本發(fā)明涉及廢水預(yù)處理技術(shù)，具體地指一種小流域黑臭水體修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

黑臭水體是水體污染的一種極端現(xiàn)象，目前，水體黑臭已成為我國城市水環(huán)境中普遍存在的問題之一。黑臭水體問題主要由水體中藻類和細(xì)菌的新陳代謝以及人類向水體中過度排放污染物引起的。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模的日益膨脹，環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施日漸不足，污水排放量不斷增加，大量污染物入河，水體中化學(xué)需氧量(cod)、氮、磷、硫等污染物濃度超標(biāo)，河流水體污染嚴(yán)重，水體出現(xiàn)季節(jié)性或終年黑臭。近些年，由于水體黑臭造成的水源地污染事件，給居民生活生產(chǎn)等產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。因此，治理水體黑臭問題，特別是面對水體“黑臭”等污染的突發(fā)事件時(shí)，尋求快速、便捷的治理與應(yīng)對措施，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

水體致黑原因主要以下兩種，一種是以固態(tài)形式或吸附于懸浮顆粒上的形式存在于水體中的不溶性物質(zhì)，水體發(fā)黑與懸浮顆粒有直接聯(lián)系，懸浮顆粒中的致黑物質(zhì)主要是腐殖酸和富里酸，同時(shí)腐殖酸和富里酸可吸附絡(luò)合fe、mn和s的化合物成為主要致黑化合物，因此懸浮顆粒對水體致黑起到主導(dǎo)作用；另一種是溶于水的帶色腐殖質(zhì)類有機(jī)化合物。從元素形態(tài)組成方面來看致黑物質(zhì)，其主要是fe、s及其化合物fes。

根據(jù)不同產(chǎn)臭途徑和致臭物質(zhì)，致臭機(jī)理大致分為以下三種：1)h2s、nh3等小分子氣體。當(dāng)水體遭受嚴(yán)重有機(jī)物污染時(shí)，有機(jī)物好氧分解使得水體中耗氧速率﹥復(fù)氧速率，造成水體缺氧。在缺氧水體中，產(chǎn)臭過程會(huì)與致黑同步，有機(jī)物厭氧分解產(chǎn)生甲烷、硫化氫、氨等具有異味易揮發(fā)的小分子化合物溢出水面進(jìn)入大氣，因而散發(fā)出臭味；2)硫醚類化合物。相關(guān)研究對腐殖物質(zhì)的分析，從含腐殖酸、富里酸的酸水解產(chǎn)物中得到的近20種氨基酸和大量游離氨，這些氨基酸在水體中以脫氨基作用、脫羧酸作用以及某些細(xì)菌，如：變形桿菌，分解含硫氨基酸，在產(chǎn)生大量的游離氨臭氣的同時(shí)，也產(chǎn)生大量具有相當(dāng)臭味的硫醚類化合物等導(dǎo)致水體發(fā)臭；3)當(dāng)水體處于厭氧狀態(tài)或營養(yǎng)鹽相對較高時(shí)，水體中存在大量放線菌、藻類和真菌，其新陳代謝過程中會(huì)分泌多種醇類異臭物質(zhì)。

目前，黑臭水體中致黑致臭污染物的去除通常采用化學(xué)處理方法，其主要包括強(qiáng)化絮凝、化學(xué)氧化和化學(xué)沉淀等，所使用的化學(xué)藥劑主要有鐵鹽和鋁鹽等混凝劑、雙氧水等氧化劑和生石灰等沉淀劑，目的在于去除水中致黑致臭污染物，提高水體透明度。但是，前述化學(xué)處理方法存在以下問題：1)化學(xué)處理所采用的化學(xué)藥劑會(huì)對環(huán)境造成二次污染，而且是否會(huì)改變生態(tài)環(huán)境，并對生物生長造成不利影響等都需進(jìn)一步研究；2)許多化學(xué)處理方法用于去除黑臭水體中致黑致臭污染物時(shí)，短期效果好，但黑臭易反彈，造成處理費(fèi)用高昂，難以長期持續(xù)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要提供一種小流域黑臭水體修復(fù)方法，該方法能有效降低黑臭水體中的致黑致臭污染物，不產(chǎn)生二次污染，且成本低廉。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種小流域黑臭水體修復(fù)方法，包括以下步驟：

