[發明專利]一種河湖底泥固化修復劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011353592.7
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112321104A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 楊雄;劉應書;徐云;劉文海;唐啟明;李子宜;劉夢溪;黃召
• 申請（專利權）人: 北京嘉盛天合氣體科技有限公司
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 陳江

本發明提供了一種河湖底泥固化修復劑及其制備方法，所述河湖底泥固化修復劑主要由以質量份數計的以下原料組成：膨潤土15?30份、沸石15?30份、海泡石5?25份、4A分子篩5?20份、13X分子篩0?10份、鋸木灰10?25份和田菁粉1?4份。本發明的修復劑利用了物理和化學穩定修復原理，將河湖底泥中重金屬離子穩定固化在修復劑中，同時通過化學反應改變降低重金屬離子的遷移性和毒性，能夠確保經修復處理后的河湖底泥重金屬離子去除率達到95％以上，長時間穩定不釋放析出，滿足底泥后續無害化、資源化利用的需要。

技術領域

本發明涉及環境修復技術領域，具體而言，涉及一種河湖底泥固化修復劑及其制備方法。

背景技術

我國河湖等水系受到很大程度的工業污染，河湖底泥中各種污染物尤其是重金屬，如Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、Ni、Hg、As等經過長年富積，往往含量超標，對環境和人類健康危害較大，如果只對清淤底泥采用簡單脫水、填埋、堆棄的方式，浸出的重金屬離子將對環境造成巨大危害，同時大量底泥因重金屬超標無法做到無害化和資源化再利用，這已經成了河湖清淤疏浚、生態綜合整治的一個技術難點和瓶頸。

國內外對河湖底泥的重金屬治理通常分為原位處理與異位處理兩種方式，異位處理相比原位處理，能和清淤疏浚工程有效結合，實現對大量含有超標重金屬的底泥進行快速無害化處置。

目前，對河湖底泥重金屬處置通常采用的方法有金屬螯合法，采用高分子螯合劑螯合重金屬形成穩定不溶物而沉淀，這種方法在含重金屬工業廢水治理領域應用較為成熟，但因為使用成本相對較高，以及螯合過程本身存在一定的局限性，導致不能在大量的河湖底泥重金屬治理中大規模推廣使用。

另外采用較多的方法是重金屬固化穩定法，國內外研究開發出很多種固化穩定劑，在與底泥充分接觸的情況下，與重金屬離子發生復雜的物理和化學反應，主要通過離子交換、水解和水化反應、氧化還原、吸附、絡和、沉淀等反應將重金屬離子穩定固化去除。目前固化劑多采用經濟便宜的如礦渣、鋼渣、水泥石灰等水硬性材料，穩定劑采用石膏、磷酸鹽穩定劑、高分子材料等，但從文獻資料和應用報導來看，目前固化穩定法技術，對于不同環境、不同各類濃度的重金屬離子穩定效果參差不齊、還有待提高，特別是固化后的穩定性還有待長時間檢驗，同時因為加入水硬材料的量過大，導致固化還會帶來硬化、增量問題，不利于底泥后續的資源化處置利用。此外，還有一些專利、文獻報導的重金屬離子固化穩定劑采用了諸如高分子材料和化學穩定藥劑，處理效果比較理想，但在實際應用較少，主要原因是在處理大量的底泥時成本相對較高，不利于大規模推廣。且在土壤中重金屬修復過程中，傳統重金屬離子的修復劑往往采用粉體直接配置使用，在運輸過程往往帶來不便，同時還會產生粉塵對環境和人員的健康產生影響。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種河湖底泥固化修復劑，該修復劑利用了物理和化學穩定修復原理，通過將膨潤土、沸石和海泡石配合使用，一方面能夠提高對重金屬的吸附能力，另一方面也能夠提高固化修復后穩定性；通過4A分子篩和13X分子篩相配合，能夠將水溶液中的重金屬離子(如Pb²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺)快速除去，提高對河湖底泥的修復效果；通過添加鋸木灰，能夠使修復劑的孔道疏松，提高修復效果；通過加入田菁粉，一方面能夠提高對重金屬的修復效果，另一方面還能夠作為膠結劑將各種組分相粘合，便于修復劑的存放和運輸。

本發明的第二目的在于提供上述河湖底泥固化修復劑的制備方法，制備方法操作簡便，便于應用，制備出的修復劑具有良好的修復效果和穩定性。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發明提供了一種河湖底泥固化修復劑，主要由以質量份數計的以下原料組成：膨潤土15-30份、沸石15-30份、海泡石5-25份、4A分子篩5-20份、13X分子篩0-10份、鋸木灰10-25份和田菁粉1-4份。