一種水體修復(fù)組合物及水體修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水體修復(fù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于水體修復(fù)的組合物以及水體 修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水是維持人類生活所必須的自然資源之一，整個(gè)人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活都必須 圍繞著豐富的水環(huán)境來進(jìn)行，而人類的這一生存模式極大的改變了水體的營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)， 并且由于水的流動(dòng)特性使污染物突破了空間限制得以向更遠(yuǎn)的地方傳播，從而引起更大 范圍水環(huán)境的惡化，對人類生活產(chǎn)生影響。因此，控制水環(huán)境污染不僅有利于改善水生態(tài) 系統(tǒng)中動(dòng)植物及微生物的生存條件，對維持人類正常的生產(chǎn)生活也是大有裨益的。控制污 染狀況首先要了解導(dǎo)致水體污染發(fā)生的原因，從源頭上對污染原因進(jìn)行控制，同時(shí)采取合 理措施對已經(jīng)發(fā)生的污染狀況進(jìn)行修復(fù)，從而全面的改善水體污染狀況，提高人類生活質(zhì) 量。
[0003] 水環(huán)境污染根據(jù)污染物類型不同可以分為：有機(jī)型污染，氮磷類營養(yǎng)物質(zhì)型污 染，微生物型污染，熱污染，重金屬型污染，放射物型污染等。其中由疏水性污染物引起 的有機(jī)型污染和由過量氮素及磷素的排入導(dǎo)致水體黑臭和富營養(yǎng)化污染由于其對水生態(tài) 環(huán)境的危害很大且不容易被徹底修復(fù)的特點(diǎn)而得到了廣泛的重視。
[0004] 經(jīng)過研究人員幾十年來對水污染修復(fù)技術(shù)的研究和革新，水環(huán)境修復(fù)的方法日 趨完善。目前常用的針對水環(huán)境污染的修復(fù)技術(shù)包括：物理修復(fù)、生物生態(tài)修復(fù)以及化學(xué) 修復(fù)這三種主要類型。
[0005] 物理修復(fù)，是以物理的方式降低水環(huán)境污染物濃度，促進(jìn)污染物去除。然而，這種 物理修復(fù)方式一般只能通過稀釋或者底泥疏浚的方式進(jìn)行污染物處理，只能暫時(shí)降低污染 物的濃度，并不能從根本上將污染物降解。因而，物理修復(fù)的方法一般也僅適用于處理突發(fā) 性污染，而不能有效的實(shí)現(xiàn)水體修復(fù)。
[0006] 生物生態(tài)修復(fù)，一般而言，是通過向污水體系中引入其他植物或微生物而實(shí)現(xiàn)的。 然而，一方面，當(dāng)引入其他植物進(jìn)行水體修復(fù)時(shí)，由于外來植物還會(huì)形成單優(yōu)勢種群，危及 本地植物的生存，導(dǎo)致本地植物的消失與滅絕，進(jìn)而帶來生態(tài)與環(huán)境問題。另一方面，當(dāng)引 入微生物進(jìn)水體修復(fù)時(shí)，由于單一微生物僅能對特定的污染物進(jìn)行降解。因而，當(dāng)污染物成 分較為復(fù)雜時(shí)，單一菌種微生物的投加不能同時(shí)滿足水體中各類型污染物的降解需求。同 時(shí)，由于微生物的投加還會(huì)改變目標(biāo)水體中的微生物多樣性，對水體內(nèi)其他污染物降解也 會(huì)產(chǎn)生影響。由此可見，采用生物生態(tài)修復(fù)的方法修復(fù)水體環(huán)境，也并不十分實(shí)用。
[0007] 因而，現(xiàn)階段，人們更為關(guān)注也是研究更多的，還是以化學(xué)的方法進(jìn)行水體修復(fù)。 化學(xué)修復(fù)一般是用投加化學(xué)制劑的方式促進(jìn)水環(huán)境內(nèi)污染物的去除以及平衡目標(biāo)水體酸 堿水平，促進(jìn)受污染水環(huán)境中目標(biāo)物質(zhì)沉積目的的水環(huán)境修復(fù)方式。
[0008] 例如現(xiàn)有技術(shù)（CN1669944A，公開日：2005年9月21日）就公開了一種水質(zhì)凈化 處理劑，其包括聚合氯化鋁1-3份、結(jié)晶氯化鋁8-11份、過碳酸鈉8-11份、元明粉28-31份、 梓檬酸1-3份、梓檬二酸鈉1-3份、乙二胺四乙酸1-3份、大蘇打4-6份、蘇打4-6份以及小 蘇打8-11份。
