公布日：2023.08.08
申请日：2023.07.10
分类号：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I;C02F11/02(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种底泥修复剂及底泥修复方法，属于水、废水、污水或污泥的处理领域。底泥修复剂包括氧化剂、生物促进剂和除磷剂，且表面均包覆有缓释层；氧化剂包括如下质量百分含量的组分：过氧化钙80-85%、辛烯基琥珀酸淀粉酯10-15%、生物炭粉1-5%和沸石粉1-5%；生物促进剂包括如下质量百分含量的组分：氨基酸35-40%、维生素矿物质15-20%、嘧啶15-20%、嘌呤15-20%、辛烯基琥珀酸淀粉酯5-10%、生物炭粉1-5%和沸石粉1-5%；除磷剂包括如下质量百分含量的组分：改性镁橄榄石粉80-90%和辛烯基琥珀酸淀粉酯10-20%。该底泥修复剂可以降低水中COD含量，且具有缓释作用。
权利要求书
1.一种底泥修复剂，其特征在于，包括氧化剂、生物促进剂和除磷剂；所述氧化剂、所述生物促进剂和所述除磷剂的表面均包覆有缓释层；所述氧化剂包括如下质量百分含量的组分：过氧化钙80-85％、辛烯基琥珀酸淀粉酯10-15％、生物炭粉1-5％和沸石粉1-5％；所述生物促进剂包括如下质量百分含量的组分：氨基酸35-40％、维生素矿物质15-20％、嘧啶15-20％、嘌呤15-20％、辛烯基琥珀酸淀粉酯5-10％、生物炭粉1-5％和沸石粉1-5％；所述除磷剂包括如下质量百分含量的组分：改性镁橄榄石粉80-90％和辛烯基琥珀酸淀粉酯10-20％；所述缓释层由海藻酸钠、硬脂酸和氯化钙组成；所述改性镁橄榄石粉为铁元素和镧元素改性镁橄榄石粉；所述改性镁橄榄石粉的制备方法包括：将煅烧后的镁橄榄石粉、铁盐、镧盐混合，得到混合物，接着在60℃-100℃下采用碱性物质调节所述混合物的pH值至10-11，分离固体，洗涤至中性，经干燥、研磨得到所述改性镁橄榄石粉。
2.根据权利要求1所述的底泥修复剂，其特征在于，所述煅烧后的镁橄榄石粉的煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为30-40min。
3.根据权利要求1所述的底泥修复剂，其特征在于，所述氧化剂的制备方法包括：将过氧化钙、辛烯基琥珀酸淀粉酯、生物炭粉和沸石粉混合后制成颗粒，在颗粒上依次喷涂海藻酸钠水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化钙水溶液中，在颗粒表面形成缓释层，得到具有缓释性的氧化剂。
4.根据权利要求1所述的底泥修复剂，其特征在于，所述生物促进剂的制备方法包括：将氨基酸、维生素矿物质、嘧啶、嘌呤、辛烯基琥珀酸淀粉酯、生物炭粉和沸石粉混合后制成颗粒，在颗粒上依次喷涂海藻酸钠水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化钙水溶液中，在颗粒表面形成缓释层，得到具有缓释性的生物促进剂。
5.根据权利要求1所述的底泥修复剂，其特征在于，所述除磷剂的制备方法包括：将改性镁橄榄石粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后制成颗粒，在颗粒上依次喷涂海藻酸钠水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化钙水溶液中，在颗粒表面形成缓释层，得到具有缓释性的除磷剂。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的底泥修复剂，其特征在于，所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量浓度为1-4％，所述硬脂酸水溶液中硬脂酸的质量浓度为5-8％，所述氯化钙水溶液中氯化钙的质量浓度为10-30％。
7.一种底泥修复方法，其特征在于，将权利要求1-6任一项所述的底泥修复剂投入到水体底泥中与水体底泥混合，所述水体底泥包括开放式或相对封闭式的河道水体底泥，开放式河道投加量为1000-3000g/m2，相对封闭式河道投加量为500-1000g/m2。
发明内容
（一）要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种底泥修复剂及底泥修复方法，其解决了底泥修复时单纯使用氧化剂而引起水中COD升高，以及释放时间段，不能满足水体中好氧微生物代谢活动对DO的要求的技术问题。
（二）技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明实施例提供一种底泥修复剂，包括氧化剂、生物促进剂和除磷剂；所述氧化剂、所述生物促进剂和所述除磷剂的表面均包覆有缓释层；
所述氧化剂包括如下质量百分含量的组分：过氧化钙80-85%、辛烯基琥珀酸淀粉酯10-15%、生物炭粉1-5%和沸石粉1-5%；
所述生物促进剂包括如下质量百分含量的组分：氨基酸35-40%、维生素矿物质15-20%、嘧啶15-20%、嘌呤15-20%、辛烯基琥珀酸淀粉酯5-10%、生物炭粉1-5%和沸石粉1-5%；