1)取硅藻土、鋼渣及凹凸棒土分別進(jìn)行改性處理，得到改性硅藻土、改性鋼渣及改性凹凸棒土；

2)將所述改性硅藻土、所述改性鋼渣及所述改性凹凸棒土按6～12∶2∶2～5的重量比例混合均勻后進(jìn)行造粒，得復(fù)合吸附材料；

3)將所述復(fù)合吸附材料加入黑臭水體中吸附去除黑臭水體中的致黑致臭污染物，所述復(fù)合吸附材料的投加量為5～15g/l。

進(jìn)一步地，所述步驟1)中，硅藻土改性處理包括以下步驟：

a.將硅藻土烘干，磨細(xì)后過篩，去除大顆粒雜質(zhì)；

b.將經(jīng)步驟a處理后的硅藻土用質(zhì)量濃度為10～30％的硫酸浸泡22～26h，然后在80～90℃溫度下水浴55～65min；

c.將經(jīng)步驟b處理后的硅藻土過濾后洗滌至中性并烘干，進(jìn)一步磨碎后過篩；

d.在經(jīng)步驟c處理后的硅藻土中加入質(zhì)量濃度為25～40％的硝酸鐵溶液，超聲振蕩2～4h，老化2.5～3.5h，然后烘干，得所述改性硅藻土。

進(jìn)一步地，所述步驟b中，硅藻土與質(zhì)量濃度為10～30％的硫酸用量比例關(guān)系如下：10～30g硅藻土浸泡于50～80ml質(zhì)量濃度為10～30％的硫酸中。

進(jìn)一步地，所述步驟d中，硅藻土與質(zhì)量濃度為25～40％的硝酸鐵溶液用量比例關(guān)系如下：10～30g硅藻土中加入40～50ml質(zhì)量濃度為25～40％的硝酸鐵溶液。

進(jìn)一步地，所述步驟1)中，鋼渣改性處理包括以下步驟：

a.將鋼渣粉磨后，過200目篩；

b.在經(jīng)過步驟a處理后的鋼渣中加入質(zhì)量濃度為20～30％的硅酸鈉溶液，攪拌反應(yīng)1.5～2.5h后過濾，并將濾出物烘干，然后焙燒，冷卻后得所述改性鋼渣。

進(jìn)一步地，所述步驟1)中，凹凸棒土改性處理方法如下：將凹凸棒土用質(zhì)量濃度為8～12％的稀鹽酸攪拌處理，洗滌后再加入質(zhì)量濃度為10～15％的氯化鈉溶液，然后洗滌后烘干，粉碎，過200目篩，得所述改性凹凸棒土。

進(jìn)一步地，所述步驟1)中，凹凸棒土與質(zhì)量濃度為8～12％的稀鹽酸用量比例關(guān)系如下：10～30g凹凸棒土中加入50～80ml質(zhì)量濃度為8～12％的稀鹽酸。

進(jìn)一步地，所述步驟1)的步驟a中，將硅藻土磨細(xì)后過100目篩。

更進(jìn)一步地，所述步驟1)的步驟c中，將硅藻土磨細(xì)后過200目篩。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

其一，本發(fā)明是一種黑臭水體的預(yù)處理方法，其利用自制的復(fù)合吸附材料吸附黑臭水體中的致黑致臭污染物，使得黑臭水體的nh3-n去除率達(dá)50％以上，大幅提升了后續(xù)凈化工序的處理效率，且黑臭不易反彈，可長期持續(xù)應(yīng)用。

