[發(fā)明專利]水體修復(fù)繩及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010735104.2
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111874984B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐勇;宋新山;張志蘭;王逸飛;王宇暉;王蘇艷;鄒銘;顧雨薇;梁國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 上海澤耀環(huán)保科技有限公司;東華大學(xué)
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/52;C02F1/72;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/20
• 代理公司: 上海劍秋知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31382
• 代理人: 劉萬磊

本發(fā)明公開了一種水體修復(fù)繩及其制備方法和應(yīng)用，該水體修復(fù)繩包括：彈性基體；及復(fù)合材料層，包覆于所述彈性基體的外表面，所述復(fù)合材料層由石灰石、二氧化錳、含鐵物質(zhì)、水泥和水制得；其中，所述彈性基體和復(fù)合材料層的質(zhì)量比為1:5?12。本發(fā)明提供的水體修復(fù)繩是實現(xiàn)水體原位脫氮除磷的一種新型凈水材料，將其浸沒于待修復(fù)水體中，并憑借復(fù)合材料層對水中營養(yǎng)元素的吸附和催化氧化作用實現(xiàn)營養(yǎng)元素的迅速、高效脫除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水體修復(fù)繩及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著我國人口數(shù)量的持續(xù)增加和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，人類生產(chǎn)和生活污水的排放日益增多，大量的環(huán)境污染物被排放到水體中，導(dǎo)致受納水體的環(huán)境加速惡化，水體中的氮、磷等是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要污染物。

投加石灰、鐵鹽、鋁鹽生成沉淀的方法可用于污水除磷，但當(dāng)水中磷濃度較低時，鐵、鋁離子與磷酸根會形成溶膠，溶解度大則難以從水中分離。為了達到除磷的處理效果，則加大投加的藥劑量，這就導(dǎo)致鐵、鋁金屬離子殘留量高，產(chǎn)生二次污染問題，因而鐵鹽和鋁鹽不能直接用于地表水體的沉淀處理。因此為提高除磷吸附劑的吸附能力，除磷復(fù)合材料的制備研究受到了廣泛關(guān)注。

銨態(tài)氮廢水的處理方法主要有物化法和生物法；物化法處理耗材耗能，存在成本較高、處理后材料仍然需要處置等問題；生物處理的成本低，也不必?fù)?dān)心處理后的再次污染，不過生物處理受溫度的影響較大，且對于低濃度銨態(tài)氮水體的深度除氮，生物脫氮法效率不高，短期難有成效。因此，對于銨態(tài)氮水處理，尋求一種高效且經(jīng)濟的方法一直備受人們關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)普通硅酸鹽水泥價格低廉、耐久性優(yōu)異，且可以作為其他粉末和顆粒的良好粘結(jié)劑，其在水溶液中表面的活性組分Ca²⁺、Fe³⁺、Al³⁺與磷酸根具有較強的化學(xué)鍵合作用，因而能夠不斷釋放活性金屬離子達到高效處理的目的。然而，金屬羥基化合物與磷酸根結(jié)合生成沉淀的過程中會釋放出氫氧根致使溶液的堿度升高，這就需要考慮尋求一種縮短除磷的反應(yīng)時間并能采用可回收的投加方式，降低對水體環(huán)境酸堿度的影響。

本申請的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)錳氧化物具有催化氧化性，能將銨態(tài)氮催化氧化成硝態(tài)氮，而且錳氧化物比表面積較大，具有大量結(jié)構(gòu)空位可通過多種絡(luò)合方式吸附陽離子氨根。但由于制備所得的錳氧化物往往呈粉末狀，在工程應(yīng)用中易流失且難以實現(xiàn)固液分離，影響水質(zhì)。因此如何實現(xiàn)錳氧化物的固定化，將其應(yīng)用于水體的低成本、高效去除是亟待解決的技術(shù)問題。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種有效去除氮磷污染物并能重復(fù)利用的新型凈水材料，用于解決水體污染的問題，還能解決水體修復(fù)時二次污染、影響水體環(huán)境酸堿度和水體修復(fù)效率較低等問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種水體修復(fù)繩，包括：

彈性基體；及

復(fù)合材料層，包覆于所述彈性基體的外表面，所述復(fù)合材料層由石灰石、二氧化錳、含鐵物質(zhì)、水泥和水制得；

其中，所述彈性基體和復(fù)合材料層的質(zhì)量比為1:5-12。

優(yōu)選地，所述彈性基體為繩型生物填料，優(yōu)選為辮帶式繩型生物填料，所述繩型生物填料由聚丙烯、尼龍或聚對苯二甲酸乙二醇酯中的任意一種或多種構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述彈性基體的直徑為50-80mm，密度為0.8-1.0g/cm³，比表面積為19-21m²/m。

優(yōu)選地，所述石灰石、二氧化錳、含鐵物質(zhì)、水泥和水的質(zhì)量比為2.0-2.5:1.0-1.5:1.0-1.5:4.5-5.0:2.0-2.5。

優(yōu)選地，所述石灰石的粒徑為2-4mm。