專利名稱：一種用于地下水污染好氧生物修復(fù)的釋氧填料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及一種用于地下水污染修復(fù)的材料，具體涉及一種用于地下水污染原位修復(fù)技術(shù)的新型釋氧填料，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
:地下水原位修復(fù)技術(shù)因處理費用少、對環(huán)境擾動小、反應(yīng)持續(xù)長效等優(yōu)點而在地下水污染修復(fù)技術(shù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。地下水污染修復(fù)的方法主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)。從徹底消除地下水中硝酸鹽污染和降低成本這兩個方面看，生物反硝化方法是目前已投入使用的最經(jīng)濟有效的方法。在天然地下水環(huán)境中，由于受到電子供體、電子受體和營養(yǎng)條件的限制，原生微生物處于失活或微活狀態(tài)，對地下水中的污染組分沒有明顯的降解作用。地下水原位修復(fù)技術(shù)針對以上限制條件，通過向含水層中投加菌劑、有機碳源和釋氧材料等方法打破地下水原生環(huán)境中不利于污染物降解的狀態(tài)，使污染得以去除，達到污染修復(fù)的目的。地下水污染修復(fù)主要應(yīng)用好氧生物格柵技術(shù)，好氧生物格柵中含有釋氧化合物(ORC)，釋氧化合物形態(tài)為固態(tài)的過氧化物，如Mg02、CaO2等。釋氧化合物向水體中釋氧，提供電子受體，使水體中污染產(chǎn)生好氧微生物降解，最終得以去除。但是，在天然地下水中，溶解含量較少，當受到污染后，溶解氧會進一步降低，甚至為零。因此，在污染地下水水體中補充溶解氧是好氧格柵技術(shù)的關(guān)鍵。向地下水中釋氧的方式主要有空氣注入、臭氧注入、過氧化氫溶液引入、膠態(tài)微氣泡注入和釋氧化合物注入等(李木金，《地下水生物修復(fù)釋氧過程及污染物遷移研究》，[碩士學(xué)位論文]，天津大學(xué)，2006)。釋氧化合物(過氧化物)對水體無毒性，不會造成二次污染，而且具有運行成本低，投入的釋氧材易于制作的特點，應(yīng)用前景廣闊。目前，釋氧材 料應(yīng)用形式較多的是以過氧化物和水泥為主料，制作成易于填裝的塊狀或球狀體。但此種釋氧材料輔料較多，制作費用較高，操作繁瑣，難于量產(chǎn)。因此，研制一種釋氧效果好、費用低廉、操作簡單、易于量產(chǎn)的釋氧材料具有重大要現(xiàn)實意義
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明的目的是針對常規(guī)釋氧材料輔料較多，制作費用較高，操作繁瑣，難于量產(chǎn)的局限性，提供一種使用安全、釋氧效果好、費用低廉、操作簡單、易于量產(chǎn)的釋氧材料。以天然粘土和石灰石或鈣鎂碳酸鹽為原料，造粒燒制，再經(jīng)改性處理，最終完成釋氧填料的制備，易于規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明提供一種使用安全、釋氧效果好、費用低廉、操作簡單、易于量產(chǎn)的釋氧填料，其特征在于釋氧填料是高溫(800 1200°C )燒制的陶類料球，成分配比為:基質(zhì)化合物 10 50% (Wt)，燒結(jié)劑 50 90% (Wt)。如上所述的釋氧填料，其中所述的基質(zhì)化合物優(yōu)選天然石灰石，或碳酸鈣、碳酸鎂的一種或多種；所述的燒結(jié)劑為天然粘土、煤渣、高嶺土中的一種或多種。以上所有原材料粒徑均小于0.5mm。如上所述的釋氧填料制備方法包括以下步驟:按質(zhì)量組成稱取基質(zhì)化合物和燒結(jié)齊U，使其充分混合后制球，通過調(diào)節(jié)制球機，可以制成各種粒徑的料球；料球進回轉(zhuǎn)窯進行煅燒；出爐自然冷卻至常溫，加水反應(yīng)I小時；烘干去結(jié)晶水，冷卻后置于塑料容器中，在常溫常壓下投入過氧化氫中浸泡I 2小時，浸泡后用清水沖洗，最終完成填料的制備，所制備的釋氧填料粒徑5 30mm。工藝流程如圖1所示；實物如圖2所示。除非另外定義，此處所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域普遍技術(shù)人員的常規(guī)理解有相同含義。例如此處所述天然粘土，是一種礦物原料。由多種水合硅酸鹽和一定量的氧化鋁、堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物組成。此處所用術(shù)語制球機，是一種制球設(shè)備，通過兩個軋輥上的半球模相扣，將物料制成球形。此處所用術(shù)語回轉(zhuǎn)窯，是指旋轉(zhuǎn)煅燒窯(俗稱旋窯)，可實現(xiàn)物料的高溫煅燒，屬于建材設(shè)備。本發(fā)明的有益效果:(I)本發(fā)明利用通過高溫燒結(jié)方法制備填料，成品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強度高，并且高溫燒結(jié)周期短，利于批量生產(chǎn)。(2)本發(fā)明將釋氧基質(zhì)材料與天然粘土、煤渣、高嶺土等礦物質(zhì)均勻混合，經(jīng)高溫煅燒、分解、化合等一系列反應(yīng)后，在料球中會均勻產(chǎn)生微孔，增加了物料的接觸反應(yīng)面積。

