公布日：2023.08.08

申請(qǐng)日：2023.07.10

分類號(hào)：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I;C02F11/02(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及一種底泥修復(fù)劑及底泥修復(fù)方法，屬于水、廢水、污水或污泥的處理領(lǐng)域。底泥修復(fù)劑包括氧化劑、生物促進(jìn)劑和除磷劑，且表面均包覆有緩釋層；氧化劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：過(guò)氧化鈣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%；生物促進(jìn)劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：氨基酸35-40%、維生素礦物質(zhì)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%；除磷劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：改性鎂橄欖石粉80-90%和辛烯基琥珀酸淀粉酯10-20%。該底泥修復(fù)劑可以降低水中COD含量，且具有緩釋作用。

權(quán)利要求書

1.一種底泥修復(fù)劑，其特征在于，包括氧化劑、生物促進(jìn)劑和除磷劑；所述氧化劑、所述生物促進(jìn)劑和所述除磷劑的表面均包覆有緩釋層；所述氧化劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：過(guò)氧化鈣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％；所述生物促進(jìn)劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：氨基酸35-40％、維生素礦物質(zhì)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％；所述除磷劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：改性鎂橄欖石粉80-90％和辛烯基琥珀酸淀粉酯10-20％；所述緩釋層由海藻酸鈉、硬脂酸和氯化鈣組成；所述改性鎂橄欖石粉為鐵元素和鑭元素改性鎂橄欖石粉；所述改性鎂橄欖石粉的制備方法包括：將煅燒后的鎂橄欖石粉、鐵鹽、鑭鹽混合，得到混合物，接著在60℃-100℃下采用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)所述混合物的pH值至10-11，分離固體，洗滌至中性，經(jīng)干燥、研磨得到所述改性鎂橄欖石粉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底泥修復(fù)劑，其特征在于，所述煅燒后的鎂橄欖石粉的煅燒溫度為500-600℃，煅燒時(shí)間為30-40min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底泥修復(fù)劑，其特征在于，所述氧化劑的制備方法包括：將過(guò)氧化鈣、辛烯基琥珀酸淀粉酯、生物炭粉和沸石粉混合后制成顆粒，在顆粒上依次噴涂海藻酸鈉水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化鈣水溶液中，在顆粒表面形成緩釋層，得到具有緩釋性的氧化劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底泥修復(fù)劑，其特征在于，所述生物促進(jìn)劑的制備方法包括：將氨基酸、維生素礦物質(zhì)、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顆粒，在顆粒上依次噴涂海藻酸鈉水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化鈣水溶液中，在顆粒表面形成緩釋層，得到具有緩釋性的生物促進(jìn)劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底泥修復(fù)劑，其特征在于，所述除磷劑的制備方法包括：將改性鎂橄欖石粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后制成顆粒，在顆粒上依次噴涂海藻酸鈉水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化鈣水溶液中，在顆粒表面形成緩釋層，得到具有緩釋性的除磷劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的底泥修復(fù)劑，其特征在于，所述海藻酸鈉水溶液中海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為1-4％，所述硬脂酸水溶液中硬脂酸的質(zhì)量濃度為5-8％，所述氯化鈣水溶液中氯化鈣的質(zhì)量濃度為10-30％。

7.一種底泥修復(fù)方法，其特征在于，將權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的底泥修復(fù)劑投入到水體底泥中與水體底泥混合，所述水體底泥包括開(kāi)放式或相對(duì)封閉式的河道水體底泥，開(kāi)放式河道投加量為1000-3000g/m2，相對(duì)封閉式河道投加量為500-1000g/m2。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問(wèn)題

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)、不足，本發(fā)明提供一種底泥修復(fù)劑及底泥修復(fù)方法，其解決了底泥修復(fù)時(shí)單純使用氧化劑而引起水中COD升高，以及釋放時(shí)間段，不能滿足水體中好氧微生物代謝活動(dòng)對(duì)DO的要求的技術(shù)問(wèn)題。

（二）技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種底泥修復(fù)劑，包括氧化劑、生物促進(jìn)劑和除磷劑；所述氧化劑、所述生物促進(jìn)劑和所述除磷劑的表面均包覆有緩釋層；

所述氧化劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：過(guò)氧化鈣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%；

所述生物促進(jìn)劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：氨基酸35-40%、維生素礦物質(zhì)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%；

所述除磷劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：改性鎂橄欖石粉80-90%和辛烯基琥珀酸淀粉酯10-20%。

優(yōu)選地，所述氧化劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：過(guò)氧化鈣80%、辛烯基琥珀酸淀粉酯10%、生物炭粉5%和沸石粉5%；

優(yōu)選地，所述生物促進(jìn)劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：氨基酸35%、維生素礦物質(zhì)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%；

優(yōu)選地，所述除磷劑包括如下質(zhì)量百分含量的組分：改性鎂橄欖石粉80%和辛烯基琥珀酸淀粉酯20%。

可選地，所述生物炭粉、沸石粉、改性鎂橄欖石粉的粒度為80-100目。

優(yōu)選地，所述維生素礦物質(zhì)由復(fù)合維生素和礦物質(zhì)組成，所述礦物質(zhì)為磷、鈉、鉀、鎂、鈣和鐵的混合物；所述復(fù)合維生素包括30-35wt%的維生素A和65-70wt%的維生素B。

