[发明专利]利用脱色废土制备富营养化水体修复材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用脱色废土制备富营养化水体修复材料的方法，是将脱色凹凸棒石废土送入回转窑中，氮气气氛下于300~600℃炭化处理1~3h，冷却，得到碳化脱色凹凸棒石废土；再将碳化脱色凹凸棒石废土与复合菌混合均匀，然后在28~30℃下培养6~24h，风干造粒，得到凹凸石炭化废土‑生物菌反硝化细菌耦合体系的富营养化水体修复材料。本发明制备的水体修复材料对于废水中氮磷分子具有很好的吸附性能；以吸附氮磷的水体修复材料作为养分库用于土壤环境修复，具有良好缓释营养性能。因此，本申请不仅实现了富营养废水的处理，同时实现了氮磷养分的有效利用，获得了修复材料，在水体净化、土壤环境修复等方面有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种富营养化水体修复材料的制备方法，尤其涉及一种利用脱色凹凸棒石废土制备富营养化水体修复材料的方法，属于固体废弃物资源化再利用和环境修复材料技术领域。

技术背景

水体富营养化是目前世界水污染领域内比较严重的问题之一。在已经形成富营养化的河流中可采取修复策略，主要包括物理方法、化学方法和生物方法三种。生物法是目前去除氮磷经济、有效的方法之一。但由于生物菌代谢周期较长，生物反应需要控制的条件不同，且氮磷的浓度需要在微生物可以接受的范围内等问题，与吸附法相比效率较低。吸附技术主要是利用吸附剂特殊的表面结构和孔隙度来吸附去除水中的硝酸盐和磷酸盐，近年来，许多低成本的吸附剂材料被广泛地应用到硝酸盐和磷酸盐的去除。

凹凸棒石是一种具有独特纳米纤维状结构的层链状含水富镁、铝硅酸盐黏土矿物。凹凸棒石特殊孔道、活性中心的存在，对水体有良好的净化功能。如CN 101973615 A和CN 103691404 A分别公开了净化饮用水和养殖水体的凹凸棒石净水材料，改性后凹凸棒石可以有效去除饮用水中氨氮、磷盐、藻毒素、重金属等含量。凹凸棒石在油品脱色方面得到了广泛应用，但脱色后的废土没有有效处置。

生物炭可以作为氧化还原介体，在化学和生物还原污染物的电子传递过程中均表现出优良的介导还原能力，CN105289494A、CN104667875A 和 ZL201510097602.8分别公开了采用不同原料和方式在凹凸棒石棒晶上原位负载活性炭，制备生物炭/凹凸棒石复合材料，充分利用了凹凸棒石和炭材料的吸附性能，有效提高了对重金属、有机分子等吸附能力，但材料处理容量有限，对富营养环境修复不能持续有效进行。

近年来，采用固化微生物技术为生长缓慢的细菌提供一种良好的生长环境，增加其在处理装置内的浓度，提高废水处理效率。如利用聚乙烯醇、海藻酸钠和活性炭等作为固化载体材料，制备芽孢杆菌为主的固化微生物，用于处理规模化养猪场废水，经过21d的处理，废水COD、氨氮和总磷的去除率分别可达 83.1%、88.6%和 45%，最终出水COD和氨氮浓度为 292.5mg·L^-1 和 77.9mg·L^-1，符合《畜禽养殖废水排放标准》（GB18596-2001）中COD和氨氮的排放值（吴晓梅，叶美锋，吴飞龙等。固化微生物处理规模化养猪场废水的试验研究[J]。能源与环境，2017，(01):14-15.）。因此，将脱色凹凸棒石废土炭化后作为载体固定微生物菌，进行富营养水体净化，吸附氮磷后制备成营养型土壤修复材料，不仅实现了富营养水体的治理，而且能有效提高氮磷的利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用脱色废土制备富营养化水体修复材料的方法。

一、富营养化水体修复材料的制备

将脱色凹凸棒石废土送入回转窑中，氮气气氛下于300~600℃炭化处理1~3h，冷却，得到碳化脱色凹凸棒石废土；再将碳化脱色凹凸棒石废土与复合菌以100:1~150:1的重量比混合均匀，在28~30℃下培养6h~24h，风干造粒（粒度控制在1~5mm），得到凹凸石炭化废土-生物菌反硝化细菌耦合体系的富营养化水体修复材料。

所述的凹凸棒石脱色废土为大豆油、棕榈油、废机油脱色后的凹凸棒石废土，其油含量不少于10%。