CN111517382A - 一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒及其制备方法和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒，由硅灰石30‑50份、含镁矿石20‑35份、蒙脱石5‑10份、粉煤灰15‑20份、秸秆10‑20份、聚合氯化铝5‑15份、壳聚糖10‑20份组成；本发明通过研磨，加热煅烧等步骤制备得到含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒，本发明由硅灰石、含镁矿石等天然矿物混合而成，能有效促使污染物降解并絮凝沉降，降低水体浊度，消除生物毒性效提升水质；本发明产品对水体中总磷、氨氮、硫化物具有一定的去除能力，能全方位保证水体水质改善，且措施稳定长效；本发明产品成本低、使用方便，适应范围广，可适用于不同污染程度的水体。
Description
技术领域
本发明涉及污染水体治理技术领域，具体的说涉及一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒及其制备方法和应用方法。
背景技术
随着我国经济快速发展以及城市规模的不断扩大和人口的增加，污水排放量日益增加，水环境遭受污染破坏，使符合水质标准可供利用的水资源大幅度减少。我国目前突出的水污染问题，是水污染物负荷超出了水生态系统的自净能力和承载能力，造成河流、湖泊水体的富营养化。水质的富营养化，不仅在湖泊、水库和海湾这些封闭或半封闭性水体中发生，而且也在滞流的城市内河小水体，半封闭性河浜、河涌等河道以及河口水域发生。因此，如何治理这些水体污染，实现水资源的可持续利用，是实现我国经济社会可持续发展迫切需要解决的问题。
河流、湖泊等地表水体是排放各种污水的汇集地，由于人类的生产、生活活动的加剧，污水排入增多，河湖水体的稀释净化作用已大为削弱，超出了河湖水体的自净能力界限，因而使污染物沉积在水中，一方面使水体污浊、黑臭，一方面造成藻类疯长泛滥。即便进行了彻底的截污和清淤，由于河湖是一个开放的水环境，城镇污水处理厂处理后排放的达标废水，工业企业和畜禽集中养殖场产生的污水经处理后排放的达标废水，仍然含有一定的污染物；而广大农村散养的畜禽粪便，难以避免人为的垃圾丢弃，以及地表土壤中的有机物及氮、磷等营养物质随雨、雪等大气降水的地表径流流入，而河湖水体的不断蒸发，时间一久，河湖水体的水质会重新被污染，因此并不能一劳永逸地解决河湖水体污染问题。
鉴于现有的大部分河湖水体已被污染或严重污染，且污染仍将长期存在的现状，对已污染的河湖水体实行直接的水体污染治理净化和生态修复非常必要而十分迫切，而目前普遍采取的截污和清淤，以及进行引水换水营造大范围水流循环，和动力曝气充氧的水污染治理和生态环境修复技术，均是以高耗能、增加碳排放为代价，存在投资大、运行费用高、资源能源占用消耗大的弊端，
因此提供一种投资少、经济适用、节能减排型的湖泊河流水体治理颗粒及其制备方法和应用方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种经济适用、治理效果好的含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒，由以下重量份原料组成：硅灰石30-50份、含镁矿石20-35份、蒙脱石5-10份、粉煤灰15-20份、秸秆10-20份、聚合氯化铝5-15份、壳聚糖10-20份。
与现有技术相比本发明的有益效果在于：本发明由硅灰石、含镁矿石等天然矿物混合而成，能有效促使污染物降解并絮凝沉降，降低水体浊度，消除生物毒性效提升水质；本发明以天然矿物质为主要成分，无需大规模施工设备；本发明产品对水体中总磷、氨氮、硫化物具有一定的去除能力，能全方位保证水体水质改善，且措施稳定长效；本发明产品成本低、使用方便，适应范围广，可适用于不同污染程度的水体；本发明颗粒适用于水库、河流、天然湖泊、地下水中的水华、赤潮以及被各种污染物污染的水源。
进一步，上述含镁矿石为菱镁矿或白云石。
更进一步，上述菱镁矿中MgO含量大于40％或白云石中MgO含量大于20％。
采用上述进一步的有益效果在于：本发明采用的菱镁矿或白云石能很好的与硅灰石结合，从而以硅钙镁矿物质实现对总磷、氨氮、硫化物等污染物的吸收沉淀，经实验证明单独使用菱镁矿、白云石或单独使用硅灰石对水体修复效果均较差，而在本发明限定范围内则能够达到最好的水体治理效果。
进一步，上述硅灰石中SiO2含量大于35％、CaO含量大于30％。
本发明还提供了上述含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述湖泊河流水体治理颗粒称取各原料；
(2)将硅灰石、含镁矿石和蒙脱石粉碎并过100-200目筛；
(3)将硅灰石粉末、含镁矿石粉末、蒙脱石粉末与粉煤灰、秸秆、聚合氯化铝、壳聚糖混合，并在160-180℃条件下加热20-40min，待冷却后，进行二次粉碎过200-300目筛，备用；
(4)将步骤(3)过筛后的粉末加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到颗粒球；
(5)把步骤(4)中的颗粒球放至1000-1400℃的高温炉中进行煅烧3-5h之后，即得含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒。