其二，本發(fā)明的改性硅藻土具有巨大的比表面積和強(qiáng)大的表面吸附性能，改性鋼渣具有很強(qiáng)的吸附除磷能力，改性凹凸棒土具有優(yōu)異的脫色吸附性和膠體性等特殊的性能。本發(fā)明采用改性硅藻土和改性鋼渣作為基材，利用改性凹凸棒土的吸附、脫色及膠體性，復(fù)配制備出了一種對黑臭水體凈化效果優(yōu)良的復(fù)合吸附材料。

其三，本發(fā)明的復(fù)合吸附材料由鋼渣、硅藻土和凹凸棒土自制而成，一方面可降低成本，另一方面可實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源化，具有節(jié)能、環(huán)保優(yōu)點(diǎn)。

其四，本發(fā)明方法與目前的化學(xué)處理方法相比，具有操作簡單、成本低、不會(huì)對環(huán)境造成二次污染的優(yōu)點(diǎn)。

其五，本發(fā)明的復(fù)合吸附材料通過焙燒的方法可再生。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，便于更清楚地了解本發(fā)明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。

實(shí)施例1

1)將硅藻土原礦在100℃左右的溫度下烘干，磨細(xì)，過100目篩，去除大顆粒雜質(zhì)，密閉存放以備用；

2)稱取上述烘干的硅藻土原土30g，加入50ml質(zhì)量濃度為20％的h2so4浸泡24h后置于水浴鍋中,在80℃水浴60min，不斷攪拌；

3)將上述酸洗后的硅藻土過濾，用去離子水洗滌至中性，100℃的溫度下烘干、粉碎、磨細(xì)過100目篩密閉存放以備用；

4)將上述過濾烘干后的硅藻土30g加入40ml質(zhì)量濃度為30％的硝酸鐵溶液，超聲振蕩3h，老化3h，轉(zhuǎn)入100℃烘箱中6h，直至烘干，得改性硅藻土；

5)將機(jī)械粉磨后粒徑為50um～80um鋼渣，過200目篩，密閉存放以備用；

6)取上述鋼渣5g放入30ml質(zhì)量濃度為30％的硅酸鈉溶液中，在恒溫磁力攪拌器上反應(yīng)2h后過濾，將濾出物烘干、焙燒、冷卻，得改性鋼渣，密閉存放以備用；

7)取10g凹凸棒土經(jīng)60ml質(zhì)量濃度為10％的稀鹽酸攪拌處理，然后洗滌，再用30ml質(zhì)量濃度為10％的氯化鈉溶液處理，洗滌，烘干，粉碎，過200目篩，得改性凹凸棒土，貯存?zhèn)溆茫?/p>

8)將上述改性硅藻土、改性鋼渣與改性凹凸棒土按照6∶1∶2的重量比例混合均勻，通過糖衣機(jī)進(jìn)行造粒，選取粒徑為3～5mm的顆粒，置于110℃烘箱內(nèi)烘干2h后，在馬弗爐中焙燒2h，冷卻后即得到一種復(fù)合的吸附材料；