(3)本發(fā)明所制備的新型釋氧填料對水體不會產(chǎn)生二次污染，對水體環(huán)境擾動較小。(4)本發(fā)明所用原料價格低廉，均為天然易得材料，并且不會對環(huán)境造成二次污染，在經(jīng)濟性和環(huán)保性上均具有顯著的優(yōu)勢。


:圖1工藝流程圖；圖2成品照片。
具體實施方式
:為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行更一步的說明，但本發(fā)明要求保護的范圍不局限于實施例所闡述的范圍。實施例將1000克天然粘土與300克碳酸鈣混合均勻，加水500ml攪勻，團成球狀，靜置30分鐘后，制成直徑15 20mm的小球，置于恒溫干燥箱中120度下烘干I小時，取出置于馬弗爐中1100度下煅燒I小時，降溫、冷卻、取出，加入去離子水，反應(yīng)I小時后烘干，冷卻后置于塑料容器中，加入過氧化氫溶液，反應(yīng)I小時后取出，去離子水浸洗3次，自然風干，如圖2所示，為煅燒過程中和最終制備完成的物料照片?？刂仆都恿繛?g/L的靜態(tài)試驗中，溶解氧在20天達到靜態(tài)平衡，溶解氧為8.9mg/L，pH為10.5 10.9，釋氧周期12個月。在流速5ml/min，在投加量為50g的動態(tài)試驗中，出水溶解氧為5.4mg/L，p H為8.5 9.0。
權(quán)利要求
1.一種用于地下水污染好氧生物修復(fù)的釋氧填料，其成份和配比為:基質(zhì)化合物10 50% (wt)、燒結(jié)劑50 90% (wt)、過氧化氫和水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋氧填料，制備原理是基質(zhì)化合物(石灰石、碳酸鈣、碳酸鎂)與燒結(jié)劑(天然粘土、煤渣、高嶺土)共混造粒，在常壓高溫(800 1200°C )條件下，基質(zhì)化合物分解成氧化物，冷卻后加水反應(yīng)，烘干去結(jié)晶水后投入過氧化氫中浸泡，浸泡后用清水沖洗，最終使基質(zhì)化合物轉(zhuǎn)化為具有釋氧效能的過氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋氧填料，制備方法是利用高溫煅燒，使基質(zhì)化合物中的碳酸鈣、碳酸鎂分解成氧化物，再經(jīng)水合反應(yīng)，生成氫氧化物，氫氧化物與過氧化氫反應(yīng)生成具有釋氧特性的過氧物；在高溫過程中，燒結(jié)劑與基質(zhì)化合物一同燒結(jié)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所制備的釋氧填料粒徑5 30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋氧填料，其中過氧化氫和水的用量不小于所制備的填料堆體體積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋氧填料，其中所述基質(zhì)化合物選自石灰石、碳酸鈣、碳酸鎂的一種或多種，包括碳酸鈣、碳酸鎂等含量在60%以上的天然礦物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋氧填料，其中所述燒結(jié)劑為天然粘土、煤渣、高嶺土中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的釋氧填料，其中所述釋氧填料的原材料粒徑均小于.0.5mm.
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于地下水污染好氧生物修復(fù)的釋氧填料。其成份和配比為基質(zhì)化合物10～50％(wt)，燒結(jié)劑50～90％(wt)，過氧化氫，水。該材料具有長效、緩慢釋氧的特性，配料簡單，易于制備，成本低廉；在使用過程中不會造成水體的二次污染，填填裝后對地層結(jié)構(gòu)破壞較小?？蓮V泛應(yīng)用于地下水氨氮、有機污染原位修復(fù)技術(shù)中。
文檔編號C02F3/10GK103214086SQ20131017379
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者王鶴立, 姜廷亮, 李頔 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)