[發明專利]一種人工濕地用凈水型生態混凝土及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201711105376.9
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107935493A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 石煒;劉榮桂;朱智兵;吳昌新;陳棟;紀建中;陳堅;徐榮進;魯文杰;包鋼;陳娟;陳龍;梁敏;蔣坤;林馨;仇春光
• 申請（專利權）人: 淮安市水利勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B38/02
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所32223
• 代理人: 李鋒

技術領域

本發明涉及環境工程水體修復技術領域，具體涉及一種人工濕地用凈水型生態混凝土及其制備方法與應用。

背景技術

近年來，隨著社會經濟和城市化的發展，我國河流、湖泊、水庫水環境污染狀況日趨嚴重。尋求解決水污染問題的方法，一方面是控制點源污染和面源污染；另一方面就是對天然水體實施工程性或非工程性措施，提高河流、湖泊等水體的自凈能力，修復惡化的水生態環境。對于前者可通過強制性政策、法規來推進。對于后者，可通過生態水處理技術以及水體原位性生態修復工程來實現。通常情況下，河道等生態修復的關鍵是選用合適的植物種類改造介質，或者采用物理、化學和生物學技術直接改良和改造介質，使之更適合植物生長，以恢復河流健康生態系統。土壤具有透水、透氣性，是綠色植物天然的生境載體，但由于其強度低，難以抵御水浪、水流的長期沖刷，同時坡面徑流也會造成水土流失，危及堤岸安全。因此，對于河流堤岸生態修復來說，尋求具有一定力學強度和類似土壤透水透氣性，且適合植物生存的多孔結構介質是目前需要解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種人工濕地用凈水型生態混凝土及其制備方法，解決現有技術生態混凝土凈水性能低的問題。

本發明通過以下技術方案實現：

一種人工濕地用凈水型生態混凝土，包含如下重量份的組份：

粗骨料：1520份；

水泥：250-300份；

水：65-70份；

ZS-2專用外加劑：6-10份；

水滑石：0-5份，

其中，粗骨料為粒徑16.5-31.5mm的碎石，水泥為42.5型普通硅酸鹽水泥，水為符合國家標準的生活飲用水。

本發明使用的外加劑為ZS-2專用外加劑，由江蘇大學研制，其專利名稱為：一種植生型生態混凝土用的外加劑及其復配方法；專利號為：201210030305.8。其使得混凝土塊內部存在大量的連續貫通的孔隙，孔徑在微米至毫米級之間變化。由于生態混凝土內部的多孔結構，使其具備良好的過濾和吸附功能，多孔結構和巨大的比表面積使得其表面非常適宜富集微生物，形成生物膜，當這種多孔混凝土用于河流、湖泊、濕地及海岸的水中時，水質將通過生態混凝土和微生物之間的各種物理、化學及生物化學作用得到凈化。

水滑石是由帶正電荷的金屬陽離子主板層和帶負電荷的陰離子構成的一種層狀雙金屬氫氧化物，其具有比表面積大、結構帶正電荷、陰離子交換容量大、無二次污染且易再生以及良好的穩定性等特點。由于水滑石對環境中的陰離子具有很強的吸附能力，可以作為水污染控制中的高效陰離子吸附劑和催化劑載體。目前，由于城市廢水和農業污水不斷的排入河流、湖泊中，致使水體中的磷含量大幅增加，而磷是污染大多數湖泊和淡水系的主要控制性因子。磷酸鹽是水體中磷素的主要形態之一，以陰離子的形式存在于水體中，而水滑石作為層板帶正電荷的礦物材料，可以作為廢水中磷酸鹽的吸附劑達到高效的除磷效果。

一種人工濕地用凈水型生態混凝土的制備方法：（1）配料；（2）先倒入1/2重量份的粗骨料，再加入250～300份的水泥，然后，再把剩余1/2重量份的粗骨料全倒入攪拌機攪拌60s；（3）加入45～50份的水攪拌60s；（4）加入ZS-2專用外加劑6～10份和剩余20份的水攪拌180s；（5）均勻加入水滑石0～5份點動攪拌5s；（6）將攪拌均勻的物料用成型的模具澆注成型，24h后脫模，在自然條件下養護28天。

一種人工濕地用凈水型生態混凝土在人工濕地潛流層中的應用，將人工濕地用凈水型生態混凝土作為人工濕地潛流層基質。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

1、凈水型生態混凝土是在多孔混凝土的基礎上加入水滑石而制成的一種新型的生態混凝土，不僅保留了多孔混凝土較大的比表面積和內部多連通孔隙的結構特征，并繼承了傳統的濾水、掛膜和沉降等能力，生態混凝土中的水滑石由表及里地均勻存在于水泥漿體薄層中，具有緩釋效果，而且優化了離子交換和吸附性能，生態混凝土的水滑石外摻料，使該混凝土具有高于普通生態混凝土除磷效果的能力；且生態混凝土的ZS-2專用外加劑不僅降低了混凝土pH值，而且提高了水滑石的吸附性能，使該混凝土的除磷效果優于只添加水滑石的混凝土。

2、凈水型生態混凝土可以有效的去除富營養化水體中的污染物，降低富營養化等級，從而達到水質凈化的效果。