[0009] 同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)（CN103787475A，公開日：2014年5月14日）也公開了一種高效污 水處理劑，其包括無機(jī)天然礦物質(zhì)40~60份，無機(jī)硫酸鹽20~40份，無機(jī)碳酸鹽或者堿 10~30份，無機(jī)聚合硫酸鹽1-5份。
[0010] 同樣的，現(xiàn)有技術(shù)（CN104129841A，公開日：2014年11月5日）公開了一種活化劑 復(fù)合材料活化過硫酸鹽降解水體中有機(jī)污染物的方法。其中，所述活化劑復(fù)合材料由納米 零價(jià)鐵和生物炭組成，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨。這種混合體系能夠 在水體pH范圍為3. 0-10. 0的條件下，對污染水體中的有機(jī)物進(jìn)行講解。
[0011] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中所公開的可用于水體修復(fù)的化學(xué)制劑，大多集中在氯化鐵、氫氧 化鈉、聚合氯化鋁、堿式氯化鋁、非離子聚丙酰胺、陽離子聚丙酰胺、聚氯化鋁鐵等混凝劑、 絮凝劑或者過氧化物以及各種濾料的單一組分。雖然這些化學(xué)制劑能夠在水體修復(fù)中起到 一定的效果，然而這些制劑具有很大的局限性和針對性，例如混凝劑只能起到混凝作用；而 絮凝劑只能起到絮凝的作用；同樣的，脫色劑只能進(jìn)行脫色，而去除其它污染物均也要選用 針對性的助劑；同時(shí)，這些制劑僅僅將污染物轉(zhuǎn)移，不能從根本上去除水體中的污染因子， 且形成大量的污泥，造成了二次處理的困擾。
[0012] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種水體修復(fù)組合物，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水體修復(fù)試 劑組分單一，且僅能用于特定酸堿度條件下的水體中，也無法實(shí)現(xiàn)長效凈化，更無法實(shí)現(xiàn)污 染物有效分解沉淀以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化的技術(shù)問題。本發(fā)明所述組合物易溶于水，可以用于各 種pH條件下的水體中，并具有長效氧化作用和較高的氧化電位，可去除黑臭水體中的污染 物質(zhì)，并進(jìn)一步通過絮凝劑除去水體中的固體成分，因而可以有效凈化水質(zhì)，恢復(fù)水體自凈 功能。
[0014] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種水體修復(fù)的方法，該本發(fā)明方法采用本申請所述 組合物作為水體修復(fù)試劑，因而能夠有效實(shí)現(xiàn)水體的修復(fù)，并不會(huì)帶來二次污染與沉淀。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0016] 本發(fā)明所提供的組合物包括過硫酸鹽、絮凝劑、緩沖鹽體系以及活化劑；其中，所 述過硫酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%~75%，所述絮凝劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~10%，所述緩沖鹽體 系質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~20%，所述活化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~20%。優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述 過硫酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%~75%，所述絮凝劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~10%，所述緩沖鹽體系 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~20%，所述活化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~15%。
