的气体。
2、“黑臭”主要是由外源性污染和内源性释放导致的。随着污废水排放管理的加强，黑臭河道的外源性污染得到初步控制，但是内源性污染导致河道返黑返臭的恶性问题再次发生，已成为黑臭水体难以从根本上修复的主要原因。这是因为底泥中的有机质和营养盐易被厌氧微生物分解，产生大量的氨氮(nh4+-n)、硫化氢(h2s)和挥发性有机物(vocs)等恶臭气体，导致水体变黑和发臭。这些污染物又会对外源氮、磷及重金属再次吸附，造成恶性循环。因此，底泥污染的治理是防止黑臭水体返黑返臭的关键之一。
3、目前，黑臭河水体和底泥的修复技术分为原位和异位两种，其中异位修复主要指底泥疏浚后再进行异地处理。底泥异位修复技术治理成效快，但是由于底泥疏浚量通常较大、污染物成分相对复杂、固化填埋等技术易造成地下水和土壤的二次污染，使异位修复技术存在工程造价高、二次污染严重、破坏河道底部生态系统等缺点。因此底泥异
4、因此，我们提出一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料，包括以下步骤：
4、步骤s1：将天然沸石粉加入三氯化铁溶液中，充分搅拌混合后，再缓慢加入高锰酸钾溶液，使用氢氧化钠溶液调节体系ph＝9.8～10.5，持续搅拌至反应充分完成，得到沸石负载铁锰双金属混合溶液；
5、步骤s2：将步骤s1得到的沸石负载铁锰双金属混合溶液经过离心、洗涤、烘干和粉碎之后，置于马弗炉中煅烧，冷却至室温，得到沸石负载铁锰双金属复合材料，即沸石复合材料。
6、进一步的，所述步骤s1中天然沸石粉和三氯化铁溶液、高锰酸钾溶液的质量比为10：(1.3～4.2)：(0.8～2.4)。
7、进一步的，所述步骤s1中三氯化铁溶液的浓度为0.1～0.3mol/l，高锰酸钾溶液的浓度为0.05～0.15mol/l，氢氧化钠溶液的浓度为0.5～1.0mol/l。
8、进一步的，所述步骤s1中持续搅拌的时间为2～4h。
9、进一步的，所述步骤s2中离心、洗涤、烘干和粉碎具体步骤如下：以2800～3500rpm离心3～5min，用水洗涤，置于40～60℃电热恒温鼓风干燥箱中烘干至恒重，然后粉碎至500～1000目。
10、进一步的，所述步骤s2中煅烧工艺条件为：煅烧温度200～500℃，升温速率8～15℃/min，煅烧时间2～4h。
11、进一步的，所述沸石复合材料以沸石为核心，表面负载铁锰双金属；沸石为天然沸石粉，其结构式为mcao·xal2o3·ysio2·zh2o；铁锰双金属分别为工业级三氯化铁(fecl3)和高锰酸钾(kmno4)。
12、进一步的，所述天然沸石粉经过改性处理，具体改性工艺为：
13、步骤(1)：在氮气保护下，将4-氯-烯丙氧基苯和二甲基亚砜混合均匀，升温到40～50℃，滴加十四烷基二甲基叔胺，1～2h滴完，反应时间1～2h，升温至55～60℃，保温反应8～10h，经旋蒸，制得中间体；将乳化剂、丙三醇、乙烯基硅油混合均匀，乳化20～40min，制得乳化硅油；在氮气保护下，将中间体加热至70～80℃，依次滴加1/2质量份偶氮二异丁基脒盐酸盐水溶液、乳化硅油，1～2h滴完，反应10～20min，继续滴加剩余1/2质量份偶氮二异丁基脒盐酸盐水溶液，保温反应10～12h，经旋蒸，制得模板剂；
14、步骤(2)：将天然沸石粉和氢氧化钠颗粒混合均匀，在550～600℃下煅烧2～3h，煅烧后加入去离子水，持续搅拌22～24h，取上层液，备用；
15、步骤(3)：将模板剂和去离子水混合均匀，在35～40℃水浴条件下，滴加上层液，1～2h滴完，搅拌1～2h，使用盐酸溶液调节体系ph＝9.5～10.5，搅拌均匀后移入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加热至110～120℃，反应24～48h，冷区至室温，经抽滤、洗涤、干燥后，以3～5℃/min的速率从室温升温至550～600℃，煅烧5～6h，冷却至室温，制得改性沸石粉。
16、在上述技术方案中，通过4-氯-烯丙氧基苯和十四烷基二甲基叔胺发生亲核取代反应，对十四烷基二甲基叔胺进行季铵化处理后，形成含碳碳双键的中间产物，即中间体，再以偶氮二异丁基脒盐酸盐作为引发剂，以中间体和乙烯基硅油为原料，通过自由基聚合法制得一种有机硅季铵盐，作为模版剂；使用氢氧化钠对天然沸石进行碱活化处理，将煅烧后的沸石与去离子水进行搅拌，以充分浸出硅和铝，以上层液作为硅铝源，并与模版剂溶液混合均匀，经过高温煅烧除去模版剂，制得改性沸石粉。这种改性沸石粉具有较大的比表面积和孔体积、有序的孔道结构、均一可调的孔径，可以作为优良的载体。