本发明的有益效果在于：本发明产品制备方法简单仅需经过研磨过筛、加热煅烧之后就可得到本发明水体治理颗粒，相比于其他方法，本发明的制备方法快速、高效、省时、省力，具备优秀的产业前景。
本发明还提供了将上述含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒在治理湖泊河流水体中的应用方法。
上述应用方法包括以下步骤：
1)在水体表面铺设两层遮光膜，遮光膜上设有气水孔，两层遮光膜的气水孔相互交错；
2)将制备好的含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒均匀撒放至两层遮光膜中间，每平方米遮光膜投放40-60颗颗粒。
本发明的有益效果在于：本发明采用遮光膜对水体进行过滤，同时中间放置本发明治理颗粒，本发明通过简单的使用方法即实现对水体的净化。
进一步，上述气水孔孔径为2-8cm，孔密度为100-300个/m2。
进一步，上述应用方法还包括结合种植水生生态植物景观治理湖泊河流水体。
更进一步，上述水生生态植物景观为浮萍、水花生、水葫芦、美人蕉、睡莲、茭白和芦苇中的一种或多种。
采用上述进一步的有益效果在于：本发明在治理水体的同时，辅助种植水生生态植物景观能够，辅助吸收水体中的重金属等物质，还能够改善水面环境。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先对采用的菱镁矿、白云石和硅灰石进行成分分析检测，检测结果显示采用的菱镁矿中MgO含量大于40％、白云石中MgO含量大于20％；硅灰石中SiO2含量大于35％、CaO含量大于30％。
实施例1
含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取硅灰石30份、菱镁矿35份、蒙脱石5份、粉煤灰15份、秸秆20份、聚合氯化15份、壳聚糖10份；
(2)将硅灰石、含镁矿石和蒙脱石粉碎并过100目筛；
(3)将硅灰石粉末、含镁矿石粉末、蒙脱石粉末与粉煤灰、秸秆、聚合氯化铝、壳聚糖混合，并在180℃条件下加热40min，待冷却后，进行二次粉碎过200目筛，备用；
(4)将步骤(3)过筛后的粉末加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到颗粒球；
(5)把步骤(4)中的颗粒球放1400℃的高温炉中进行煅烧3h之后，即得含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒。
实施例2
含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取硅灰石50份、白云石20份、蒙脱石10份、粉煤灰15份、秸秆10份、聚合氯化铝5份、壳聚糖20份；
(2)将硅灰石、含镁矿石和蒙脱石粉碎并过200目筛；
(3)将硅灰石粉末、含镁矿石粉末、蒙脱石粉末与粉煤灰、秸秆、聚合氯化铝、壳聚糖混合，并在160℃条件下加热20min，待冷却后，进行二次粉碎过300目筛，备用；
(4)将步骤(3)过筛后的粉末加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到颗粒球；
(5)把步骤(4)中的颗粒球放至1000℃的高温炉中进行煅烧5h之后，即得含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒。
实施例3
含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取硅灰石40份、菱镁矿28份、蒙脱石7份、粉煤灰18份、秸秆15份、聚合氯化铝10份、壳聚糖15份；
(2)将硅灰石、含镁矿石和蒙脱石粉碎并过150目筛；
(3)将硅灰石粉末、含镁矿石粉末、蒙脱石粉末与粉煤灰、秸秆、聚合氯化铝、壳聚糖混合，并在170℃条件下加热30min，待冷却后，进行二次粉碎过250目筛，备用；
(4)将步骤(3)过筛后的粉末加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到颗粒球；
(5)把步骤(4)中的颗粒球放至1200℃的高温炉中进行煅烧4h之后，即得含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒。
实施例4
含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取硅灰石45份、白云石25份、蒙脱石8份、粉煤灰16份、秸秆12份、聚合氯化铝12份、壳聚糖12份；
(2)将硅灰石、含镁矿石和蒙脱石粉碎并过120目筛；
(3)将硅灰石粉末、含镁矿石粉末、蒙脱石粉末与粉煤灰、秸秆、聚合氯化铝、壳聚糖混合，并在175℃条件下加热25min，待冷却后，进行二次粉碎过200目筛，备用；
(4)将步骤(3)过筛后的粉末加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到颗粒球；
(5)把步骤(4)中的颗粒球放至1350℃的高温炉中进行煅烧3h之后，即得含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒。
实施例5
含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取硅灰石35份、菱镁矿35份、蒙脱石5份、粉煤灰20份、秸秆15份、聚合氯化铝10份、壳聚糖20份；
(2)将硅灰石、含镁矿石和蒙脱石粉碎并过100目筛；