[0017] 本發(fā)明組合物中所加入的過硫酸鹽具有較強(qiáng)的氧化性，可緩慢氧化水體中的有機(jī) 分子，進(jìn)而將水體中導(dǎo)致污染的有機(jī)物降解為短鏈片段，或者進(jìn)一步分解為小分子。同時(shí)， 本發(fā)明組合物中所加入的絮凝劑可以吸附水體中不溶物質(zhì)，絮凝水體中的固體成分。進(jìn)一 步的，本發(fā)明組合物中的緩沖鹽體系主要起到平衡體系pH的作用，進(jìn)而使得本申請組合物 能夠用于各種pH條件的污染水體凈化中；同時(shí)，緩沖鹽體系可以提供氧化劑緩慢釋放氧化 因子的環(huán)境，從而起到長效氧化凈化的作用。同時(shí)，本發(fā)明所述組合物中的活化劑可以起 到活化過硫酸鹽分解產(chǎn)生強(qiáng)氧化硫酸根自由基，并進(jìn)一步氧化水體中的有機(jī)污染分子的作 用。
[0018] 同時(shí)，本發(fā)明中，通過對水體修復(fù)組合物中各組分含量比例的進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化， 也使得本發(fā)明所以提供的組合物中各組分間能夠協(xié)調(diào)配合，從而進(jìn)一步提高本發(fā)明所述組 合物對水體的修復(fù)能力。
[0019] 可選的，本發(fā)明中，所述組合物為白色/灰白色粉末。
[0020] 可選的，本發(fā)明中，所述活化劑為硫酸亞鐵，氧化鋁，活性炭，明礬中的一種或幾種 的混合物。
[0021] 本發(fā)明中，通過對活化劑的進(jìn)一步選擇和優(yōu)化，能夠提高對過硫酸鹽的活化能力。 同時(shí)，本發(fā)明中所述活化劑在活化硫酸鹽后，還能夠沉淀水體中的浮游雜質(zhì)，進(jìn)而起到一定 的水體凈化的作用。
[0022] 可選的，本發(fā)明中，所述過硫酸鹽為過硫酸氫鉀、過硫酸鉀、過硫酸氫鈉、過硫酸 鈉、過硫酸銨、過硫酸鈣中的一種或幾種的混合物；優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述過硫酸鹽為過硫 酸氫鉀、過硫酸鉀、過硫酸氫鈉以及過硫酸鈣中的一種或幾種的混合物。
[0023] 本發(fā)明中，通過對過硫酸鹽的選擇和調(diào)整，以具有高氧化性的過硫酸鹽作為原料， 進(jìn)而進(jìn)一步提高了所述組合物對有機(jī)污染物的分解能力，從而提高了所述組合物對水體修 復(fù)的能力。
[0024] 可選的，本發(fā)明中，所述絮凝劑為無機(jī)聚合物絮凝劑或有機(jī)高分子絮凝劑中的一 種或兩種的復(fù)合絮凝劑。
[0025] 本發(fā)明中，通過使用無機(jī)聚合物或者有機(jī)高分子作為絮凝劑，能夠高效的將水體 中的浮游顆粒等雜質(zhì)通過絡(luò)合和/或吸附進(jìn)行絮凝沉淀，從而提高所述組合物的對水體的 凈化修復(fù)能力。
[0026] 可選的，本發(fā)明中，所述無機(jī)聚合物絮凝劑為，聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化 鐵以及聚合硫酸鐵中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述無機(jī)聚合物絮凝劑為 聚合氯化鋁或聚合硫酸鋁中的一種或兩種的混合物。
[0027] 可選的，本發(fā)明中，所述有機(jī)高分子絮凝劑為聚丙烯酰胺、季銨化聚丙烯酰胺陽離 子、兩性聚丙烯酰胺共聚物中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述有機(jī)高分子 絮凝劑為聚丙烯酰胺。
[0028] 可選的，本發(fā)明中，所述絮凝劑為聚合氯化鋁或聚丙烯酰胺中的一種或兩種的復(fù) 合絮凝劑。
[0029] 本發(fā)明中，通過使用具有高活性的絮凝劑，提高了所述組合物對水體中顆?；螂x 子等的吸附沉淀作用，進(jìn)而提高了所述組合物的水體凈化能力。
[0030] 可選的，本發(fā)明中，述緩沖鹽體系為碳酸鈉/碳酸氫鈉，磷酸氫二鈉/磷酸二氫鈉， 氯化鈉/檸檬酸鈉中的一種或幾種緩沖鹽體系的混合體系。
[0031] 本發(fā)明中，通過選擇和調(diào)整所用緩沖鹽體系，能夠進(jìn)一步調(diào)控水體處理過程中體 系的pH環(huán)境，進(jìn)而提高了組合物的水體修復(fù)凈化能力。
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