17、进一步的，所述步骤(1)中4-氯-烯丙氧基苯和二甲基亚砜的质量比为1：(8～10)。
18、进一步的，所述步骤(1)中十四烷基二甲基叔胺的质量为4-氯-烯丙氧基苯质量的1：(1.0～1.2)。
19、进一步的，所述步骤(1)中乙烯基硅油、乳化剂、丙三醇的质量比为1：(0.10～0.15)：(0.4～0.6)。
20、进一步的，所述步骤(1)中乳化剂为吐温t-80。
21、进一步的，所述步骤(1)中中间体的质量为乙烯基硅油的4～5倍。
22、进一步的，所述步骤(1)中偶氮二异丁基脒盐酸盐水溶液的总质量为中间体和乙烯基硅油总质量的1.0～1.5％，偶氮二异丁基脒盐酸盐水溶液的质量分数为60～65％。
23、进一步的，所述步骤(2)中天然沸石粉和氢氧化钠颗粒的质量比为1：(2～3)。
24、进一步的，所述步骤(2)中去离子水的质量为天然沸石粉和氢氧化钠颗粒总质量的20～25倍。
25、进一步的，所述步骤(3)中模板剂和去离子水的质量比为1：(12～14)。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中天然沸石粉和三氯化铁溶液、高锰酸钾溶液的质量比为10：(1.3～4.2)：(0.8～2.4)。
3.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中三氯化铁溶液的浓度为0.1～0.3mol/L，高锰酸钾溶液的浓度为0.05～0.15mol/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.5～1.0mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中离心、洗涤、烘干和粉碎的具体步骤如下：以2800～3500rpm离心3～5min，用水洗涤，置于40～60℃电热恒温鼓风干燥箱中烘干至恒重，然后粉碎至500～1000目。
5.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步
6.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述天然沸石粉经过改性处理，具体改性工艺为：
7.根据权利要求6所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中十四烷基二甲基叔胺的质量为4-氯-烯丙氧基苯质量的1：(1.0～1.2)。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法制备的沸石复合材料。
9.根据权利要求8所述的沸石复合材料，其特征在于：所述沸石复合材料以沸石为核心，表面负载铁锰双金属；沸石为天然沸石粉，其结构式为mCaO·xAl2O3·ySiO2·zH2O；铁锰双金属来源分别为三氯化铁和高锰酸钾。
10.根据权利要求8所述的沸石复合材料可用于原位修复黑臭水体同时改善底泥结构。
...【技术特征摘要】
1.一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中天然沸石粉和三氯化铁溶液、高锰酸钾溶液的质量比为10：(1.3～4.2)：(0.8～2.4)。
3.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中三氯化铁溶液的浓度为0.1～0.3mol/l，高锰酸钾溶液的浓度为0.05～0.15mol/l，氢氧化钠溶液的浓度为0.5～1.0mol/l。
4.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构的沸石复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中离心、洗涤、烘干和粉碎的具体步骤如下：以2800～3500rpm离心3～5min，用水洗涤，置于40～60℃电热恒温鼓风干燥箱中烘干至恒重，然后粉碎至500～1000目。
5.根据权利要求1所述的一种原位修复黑臭水体同时改善底泥结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖建波，严尚坤，冯海，李思杭，蓝棋森，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：
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。