所述除磷剂包括如下质量百分含量的组分：改性镁橄榄石粉80-90%和辛烯基琥珀酸淀粉酯10-20%。
优选地，所述氧化剂包括如下质量百分含量的组分：过氧化钙80%、辛烯基琥珀酸淀粉酯10%、生物炭粉5%和沸石粉5%；
优选地，所述生物促进剂包括如下质量百分含量的组分：氨基酸35%、维生素矿物质15%、嘧啶15%、嘌呤15%、辛烯基琥珀酸淀粉酯10%、生物炭粉5%和沸石粉5%；
优选地，所述除磷剂包括如下质量百分含量的组分：改性镁橄榄石粉80%和辛烯基琥珀酸淀粉酯20%。
可选地，所述生物炭粉、沸石粉、改性镁橄榄石粉的粒度为80-100目。
优选地，所述维生素矿物质由复合维生素和矿物质组成，所述矿物质为磷、钠、钾、镁、钙和铁的混合物；所述复合维生素包括30-35wt%的维生素A和65-70wt%的维生素B。
对于底泥有机物的去除，大多数氧化剂一方面释放时间很短，另一方面单纯使用会促进底泥向水中释放COD，本发明构建了缓释型的氧化剂且配合复合缓释生物促生剂同步降解底泥向水中释放的COD。
对于底泥总磷固定，大多数改性材料是靠纯吸附作用去除磷酸盐，作用时间有限，本发明构建了缓释除磷剂，延长作用有效的时间，提升除磷性能。
优选地，所述氨基酸为丙氨酸、赖氨酸、谷氨酸中的至少一种。
优选地，所述嘌呤为腺嘌呤；所述嘧啶为胞嘧啶和胸腺嘧啶中的至少一种。
可选地，所述缓释层由海藻酸钠、硬脂酸和氯化钙组成。
缓释层中，海藻酸钠与氯化钙交联形成大分子网络结构，具有卓越的包埋特性，可以将氧化剂、生物促进剂、除磷剂包埋在其内部。硬脂酸起到粘结剂的作用，增加了缓释层与内部材料的粘合度。
可选地，所述改性镁橄榄石粉为铁元素和镧元素改性镁橄榄石粉。
可选地，所述改性镁橄榄石粉的制备方法包括：将煅烧后的镁橄榄石粉、铁盐、镧盐混合，得到混合物，接着在60℃-100℃下采用碱性物质调节所述混合物的pH值至10-11，分离固体，洗涤至中性，经干燥、研磨得到所述改性镁橄榄石粉。
可选地，所述煅烧后的镁橄榄石粉的煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为30-40min。
优选地，所述铁盐包括氯化铁。
优选地，所述镧盐包括氯化镧。
可选地，所述铁盐和所述镧盐的摩尔比为3-5:1，所述铁盐和所述镧盐在煅烧后的镁橄榄石粉中的总浓度为1-5mg/L。
可选地，所述碱性物质包括氢氧化钠。
可选地，所述氧化剂的制备方法包括：将过氧化钙、辛烯基琥珀酸淀粉酯、生物炭粉和沸石粉混合后制成颗粒，在颗粒上依次喷涂海藻酸钠水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化钙水溶液中，在颗粒表面形成缓释层，得到具有缓释性的氧化剂。
可选地，所述生物促进剂的制备方法包括：将氨基酸、维生素矿物质、嘧啶、嘌呤、辛烯基琥珀酸淀粉酯、生物炭粉和沸石粉混合后制成颗粒，在颗粒上依次喷涂海藻酸钠水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化钙水溶液中，在颗粒表面形成缓释层，得到具有缓释性的生物促进剂。
可选地，所述除磷剂的制备方法包括：将改性镁橄榄石粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后制成颗粒，在颗粒上依次喷涂海藻酸钠水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化钙水溶液中，在颗粒表面形成缓释层，得到具有缓释性的除磷剂。
可选地，所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量浓度为1-4%，所述硬脂酸水溶液中硬脂酸的质量浓度为5-8%，所述氯化钙水溶液中氯化钙的质量浓度为10-30%。
优选地，所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量浓度为2%，所述硬脂酸水溶液中硬脂酸的质量浓度为5%，所述氯化钙水溶液中氯化钙的质量浓度为20%。
第二方面，本发明实施例提供一种底泥修复方法，将底泥修复剂投入到水体底泥中与水体底泥混合，所述水体底泥包括开放式或相对封闭式的河道水体底泥，开放式河道投加量为1000-3000g/m2，相对封闭式河道投加量为500-1000g/m2。
（三）有益效果
本发明的有益效果是：本发明的一种底泥修复剂及底泥修复方法，本发明通过生物促进剂和氧化剂联用，避免了单纯使用化学氧化剂可去除底泥有机物但会引起水中COD升高的问题，并且本发明的底泥修复剂具有缓释作用，可以持续缓慢地修复黑臭底泥。具有缓释作用的除磷剂也可以延长去除磷酸盐的有效时间，提升除磷性能。
本发明的底泥修复剂中的氧化剂、生物促进剂和除磷剂三者之间具有协同作用。氧化剂为微生物利用生物促进剂提供了一个好的微环境，氧化剂可提高氧化还原电位，促进生物促进剂提升微生物作用；同时，氧化剂可改变磷形态，促进除磷剂提升除磷剂作用。三者相辅相成起到修复底泥的作用，同时又互相不损害且互相无毒。
（发明人：韩元;蔡然;彭剑峰;王征戍;瞿文风;徐进）