對(duì)于底泥有機(jī)物的去除，大多數(shù)氧化劑一方面釋放時(shí)間很短，另一方面單純使用會(huì)促進(jìn)底泥向水中釋放COD，本發(fā)明構(gòu)建了緩釋型的氧化劑且配合復(fù)合緩釋生物促生劑同步降解底泥向水中釋放的COD。

對(duì)于底泥總磷固定，大多數(shù)改性材料是靠純吸附作用去除磷酸鹽，作用時(shí)間有限，本發(fā)明構(gòu)建了緩釋除磷劑，延長(zhǎng)作用有效的時(shí)間，提升除磷性能。

優(yōu)選地，所述氨基酸為丙氨酸、賴氨酸、谷氨酸中的至少一種。

優(yōu)選地，所述嘌呤為腺嘌呤；所述嘧啶為胞嘧啶和胸腺嘧啶中的至少一種。

可選地，所述緩釋層由海藻酸鈉、硬脂酸和氯化鈣組成。

緩釋層中，海藻酸鈉與氯化鈣交聯(lián)形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有卓越的包埋特性，可以將氧化劑、生物促進(jìn)劑、除磷劑包埋在其內(nèi)部。硬脂酸起到粘結(jié)劑的作用，增加了緩釋層與內(nèi)部材料的粘合度。

可選地，所述改性鎂橄欖石粉為鐵元素和鑭元素改性鎂橄欖石粉。

可選地，所述改性鎂橄欖石粉的制備方法包括：將煅燒后的鎂橄欖石粉、鐵鹽、鑭鹽混合，得到混合物，接著在60℃-100℃下采用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)所述混合物的pH值至10-11，分離固體，洗滌至中性，經(jīng)干燥、研磨得到所述改性鎂橄欖石粉。

可選地，所述煅燒后的鎂橄欖石粉的煅燒溫度為500-600℃，煅燒時(shí)間為30-40min。

優(yōu)選地，所述鐵鹽包括氯化鐵。

優(yōu)選地，所述鑭鹽包括氯化鑭。

可選地，所述鐵鹽和所述鑭鹽的摩爾比為3-5:1，所述鐵鹽和所述鑭鹽在煅燒后的鎂橄欖石粉中的總濃度為1-5mg/L。

可選地，所述堿性物質(zhì)包括氫氧化鈉。

可選地，所述氧化劑的制備方法包括：將過(guò)氧化鈣、辛烯基琥珀酸淀粉酯、生物炭粉和沸石粉混合后制成顆粒，在顆粒上依次噴涂海藻酸鈉水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化鈣水溶液中，在顆粒表面形成緩釋層，得到具有緩釋性的氧化劑。

可選地，所述生物促進(jìn)劑的制備方法包括：將氨基酸、維生素礦物質(zhì)、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顆粒，在顆粒上依次噴涂海藻酸鈉水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化鈣水溶液中，在顆粒表面形成緩釋層，得到具有緩釋性的生物促進(jìn)劑。

可選地，所述除磷劑的制備方法包括：將改性鎂橄欖石粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后制成顆粒，在顆粒上依次噴涂海藻酸鈉水溶液和硬脂酸水溶液，然后浸泡在氯化鈣水溶液中，在顆粒表面形成緩釋層，得到具有緩釋性的除磷劑。

可選地，所述海藻酸鈉水溶液中海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為1-4%，所述硬脂酸水溶液中硬脂酸的質(zhì)量濃度為5-8%，所述氯化鈣水溶液中氯化鈣的質(zhì)量濃度為10-30%。

優(yōu)選地，所述海藻酸鈉水溶液中海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為2%，所述硬脂酸水溶液中硬脂酸的質(zhì)量濃度為5%，所述氯化鈣水溶液中氯化鈣的質(zhì)量濃度為20%。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種底泥修復(fù)方法，將底泥修復(fù)劑投入到水體底泥中與水體底泥混合，所述水體底泥包括開(kāi)放式或相對(duì)封閉式的河道水體底泥，開(kāi)放式河道投加量為1000-3000g/m2，相對(duì)封閉式河道投加量為500-1000g/m2。

（三）有益效果

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種底泥修復(fù)劑及底泥修復(fù)方法，本發(fā)明通過(guò)生物促進(jìn)劑和氧化劑聯(lián)用，避免了單純使用化學(xué)氧化劑可去除底泥有機(jī)物但會(huì)引起水中COD升高的問(wèn)題，并且本發(fā)明的底泥修復(fù)劑具有緩釋作用，可以持續(xù)緩慢地修復(fù)黑臭底泥。具有緩釋作用的除磷劑也可以延長(zhǎng)去除磷酸鹽的有效時(shí)間，提升除磷性能。

本發(fā)明的底泥修復(fù)劑中的氧化劑、生物促進(jìn)劑和除磷劑三者之間具有協(xié)同作用。氧化劑為微生物利用生物促進(jìn)劑提供了一個(gè)好的微環(huán)境，氧化劑可提高氧化還原電位，促進(jìn)生物促進(jìn)劑提升微生物作用；同時(shí)，氧化劑可改變磷形態(tài)，促進(jìn)除磷劑提升除磷劑作用。三者相輔相成起到修復(fù)底泥的作用，同時(shí)又互相不損害且互相無(wú)毒。

（發(fā)明人：韓元;蔡然;彭劍峰;王征戍;瞿文風(fēng);徐進(jìn)）