[發(fā)明專利]一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料及其制備方法和使用方法

有效

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• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113072057B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 李軼;熊心妍;張弛;趙世欽;王鈺濤
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;C02F11/00;C02F7/00;C02F3/32;C02F11/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 嚴志平

本發(fā)明公開了一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料制備方法，包括以下步驟：將河湖底泥進行篩分后晾干，得到干燥的河湖底泥；將干燥的河湖底泥置于氣氛爐中，在氮氣或者氬氣保護氣體的氛圍下進行高溫熱解，得到底泥基生物炭；將底泥基生物炭置于耐壓密閉容器中，并泵入純氧進行氧氣負載，使底泥基生物炭達到氧氣過飽和，最后取出底泥基生物炭進行研磨。本發(fā)明還公開一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料，由上述富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料制備方法制備得到。本發(fā)明最后還公開一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料使用方法。本發(fā)明提供的一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料及其制備方法和使用方法，具備成本低廉、使用方便和環(huán)境兼容的優(yōu)勢，加快河湖生態(tài)系統(tǒng)的恢復。

技術領域

本發(fā)明涉及一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料及其制備方法和使用方法，屬于河湖的生態(tài)修復技術領域。

背景技術

近年來，營養(yǎng)物質大量流入水生生態(tài)系統(tǒng)，導致富營養(yǎng)化水體在全球范圍內蔓延。在我國，大量的生活污水及工業(yè)廢水排放進入淡水系統(tǒng)中造成富營養(yǎng)化，氮、磷等營養(yǎng)鹽的過量輸入，引發(fā)了有害藻華及黑臭水體等水污染現(xiàn)象的頻繁發(fā)生，對水生生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境和公共健康構成了嚴重威脅。富營養(yǎng)化狀態(tài)下，養(yǎng)分輸入刺激水體中的初級生產(chǎn)力，過量的生物質降解加劇了氧氣的消耗，使得水體逐漸形成缺氧狀態(tài)，不僅會對水生生物和食物網(wǎng)產(chǎn)生嚴重的負面影響，而且會促使底泥中營養(yǎng)物質大量溢出，加劇內源污染。因此，有效調控水體中的氧氣水平，對于解決內源污染，長效治理富營養(yǎng)化具有重大意義。

目前，普遍使用的水體增氧技術包括機械曝氣和揚水曝氣。雖然已有大量研究致力于相關技術方法的不斷改進，但在能源節(jié)約和效率提高方面仍然存在嚴峻的挑戰(zhàn)。同時，這類方法也可能導致底泥再懸浮，從而加劇內源污染。此外，一些化學藥劑也被證實能夠有效增加水體中的氧氣，其中包括過氧化氫(H₂O₂)和過氧化鈣(CaO₂)等，它們能夠與水反應并釋放氧氣。投加H₂O₂雖被視為改善水中氧氣水平的一種潛在方法，但其必須被不斷供應，且高濃度的H₂O₂對微生物有顯著的毒害作用。與H₂O₂相比，CaO₂釋放氧氣速率相對緩慢，危害較小，但它與水反應生成氫氧化鈣(Ca(OH)₂),從而導致水體pH值顯著增大。如上所述，探求經(jīng)濟高效、生態(tài)友好的新型水體氧調控方式，從而有效控制內源污染，治理富營養(yǎng)化仍然面臨著巨大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種成本低廉、使用方便和環(huán)境兼容的富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料及其制備方法和使用方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料制備方法，包括以下步驟：將河湖底泥進行篩分后晾干，得到干燥的河湖底泥；

將干燥的河湖底泥置于氣氛爐中，在氮氣或者氬氣保護氣體的氛圍下進行高溫熱解，得到底泥基生物炭；

將底泥基生物炭置于耐壓密閉容器中，并泵入純氧進行氧氣負載，使底泥基生物炭達到氧氣過飽和，最后取出底泥基生物炭進行研磨。

高溫熱解的條件為：升溫速率為5～10℃/min，升至500～1200℃并保溫3～5h。

氧氣負載的條件為：0.1-0.5MPa的壓力下保持2～4h。

研磨后覆蓋材料粒徑為3～20mm。

一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料，由上述富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料制備方法制備得到。

一種富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料使用方法，采用上述的富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料，包括以下步驟：

將富營養(yǎng)化河湖的底泥覆蓋材料均勻鋪灑在河湖水面，并讓其自然沉降至河底，鋪灑厚度為10～25cm；