[發明專利]一種原位修復材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011220430.6
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN112441715B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 郭鵬;王晶晶
• 申請（專利權）人: 清上（蘇州）環境科技有限公司
• 主分類號: C02F11/06
• 分類號: C02F11/06;C02F101/30;C02F101/16
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 周敏

本發明提供了一種原位修復材料及其制備方法和應用，其通過使硝酸鹽摻雜在硅酸鹽在酸性條件下聚合形成的聚合硅酸中，然后加入水泥固化形成所述原位修復材料；其中，控制所述的硝酸鹽與所述的硅酸鹽的投料摩爾比為1:2~10:1，所述的水泥的投加質量為所述的硝酸鹽和所述的硅酸鹽的質量之和的0.5~10倍。本發明的修復材料的活性組分含量高，釋放速率慢且可控，可持續發揮治理修復效果，可應用于受污染河道、湖泊等水體的治理，還可應用于受污染場地的治理與修復。

本案是申請日為2019/8/23，申請號為2019107874358，專利名稱為一種緩釋型受污染底泥原位修復材料及其制備方法和應用的分案申請。

技術領域

本發明屬于水處理新材料技術領域，具體涉及一種原位修復材料及其制備方法和應用。

背景技術

過去三十年來，我國經濟社會的快速發展使得很多城市或區域的河道、湖泊等水體受到嚴重污染，許多河道表現出黑臭甚至中度黑臭的特點，不少湖泊和城市內河表現出富營養化特征，嚴重影響水生態系統健康和水環境質量改善，降低周邊居民生活質量和對美好環境需求的改善。對河道水環境進行治理是我國當前水環境治理和水質綜合改善的重要任務。

長期滯留在河道底部的淤泥是重要的污染源，也是最主要的內源。為了控制內源污染對水體的影響，往往采取清淤的方式將底泥從河道中清出。這不僅工程量大、投資高，而且存在處置填埋場地有限、治理過程中惡臭等問題。若能采用原位修復的方法將底泥進行修復，不僅可有效降低工程成本，而且避免了上述諸多不利影響。

重污染河道底泥一般表現為氧化還原電位低、微生態結構失調等特征，底棲動物、原生動物難以存活生長，微生物以厭氧型微生物為主。若能通過物理、化學、生物、生態等手段調劑和改善底質環境，則有可能逐漸恢復河道微生物與生態多樣性，改善水體質量、提升自凈能力。有研究表明，硝酸鹽可作為電子受體改善底泥微環境、調控底泥微生物群落結構，從而表現出改善底泥質量、提升水體水質的效果。但是，投加硝酸鹽會導致水體總氮指標提高。更為重要的是，硝酸鹽溶解度高，會很快通過濃度梯度、水動力等作用交換到水體中，影響其利用于底泥修復的效率。

申請公布號為CN109607829A的發明專利公開了一種黑臭水體修復藥劑及其制備方法，該專利的修復藥劑雖然可以高效持久地對黑臭水體提供修復，但是，該藥劑成分較為復雜，其包括內核和外殼，內核由粘結劑、發泡劑、骨料、復合菌制劑、復合礦物和水組成；外殼由粘結劑、釋氧劑、氨氮氧化劑、骨料、外加劑和水組成。

發明內容

本發明針對上述問題，提出了一種活性組分可緩慢釋放且原料成分簡單的受污染底泥原位修復材料。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一方面提供一種原位修復材料，其通過使硝酸鹽摻雜在硅酸鹽在酸性條件下聚合形成的聚合硅酸中，然后加入水泥固化形成所述原位修復材料；其中，控制所述的硝酸鹽與所述的硅酸鹽的投料摩爾比為1:2～10:1，所述的水泥的投加質量為所述的硝酸鹽和所述的硅酸鹽的質量之和的0.5～10倍。

優選地，使硝酸鹽摻雜在硅酸鹽在酸性條件下聚合形成的聚合硅酸中的方法為：將硅酸鹽溶液的pH調節至3～4.5時，加入硝酸鹽，在攪拌的條件下調節反應體系的pH為2.2～2.6，反應60～120min。

進一步優選地，所述的硅酸鹽為硅酸鈉和/或硅酸鉀。

進一步優選地，所述的硅酸鹽溶液中硅酸鹽的濃度為1～5mol/L。

進一步優選地，所述的硅酸鹽溶液中還加入有聚丙烯酰胺，其中，所述的聚丙烯酰胺的質量為所述的硅酸鹽質量的0.1％～0.5％。

優選地，所述的原位修復材料呈塊狀或平均粒徑范圍為20～50目的顆粒狀。

本發明的第二方面提供一種所述的緩釋型受污染底泥原位修復材料的制備方法，包括依次進行的如下步驟：