(3)将硅灰石粉末、含镁矿石粉末、蒙脱石粉末与粉煤灰、秸秆、聚合氯化铝、壳聚糖混合，并在180℃条件下加热20min，待冷却后，进行二次粉碎过300目筛，备用；
(4)将步骤(3)过筛后的粉末加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到颗粒球；
(5)把步骤(4)中的颗粒球放至1150℃的高温炉中进行煅烧4h之后，即得含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒。
试验例1
选取受污染的河流湖泊水体，采用下面方法在同一流域使用本发明实施例1-5制得的含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒：
1)在水体表面铺设两层遮光膜，遮光膜上设有气水孔，两层遮光膜的气水孔相互交错，水孔孔径为2-8cm，孔密度为100-300个/m2；
2)将制备好的含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒均匀撒放至两层遮光膜中间，每平方米遮光膜投放40-60颗颗粒。
3)结合种植水生生态植物景观治理湖泊河流水体；水生生态植物景观为浮萍、水花生、水葫芦、美人蕉、睡莲、茭白和芦苇混合种植。
同时按照实施例1中的方案，分别设置对比例1和对比例2，其中对比例1中不含有硅灰石，对比例2中不含有菱镁矿。
试验例1的实验结果如表1所示；
表1实施例1-5及对比例1-2实验结果
Claims (10)
1.一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒，其特征在于，由以下重量份原料组成：硅灰石30-50份、含镁矿石20-35份、蒙脱石5-10份、粉煤灰15-20份、秸秆10-20份、聚合氯化铝5-15份、壳聚糖10-20份。
2.根据权利要求1所述一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒，其特征在于，所述含镁矿石为菱镁矿或白云石。
3.根据权利要求1所述一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒，其特征在于，所述硅灰石中SiO2含量大于35％、CaO含量大于30％。
4.根据权利要求2所述一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒，其特征在于，所述菱镁矿中MgO含量大于40％或所述白云石中MgO含量大于20％。
5.一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按权利要求1-4任一项所述湖泊河流水体治理颗粒称取各原料；
(2)将硅灰石、含镁矿石和蒙脱石粉碎并过100-200目筛；
(3)将硅灰石粉末、含镁矿石粉末、蒙脱石粉末与粉煤灰、秸秆、聚合氯化铝、壳聚糖混合，并在160-180℃条件下加热20-40min，待冷却后，进行二次粉碎过200-300目筛，备用；
(4)将步骤(3)过筛后的粉末加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到颗粒球；
(5)把步骤(4)中的颗粒球放至1000-1400℃的高温炉中进行煅烧3-5h之后，即得含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒。
6.如权利要求1-4任一项所述含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒在治理湖泊河流水体中的应用。
7.根据权利要求6所述一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒在治理湖泊河流水体中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
1)在水体表面铺设两层遮光膜，遮光膜上设有气水孔，两层遮光膜的气水孔相互交错；
2)将制备好的含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒均匀撒放至两层遮光膜中间，每平方米遮光膜投放40-60颗颗粒。
8.根据权利要求7所述一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒在治理湖泊河流水体中的应用，其特征在于，所述气水孔孔径为2-8cm，孔密度为100-300个/m2。
9.根据权利要求7所述一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒在治理湖泊河流水体中的应用，其特征在于，还包括结合种植水生生态植物景观治理湖泊河流水体。
10.根据权利要求9所述一种含硅钙镁矿物的湖泊河流水体治理颗粒在治理湖泊河流水体中的应用，其特征在于，所述水生生态植物景观为浮萍、水花生、水葫芦、美人蕉、睡莲、茭白和芦苇中的一种或多种。
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|---|---|---|---|---|
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2020
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