[發明專利]一種多目標沉積物覆蓋材料及其制備和使用方法

在審

• 申請號: 202110557235.0
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113415960A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 曹競心;丁士明;王燕
• 申請（專利權）人: 南京智感環境科技有限公司;南京智馬儀器科技有限公司;南京國興環保產業研究院有限公司
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 王華

本發明公開了一種多目標沉積物覆蓋材料，主要部分包括活化海泡石和納米過氧化鈣，所述活化海泡石部分先制備，在所述活化海泡石部分的基礎上負載所述納米過氧化鈣部分。本發明可以改善上覆水和表層沉積物的氧化還原環境，同時抑制沉積物中氮、磷、硫、有機質及重金屬鐵、錳等向上覆水體釋放。

技術領域

本發明屬于水體環境修復技術領域，尤其涉及水體-沉積物多目標覆蓋劑。

背景技術

在我國經濟發展的進程中，富營養化水體和黑臭水體已經成為了典型的水環境問題。我國的富營養化水體具有兩種典型特征，一是湖泊水體中氮和磷的濃度普遍較高，有時甚至出現異常營養；二是湖泊氮和磷的內部負荷大，特別是沉積物中的氮磷營養鹽對湖泊富營養化有十分重要的貢獻。而黑臭水體通常有城市工業廢水和生活污水的排入，這些污廢水會提供高濃度的氮和磷，還會造成嚴重的有機污染。

污染物進入水體后會富集在沉積物中，在合適的條件下，沉積物就會向上覆水體釋放污染物。因此，沉積物是污染物的“源”和“匯”，對沉積物進行修復、控制內源污染是恢復水體水質和功能的重要途徑之一。原位覆蓋技術就是一種常用的內源污染控制技術，其目的是是將沉積物與上覆水體隔絕（Azcue et al., 1998），以減少污染物轉化為沉積物中生物活性部分的通量。傳統材料的原位覆蓋材料如砂、粉砂、粘土和碎石屑等天然材料只能在沉積物與水之間形成物理屏障，效果有限，尤其是長時間持續穩定效果差，易失效。

發明內容

發明目的：針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供了一種多目標沉積物覆蓋材料及其制備方法，本發明可以改善上覆水和表層沉積物的氧化還原環境，同時抑制沉積物中氮、磷、硫、有機質及重金屬鐵、錳等向上覆水體釋放。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：一種多目標沉積物覆蓋材料，為負載有納米過氧化鈣的活化海泡石。

作為優選方案，所述覆蓋材料的顆粒大小為20~100目。

作為優選方案，所述納米過氧化鈣占覆蓋材料總質量的20~28%

本發明還提供了一種上述多目標沉積物覆蓋材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1：稱取適量海泡石原土加入鹽酸中，充分攪拌均勻得到海泡石-鹽酸的混合液；

步驟S2：充分混合后的海泡石-鹽酸混合鹽經過離心處理后棄去上清液，得到的固相再經過多次水洗得到水洗后的固相；

步驟S3：步驟S2得到的固相在60~90℃下經過干燥后，通過研磨過篩得到活化海泡石顆粒；

步驟S4：在氯化鈣溶液中，依次加入氨水和聚乙二醇，攪拌混合均勻；

步驟S5：將步驟S3得到的活化海泡石顆粒加入到步驟S4得到的混合溶液中，然后緩慢滴加30%的過氧化氫進行反應；

步驟S6：反應完畢后繼續攪拌1h以上，得到包含負載納米過氧化鈣的活化海泡石的懸濁液；

步驟S7：將步驟S6得到的懸濁液經過離心棄去上清液，得到的固相在經過多次水洗，并干燥；

步驟S8：將步驟S7得到固相經過研磨過篩后得到負載納米過氧化鈣的活化海泡石。

進一步的，步驟5中加入的活化海泡石顆粒與氯化鈣的質量比為5:2~3。

進一步的，步驟S4所述氯化鈣溶液中，每含100g氯化鈣，依次加入450~1500ml的1M氨水和900~1500ml的聚乙二醇200。

進一步的，步驟S3和S8中所述海泡石顆粒經過研磨后，均經過40目篩。

本發明還提供了一種上述多目標沉積物覆蓋材料的使用方法，采用直接投加方式，或與表層沉積物混合后投加方式。