[發明專利]泥水同治型底泥修復材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011336733.4
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112604667A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 朱成成;沈琰彥
• 申請（專利權）人: 南京樂透思環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/52;C02F1/56;C02F11/00
• 代理公司: 北京智丞瀚方知識產權代理有限公司 11810
• 代理人: 任冠舉

本發明公開一種泥水同治型底泥修復劑材料。具體地，本發明的底泥修復劑材料以天然硅鋁酸鹽、鈣鹽、鎂鹽、鈉鹽、改性纖維素、丙烯酸聚合物、多羥基化合物為原材料，通過熱交聯、干燥粉碎、溶解、高速剪切乳化等工藝流程，獲得具有穩定粘度的、膠質狀的底泥修復材料。通過本發明的底泥修復劑覆蓋于河道底泥之上，可以有效阻止底泥上翻和底泥污染物質的逸出，避免底泥對水體造成的二次污染且同時能夠降低水體中總氮、總磷等含量，快速凈化水質，達到泥水同治的目的。此外，本發明還涉及該泥水同治型底泥修復劑材料的制備方法和使用方法。

技術領域

本發明涉及污染水體修復的領域，尤其涉及一種泥水同治型底泥修復材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著工業化和城市化進程的加快，近年來生態環境受損日益嚴重，其中河道污染問題尤其突出。河道污染可分為內源污染和外源污染，其中內源污染的主要來源于底泥污染。

河道底泥是河道的重要組成部分，會不斷的與流動的上覆水發生物質交換。當污染物進入河流時，底泥中的微生物會過濾、吸附、降解這些污染物質，有助于河道的自凈。但隨著越來越多的污染物沉積在底泥中，超過其自身負荷后，便會釋放進入上覆水，造成“二次污染”，其污染程度甚至會超過一次污染，這也是底泥污染成為河道首要內源污染的原因。

目前，治理河道污染的方法主要分為異位修復法和原位修復法。其中異位修復是指將河道內的污泥挖出后，在河道外采用化學、物理、生物等方法將底泥處理合格，再對其進行填埋，而原位修復則是指采用化學、物理、生物等方法在河道原位置降解底泥中的污染成分。盡管異位修復見效快，但需要大量的人工和成本的投入，同時需要額外的場地對清除出來的底泥進行填埋處理，并且還需要考慮底泥對填埋場所的污染問題。因此，異位修復技術在現代底泥處理中的應用越來越少，而原位修復技術由于能夠在任何季節對任何流域的底泥直接進行固定和凈化，投資小、操作容易、綠色環保、不易產生二次污染等優點，成為今后解決水體底泥污染的重要方向。

然而，現有的底泥原位修復法中仍然存在諸多問題。諸如在原位物理修復中，再懸浮作用可能對水體環境造成不利影響，曝氣技術在能耗和治理效果上難以達到要求；原位生物修復，則修復周期較長、受不可控環境因素影響較大等；原位化學修復中對修復劑以及用量的選擇非常重要，否則容易造成二次污染。再如，CN 102775030A公開了一種覆蓋底泥的方法，但是其在底泥環境發生變化時，捕獲污染物可能會再次釋放到水體中。CN102617089A公開水泥固化材制備的覆蓋材料，但是堿性太強，比表面積小，容易沉積到底泥中，從而無法發揮覆蓋作用。

因此，開發新的底泥原位修復技術以及相應的底泥修復材料具有十分重要的意義。

發明內容

針對上述現有技術存在的局限性，本發明提供一種以泥水同治為目標，對底泥進行原位修復的同時有效凈化水質的底泥修復材料，以及其制備方法和應用。

在第一方面，本發明提供了一種泥水同治型底泥修復材料，該泥水同治型底泥修復材料通過以下過程來制備：將下述比例的原料充分混合后，于70～80℃的溫度條件下高速攪拌2小時來反應充分，隨后經冷卻、過濾、干燥并球磨成，優選150至350目，更優選200目的粉狀物：1000重量份的天然硅鋁酸鹽；5重量份至10重量份的鈣鹽；5重量份至10重量份的鎂鹽；5重量份至10重量份的鈉鹽；10重量份至15重量份的改性纖維素；20重量份至25重量份的丙烯酸聚合物；5重量份至10重量份的多羥基聚合物。

優選地，本發明的底泥修復材料具有1800～3000mL/15g的凝膠膠質價，125～450mL/g的膨脹倍數，并且例如通過布魯克SNB-2數顯粘度儀在25℃、4％濃度、轉數60r/min測定下具有1300～6000mPa·s的粘度。