[发明专利]一种去除黑臭水体藻源性异味物质的复合材料及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种去除黑臭水体藻源性异味物质的复合材料及制备方法和应用，复合材料由释氧剂、包埋剂组成，其步骤：(1)将释氧剂、膨润土、海藻酸钠和聚乙烯醇按照一定比例混合均匀后，加入去离子水搅拌，其中释氧剂为过氧化钙、过氧化镁和过氧化钠中的一种；(2)将混合料置于压片机中压片、烘干制成缓释氧材料备用；(3)向黑臭水体中加入适量的高铁酸钾，并调节pH值，搅拌反应、静止沉淀；(4)向黑臭水体中加入适量的缓释氧材料。该复合材料具有配方合理、成本低廉和环境友好，方法易行，操作简便，能有效吸附和絮凝黑臭水体中的多种无机和有机污染物，还能起到抑制有害藻类、消除异味的作用，同时解决了黑臭水体溶解氧量不足的问题。

技术领域

本发明属于水体修复技术领域，更具体涉及一种用于黑臭河道治理的复合材料，还涉及一种用于黑臭河道治理的复合材料的制备方法，还涉及一种复合材料的用途。

背景技术

随着经济的飞速发展，城市水环境问题越来越严峻，其中城市水体黑臭现象已经成为雾霾问题之后大众关注较高的水环境问题之一。黑臭水体发黑主要是由于水体有机污染负荷过高，在分解有机污染物时需要消耗大量溶解氧，进而导致水体缺氧处于厌氧状态，氧化还原电位下降，形成高度还原性的环境，水体中大量存在的Fe²⁺与Mn²⁺与水中的硫形成硫化物，被水体中悬浮颗粒吸附而悬浮在水体中。黑臭水体致臭主要是由于水体缺氧，水中厌氧微生物分解有机物，以及藻类厌氧堆积均会产生大量有异味的气体。已有研究表明，藻类在代谢过程中会释放出大量异味物质，此外，当水体处于厌氧状态时，藻类厌氧堆积消亡也会释放异味物质，这类藻源异味物质以土腥素(GSM)和2-甲基异茨醇(2-MIB)等物质为主，其嗅阈值低，极易被人感知。

目前针对异味物质的控制技术主要有吸附法、化学氧化法以及生物处理法。其中高铁酸钾是一种集氧化、絮凝、吸附、杀藻及除臭为一体的高效多功能水处理剂，且其投加到水体中不会产生有毒有害的中间副产物，是目前应用较多的新兴化学氧化剂。高铁酸钾在酸性和碱性条件下的氧化还原电位分别为+2.20V和+0.72V，酸性条件下的氧化性要强于碱性条件下，故可以通过调节pH来提高高铁酸钾的氧化性，但如何在后续反应中缓和水体的酸性尚需进一步开发和研究。此外单一的控制手段往往难以快速有效的降解异味物质，因此需要多方面多角度联合控制异味物质。

提高水体溶解氧也可以从另一方面控制黑臭水体异味物质。溶解氧状态的改善可以促进水体污染负荷的削减，同时遏制藻类大量繁殖以及厌氧堆积。目前水体增氧的主要手段是曝气供氧和投加释氧材料，其中曝气供氧主要是通过曝气装置使水体与空气接触充氧，然而曝气设备价格昂贵，且需持续运行设备，成本较高；释氧材料是利用释氧化合物在水中能够反应或分解生成氧气的特性为水体供氧，常用释氧剂有过氧化钙、过氧化镁和过氧化钠等等，但直接将释氧剂投入水中会造成释氧速度快且pH急剧上升，无法长效释氧，同时也会造成二次污染。

发明内容

针对以上情况，本发明的目的是在于提供了一种高效环保的黑臭河道治理的复合材料，该复合材料具有配方合理、成本低廉和环境友好等特点。

本发明的另一个目的是在于提供了一种高效环保的黑臭河道治理的复合材料的制备方法，该方法充分发挥四种原材料的特点，可提高黑臭水体溶解氧，由此减少藻类厌氧堆积所产生的藻源异味物质，还可吸附絮凝水体中的氮磷有机质等污染物，方法易行，操作简便，对水体溶解氧量提升显著，还可控制水中藻源有机异味物质的产生。

本发明还有一个目的是在于提供了一种复合材料在黑臭河道修复中的应用，利用高铁酸钾和缓释氧材料联合作用，一方面直接氧化水中藻源异味物质和产嗅藻类，另外通过提高水体溶解氧来减少由于藻类厌氧堆积产生的异味物质，此外还可絮凝沉降死亡藻类细胞；方法简单易行，高效环保，不仅可以解决黑臭水体溶解氧量低的问题，还对水中藻源异味物质以及氮磷有机质等污染物具有较好的去除效果，有利于水体生态系统的恢复和健康发展。

为了实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：