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一種以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510812349.X

申請日:

2015.11.19

公開號:

CN105254038A

公開日:

2016.01.20

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):C02F 5/06申請公布日:20160120|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 5/06申請日:20151119|||公開
IPC分類號: C02F5/06 主分類號: C02F5/06
申請人: 合肥工業大學
發明人: 儲誠富; 趙輝; 董滿生; 查甫生
地址: 230009安徽省合肥市包河區屯溪路193號
優先權:
專利代理機構: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司34101 代理人: 何梅生; 盧敏
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510812349.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.12.07|||2016.02.17|||2016.01.20

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法,是以鈣質結核為原材料,對鈣質結核進行焙燒、粉碎,獲得處理后鈣質結核;將處理后鈣質結核投放于受污染河流之中,使鈣質結核與受污染河流中的污染物發生化學反應,在不引入新污染源的同時使受污染河流中的污染物減少,達到對受污染河流處理的效果。本發明方法簡單,成本低廉,以廢治廢,節能優勢明顯和極易推廣的特點,是處理河流污染較行之有效的方法。

權利要求書

1.一種以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法,其特征在于:以鈣質結核為原材料,
對鈣質結核進行焙燒、粉碎,獲得處理后鈣質結核;將處理后鈣質結核投放于受污染河流之
中,使鈣質結核與受污染河流中的污染物發生化學反應,在不引入新污染源的同時使受污染
河流中的污染物減少,達到對受污染河流處理的效果。
2.根據權利要求1所述的以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法,其特征在于:作
為原材料的鈣質結核中碳酸鈣質量含量不低于64%。
3.根據權利要求1或2所述的以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法,其特征在于:
所述焙燒是在825~900℃焙燒3~4h;所述粉碎是粉碎至粒徑不大于120目。
4.根據權利要求1所述的以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法,其特征在于:所
述處理后鈣質結核在受污染河流中的投放量占河水質量的3‰~8‰。

說明書

一種以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法

技術領域

本發明涉及生態處理技術領域,具體涉及一種以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方
法。

背景技術

河流是生態環境重要的組成部分,為人類生存和發展提供了水資源保障。隨著我國經濟
的高速發展和人口的急劇增長,河流污染問題越來越嚴重。目前,我國七大流域都受到了不
同程度的污染。水利部曾經對全國700余條河流約10萬km長的河段開展了水資源質量評價,
結果表明:水質嚴重污染(即劣于Ⅴ類)的河段約占10.6%;受到污染(相當于Ⅳ、Ⅴ類)的河段
約占46.5%。特別是北方地區河道污染嚴重,一些地區已經出現“有河皆干、有水皆污”的現
象,向社會可持續發展目標發出了挑戰。污染水使河流沿岸百姓的正常生活和生產受到影響,
周圍的生態景觀環境造成破壞,嚴重限制了區域經濟的發展,因此迫切需要對污染河流進行
治理。

目前,治理污染河流的方法主要分為常規理化治理方法、生物修復方法、人工濕地修復
方法。其中,常規理化方法主要有截污、清淤、機械除藻、調水、曝氣充氧;生物修復技術
主要有微生物修復、植物修復和動物修復;人工濕地修復技術依據生態學原理利用特殊的人
工生態系統對其進行修復。其中截污用來控制外源污染,這是普遍采用的方法。而調水這種
治理方法工程量較大,難以實施。其他的治理方法也會帶來一系列新的問題,例如,清淤不
但成本高而且后續處理難度大同時會造成二次污染;曝氣充氧會消耗大量能源;利用動植物
修復時引入的動植物能否控制其繁衍程度并且是否會產生新的污染這些都不明確;微生物修
復技術容易受到各種自然條件因素的制約,所以效果不是很明顯。而人工濕地修復方法由于
其造價高、占地面積大、易受病蟲害影響和設計不當反而成為污染源等原因在實際當中不容
易實施。