9)將上述復(fù)合吸附材料2g加入200ml黑臭廢水中，常溫下，在180r/min轉(zhuǎn)速的振蕩器中反應(yīng)2h。

經(jīng)檢驗(yàn)，黑臭廢水的cod去除率為40％，nh3-n去除率達(dá)58％。

實(shí)施例2

1)將硅藻土原礦在100℃左右的溫度下烘干，磨細(xì)，過100目篩，去除大顆粒雜質(zhì)，密閉存放以備用；

2)稱取烘干的硅藻土原土25g,加入60ml質(zhì)量濃度為25％的h2so4浸泡24h后置于水浴鍋中,在90℃水浴60min，不斷攪拌；

3)將上述酸洗后的硅藻土過濾，用去離子水洗滌至中性，120℃的溫度下烘干、粉碎、磨細(xì)過100目篩密閉存放以備用；

4)將上述過濾烘干后的硅藻土加入40ml質(zhì)量濃度為25％硝酸鐵溶液，超聲振蕩3h，老化3h，轉(zhuǎn)入100℃烘箱中6h，直至烘干；

5)將機(jī)械粉磨后粒徑為50um～80um鋼渣，過200目篩，密閉存放以備用；

6)取上述鋼渣8g放入30ml質(zhì)量濃度為25％的硅酸鈉溶液中，在恒溫磁力攪拌器上反應(yīng)2h后過濾，將濾出物烘干、焙燒、冷卻，密閉存放以備用；

7)取15g凹凸棒土經(jīng)50ml質(zhì)量濃度為10％的稀鹽酸攪拌處理，然后洗滌，再用30ml質(zhì)量濃度為10％的氯化鈉溶液處理，洗滌，烘干，粉碎，過200目篩，貯存?zhèn)溆茫?/p>

8)將上述處理后的硅藻土、鋼渣與凹凸棒土按照3∶1∶2比例混合均勻，通過糖衣機(jī)進(jìn)行造粒，選取粒徑為3～5mm的顆粒，置于100℃烘箱內(nèi)烘干2h后，在馬弗爐中焙燒2h，冷卻后即得到一種復(fù)合的吸附材料；

9)將上述復(fù)合吸附材料5g加入1l黑臭廢水中，常溫下，在180r/min轉(zhuǎn)速的振蕩器中反應(yīng)2h。

經(jīng)檢驗(yàn)，黑臭廢水的cod去除率為35％，nh3-n去除率達(dá)55％。

實(shí)施例3

1)將硅藻土原礦在100℃左右的溫度下烘干，磨細(xì)，過100目篩，去除大顆粒雜質(zhì)，密閉存放以備用；

2)稱取上述烘干的硅藻土原土10g，加入50ml質(zhì)量濃度為10％的h2so4浸泡24h后置于水浴鍋中,在80℃水浴60min，不斷攪拌；

3)將上述酸洗后的硅藻土過濾，用去離子水洗滌至中性，100℃的溫度下烘干、粉碎、磨細(xì)過100目篩密閉存放以備用；

4)將上述過濾烘干后的硅藻土10g加入50ml質(zhì)量濃度為40％的硝酸鐵溶液，超聲振蕩3h，老化3h，轉(zhuǎn)入100℃烘箱中6h，直至烘干，得改性硅藻土；

5)將機(jī)械粉磨后粒徑為50um～80um鋼渣，過200目篩，密閉存放以備用；

6)取上述鋼渣10g放入30ml質(zhì)量濃度為20％的硅酸鈉溶液中，在恒溫磁力攪拌器上反應(yīng)2h后過濾，將濾出物烘干、焙燒、冷卻，得改性鋼渣，密閉存放以備用；

7)取30g凹凸棒土經(jīng)80ml質(zhì)量濃度為10％的稀鹽酸攪拌處理，然后洗滌，再用30ml質(zhì)量濃度為15％的氯化鈉溶液處理，洗滌，烘干，粉碎，過200目篩，得改性凹凸棒土，貯存?zhèn)溆茫?/p>

8)將上述改性硅藻土、改性鋼渣與改性凹凸棒土按照12:2:5的重量比例混合均勻，通過糖衣機(jī)進(jìn)行造粒，選取粒徑為3～5mm的顆粒，置于110℃烘箱內(nèi)烘干2h后，在馬弗爐中焙燒2h，冷卻后即得到一種復(fù)合的吸附材料；

9)將上述復(fù)合吸附材料12g加入2.5l黑臭廢水中，常溫下，在180r/min轉(zhuǎn)速的振蕩器中反應(yīng)2h。

經(jīng)檢驗(yàn)，黑臭廢水的cod去除率為40％，nh3-n去除率達(dá)55％。