[发明专利]一种膨润土—水泥原位覆盖复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

       本发明涉及一种对河流或湖泊中被污染的底泥进行原位覆盖的复合材料。特别是涉及一种在普通膨润土中按质量分数比添加水泥、自来水制成一种复合材料应用到原位修复被污染的底泥，具有控制覆盖后续行为的功能，因此能及时控制覆盖材料微孔结构的变化。

背景技术

       随着过去30年的工业水平发展和市政排水的增加，有害污染物对环境产生很大危害。这些污染物分布在环境各个领域，河流中的底泥是污染物重要的蓄积库，积累的主要污染物有重金属，N、P等营养盐及难降解有机物，其含量可达水体中的上百倍，并且与水相保持一定的动态平衡。当环境条件发生变化时，底泥中的污染物可能会释放出来，再次污染水体。

       原位覆盖是指通过在污染底泥表面铺放一层或多层清洁的覆盖物，使污染底泥与上层水体隔离，从而阻止底泥中污染物向水体的迁移。这种技术已经被广泛应用到美国等国家。

       原位覆盖必须具有如下两个重要的功能，一是阻止底泥中的污染物向上层水体释放，二是固定被污染的底泥。原位覆盖主要被局限于材料的选择、它们在覆盖层中的空间分布及覆盖层厚度。典型的覆盖层材料包括沙子、砾石、土壤等。尽管这些材料用起来很方便，但它们有机碳含量较低，吸附作用均较小。除了要考虑成本外，覆盖材料的选择还要依赖于被污染的底泥物化特性、当地的水动力条件、覆盖层的固化潜力、底层生物扰动潜力。诸如改性粘土材料、零价铁、磷灰石等材料被广泛应用为覆盖层，这些材料相对传统材料有更多优势。然而天然水体经常面临风浪、水生动物等扰动会破坏覆盖层，这些是目前覆盖材料的局限性所在。

       因此，原位覆盖要求覆盖层必须稳定，由于原位覆盖实际应用伴随着很多潜在的不确定性，所以要控制覆盖材料的微孔结构。控制覆盖材料的微孔结构对覆盖底泥的后续作用有很大影响。

发明内容

       本发明的目的在于提供一种理想的、应用范围广的膨润土—水泥原位覆盖复合材料及其制备方法，该原位覆盖复合材料，有控制覆盖后续行为的功能，因此能及时控制覆盖材料微孔结构的变化。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种膨润土—水泥原位覆盖复合材料，它由以下质量配比的原料制成：膨润土：普通硅酸盐水泥 ：自来水为1:1:2.4。

本发明提供的另一个技术方案为：一种膨润土—水泥原位覆盖复合材料的制备方法，该方法的制备步骤如下：

       a)将膨润土、普通硅酸盐水泥和自来水按配比混合搅拌1～2 h形成原位覆盖复合材料浆料；

       b)将上述浆料在室温下养护20～400h，形成原位覆盖复合材料。

所述膨润土—水泥原位覆盖复合材料，其特征在于该原位覆盖复合材料的铺设总厚度为0.05—30厘米。

所述膨润土—水泥原位覆盖复合材料，在原位覆盖河流或湖泊中被污染底泥中的应用。

       本发明采用膨润土—水泥复合材料进行原位修复，利用水泥具有固定和化学粘合的能力，可以很好的控制覆盖处理后的覆盖材料微孔结构的变化，且它具有以低成本改善覆盖层的物理稳定性的能力。所以，相比其它方法，高强度、稳定性、低廉等特性使得膨润土—水泥复合材料成为一种高效的原位覆盖材料。  

附图说明

图1是膨润土—水泥复合材料原位覆盖河流中污染底泥的示意图；

       图2是膨润土—水泥原位覆盖复合材料的扫描电子显微镜表征图；

       图3是实施例1的修复被污染底泥的效果曲线；

       图4是实施例2的修复被污染底泥的效果曲线；

       图5是实施例3的修复被污染底泥的效果曲线。

   附图标记：    底层水体的溶解氧浓度；    上覆水体的总磷浓度。

具体实施方式

       本发明结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明。

实施例1

       （1）本发明的膨润土—水泥原位覆盖复合材料的制备：它由以下质量份数配比的原料制成：膨润土30份，普通硅酸盐水泥30份，自来水72份；将上述材料混合搅拌1h形成浆料，再在室温下养护20h得到膨润土—水泥原位覆盖复合材料。