[發明專利]利用脫色廢土制備富營養化水體修復材料的方法

在審

• 申請號: 201911231624.3
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110835172A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發明（設計）人: 宗莉;王愛勤;牟斌;康玉茹;惠愛平;朱永峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所盱眙凹土應用技術研發中心;中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/30
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種利用脫色廢土制備富營養化水體修復材料的方法，是將脫色凹凸棒石廢土送入回轉窯中，氮氣氣氛下于300~600℃炭化處理1~3h，冷卻，得到碳化脫色凹凸棒石廢土；再將碳化脫色凹凸棒石廢土與復合菌混合均勻，然后在28~30℃下培養6~24h，風干造粒，得到凹凸石炭化廢土?生物菌反硝化細菌耦合體系的富營養化水體修復材料。本發明制備的水體修復材料對于廢水中氮磷分子具有很好的吸附性能；以吸附氮磷的水體修復材料作為養分庫用于土壤環境修復，具有良好緩釋營養性能。因此，本申請不僅實現了富營養廢水的處理，同時實現了氮磷養分的有效利用，獲得了修復材料，在水體凈化、土壤環境修復等方面有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種富營養化水體修復材料的制備方法，尤其涉及一種利用脫色凹凸棒石廢土制備富營養化水體修復材料的方法，屬于固體廢棄物資源化再利用和環境修復材料技術領域。

技術背景

水體富營養化是目前世界水污染領域內比較嚴重的問題之一。在已經形成富營養化的河流中可采取修復策略，主要包括物理方法、化學方法和生物方法三種。生物法是目前去除氮磷經濟、有效的方法之一。但由于生物菌代謝周期較長，生物反應需要控制的條件不同，且氮磷的濃度需要在微生物可以接受的范圍內等問題，與吸附法相比效率較低。吸附技術主要是利用吸附劑特殊的表面結構和孔隙度來吸附去除水中的硝酸鹽和磷酸鹽，近年來，許多低成本的吸附劑材料被廣泛地應用到硝酸鹽和磷酸鹽的去除。

凹凸棒石是一種具有獨特納米纖維狀結構的層鏈狀含水富鎂、鋁硅酸鹽黏土礦物。凹凸棒石特殊孔道、活性中心的存在，對水體有良好的凈化功能。如CN 101973615 A和CN 103691404 A分別公開了凈化飲用水和養殖水體的凹凸棒石凈水材料，改性后凹凸棒石可以有效去除飲用水中氨氮、磷鹽、藻毒素、重金屬等含量。凹凸棒石在油品脫色方面得到了廣泛應用，但脫色后的廢土沒有有效處置。

生物炭可以作為氧化還原介體，在化學和生物還原污染物的電子傳遞過程中均表現出優良的介導還原能力，CN105289494A、CN104667875A 和 ZL201510097602.8分別公開了采用不同原料和方式在凹凸棒石棒晶上原位負載活性炭，制備生物炭/凹凸棒石復合材料，充分利用了凹凸棒石和炭材料的吸附性能，有效提高了對重金屬、有機分子等吸附能力，但材料處理容量有限，對富營養環境修復不能持續有效進行。

近年來，采用固化微生物技術為生長緩慢的細菌提供一種良好的生長環境，增加其在處理裝置內的濃度，提高廢水處理效率。如利用聚乙烯醇、海藻酸鈉和活性炭等作為固化載體材料，制備芽孢桿菌為主的固化微生物，用于處理規模化養豬場廢水，經過21d的處理，廢水COD、氨氮和總磷的去除率分別可達 83.1%、88.6%和 45%，最終出水COD和氨氮濃度為 292.5mg·L^-1 和 77.9mg·L^-1，符合《畜禽養殖廢水排放標準》（GB18596-2001）中COD和氨氮的排放值（吳曉梅，葉美鋒，吳飛龍等。固化微生物處理規模化養豬場廢水的試驗研究[J]。能源與環境，2017，(01):14-15.）。因此，將脫色凹凸棒石廢土炭化后作為載體固定微生物菌，進行富營養水體凈化，吸附氮磷后制備成營養型土壤修復材料，不僅實現了富營養水體的治理，而且能有效提高氮磷的利用率。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用脫色廢土制備富營養化水體修復材料的方法。

一、富營養化水體修復材料的制備

將脫色凹凸棒石廢土送入回轉窯中，氮氣氣氛下于300~600℃炭化處理1~3h，冷卻，得到碳化脫色凹凸棒石廢土；再將碳化脫色凹凸棒石廢土與復合菌以100:1~150:1的重量比混合均勻，在28~30℃下培養6h~24h，風干造粒（粒度控制在1~5mm），得到凹凸石炭化廢土-生物菌反硝化細菌耦合體系的富營養化水體修復材料。

所述的凹凸棒石脫色廢土為大豆油、棕櫚油、廢機油脫色后的凹凸棒石廢土，其油含量不少于10%。