結合我國的國情來看,我國河流眾多,而且我國處于社會主義初級階段,不可能像那些
發達國家一樣對每一條受污染河流都花費重金來處理。所以我們要在經濟條件允許的情況下,
綜合考慮處理成本和處理效果,盡可能涉及更多的受污染河流來處理。這就需要低成本而且
處理效果較好的材料和方法,以便實現受污染河流處理的最大化和生態環境宜居的最優化。
鈣質結核就是這樣一種純天然、無公害而且處理成本低的原材料,只要對其進行簡單地處理,
就可以用來處理受污染河流。

關于鈣質結核,鈣質結核土是在半干旱的平原或者低地的土壤中由蒸發或者淋濾作用而
形成的,它是碳酸鈣組成的結核狀自生沉積物,其本身不含任何污染元素,具有質地粘重,
結構性差,垂直裂隙發育較多但孔隙小,脹縮性大,土壤蓄水能力和保水能力差,又易干裂
跑墑等特點。地表層含鈣質結核較多的土壤,其通氣性與透水性均較差,易產生旱澇災害。
所以鈣質結核土不適宜作為耕作用土。

因鈣質結核的分布、形狀以及顆粒大小很不均勻,過去在燒制粘土磚時,會把夾雜在粘
土中的鈣質結核剔除掉,導致被廢棄的鈣質結核大量堆積在土地上,占用了大量的土地資源。
另外,因含有鈣質結核的土具有基礎或路基的不均勻性,因此在我國工程建設中也將含有鈣
質結核的土中的鈣質結核分選處理,被分選出來的鈣質結核也堆積在農田中,造成大量的土
地資源的浪費。因此利用廢料鈣質結核作為原材料處理受污染河流,實現“以廢治廢”將具有
明顯的經濟效益和社會效益。

發明內容

本發明提供了一種以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法,目的是在不引入新污染
源的同時使水體污染物減少,最終達到對受污染河流處理的效果。具有方法簡單,成本低廉,
以廢治廢,節能優勢明顯和極易推廣的特點。

為實現上述目的,本發明采用如下技術方案:

本發明以鈣質結核為原材料處理受污染河流的方法,其特點在于:以鈣質結核為原材料,
對鈣質結核進行焙燒、粉碎,獲得處理后鈣質結核;將處理后鈣質結核投放于受污染河流之
中,使鈣質結核與受污染河流中的污染物發生化學反應,在不引入新污染源的同時使受污染
河流中的污染物減少,達到對受污染河流處理的效果。

作為原材料的鈣質結核中碳酸鈣質量含量不低于64%。

所述焙燒是在825~900℃焙燒3~4h;所述粉碎是粉碎至粒徑不大于120目。

所述處理后鈣質結核在受污染河流中的投放量占河水質量的3‰~8‰。

在本發明的方法中,處理受污染河流的處理后鈣質結核主要成分是氧化鈣,氧化鈣在受
污染河流中引起的反應過程包括如下:

在受污染河流中,由于氧化鈣的溶解和水解,水中Ca2+和OH-離子濃度增加,導致水中
H+與OH-之間的平衡發生變動,部分H+與OH-結合成水分子,水中H+離子濃度降低破壞碳酸
平衡,使得決定水堿度的HCO3-離解而生成CO32-,水中CO32-離子濃度增加達到并超過碳酸
鈣的溶解度而發生CaCO3沉淀,而其余的OH-使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀出來,從而降低硬
度;其余Ca2+與污染水體中的磷酸根PO43-反應生成磷酸鈣,可有效去除磷。同樣的機理,
OH-離子也可以使重金屬離子轉化為穩定的化合物,使重金屬離子鈍化,從而降低重金屬離
子對河流的污染,達到對受污染河流的處理效果。

另外,受污染河流通常會散發出一些刺激性氣味,嚴重影響生態環境和居住環境。這些
刺激性氣味通常是由硫化氫、吲哚類、醛類等一些物質所散發出來的,其中硫化氫屬于酸性
氣體,與氧化鈣溶解后生成的氫氧化鈣發生中和反應,從而可以去除一些臭味。同時,污染
河流中也存活著一些細菌和病毒,這些細菌和病毒是依賴體內酶的活動而生存的,而它們體
內的酶大多屬于蛋白質類。生成的氫氧化鈣具有弱堿性,堿性物質很容易使蛋白質變形,一
般的細菌和病毒很難在這樣的環境中生存,所以在污染河流中投放處理過的鈣質結核可以產
生一定的殺毒消菌作用。同樣,處理后鈣質結核也可以處理污染河流中的COD,對水體中的
COD起到一定的固化作用,從而可以降低水體中的COD。

本發明的有益效果體現在:

(1)本發明所用的原材料—鈣質結核,是一種天然的環保型材料,它本身不含任何污染
元素;

(2)原材料鈣質結核對于農業和建筑業來說是一種廢料,本發明利用這種廢料來處理受
污染河流,秉持著“以廢治廢”的環保理念,同時降低處理的成本;

(3)鈣質結核經過簡單的處理后,仍然是一種對河流及周邊環境不會產生污染的環保型
材料,而且對于河道的適應能力強,在處理河流污染物的同時,不會引入新的污染源,完全
符合環保的理念及要求;

(4)本發明操作步驟十分簡單,將處理后鈣質結核直接投放于受污染河流之中,其在水
中發生一系列化學反應,能夠除去一些受污染河流散發出的刺激性氣味,降低水硬度,也能
處理受污染河流富含的磷等無機鹽類、重金屬和COD,同時還能達到一定的殺毒消菌作用;

(5)本發明方法簡單,容易操作,節能優勢明顯,而且處理效果較好,是處理受河流污
染較行之有效的方法具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述,以使本發明更加容易理解。應理解,這些
實施例僅用來說明本發明而不是用于限制本發明的范圍。

本發明所用鈣質結核取自安徽省亳州市蒙城縣,其碳酸鈣質量含量64.6%。

本發明所處理的河流,河面沒有漂浮較多的生活垃圾以及其他污染物。如果待處理的河
流河面漂浮較多的生活垃圾或其他污染物,在處理前應進行適當的打撈,以免影響處理的效
果。

實施例1:

20世紀70年代后期,隨著工業的發展,大量的工業廢水排入1號河,1號河開始逐漸
受到污染,而且這種污染主要是工業廢水引起。本實施例從1號河的不同河段取上覆水作為
樣品,檢測知其Cd含量變化范圍為:0.013mg/L~0.086mg/L,Cu含量變化范圍
1.135mg/L~6.563mg/L,Zn含量變化范圍為2.015mg/L~18.720mg/L。

本實施例先將取好的鈣質結核碎成小塊,然后鋪放在空曠的場地上進行晾曬,使其水分
充分蒸發,這樣做的目的是可以縮短焙燒時間,減少燃料的消耗。曬干之后對其進行焙燒(在
850℃溫度中焙燒時間為3.5h),該焙燒只是普通焙燒,不需要任何特殊工藝,例如農村家庭
所用的火爐就可以滿足要求。將焙燒處理之后的鈣質結核碾成粉末狀直接投放于從1號河不
同河段所取的樣品中(投放量是3‰,質量比)。將焙燒處理后的鈣質結核碾成粉末,目的是
讓其中的氧化鈣充分與水體發生反應以便更好地處理工業廢水中的重金屬離子。

經測試,各個樣品經處理后,Cd含量均小于等于0.01mg/L,去除率最高可達88.37%;
Cu含量均小于等于1.0mg/L,去除率最高可達84.76%;Zn含量均小于等于2.0mg/L,去除率
最高可達89.32%。對于以上處理的各項指標,均滿足國家農業用水和景觀用水的標準。

實施例2:

由于人們日常生活會產生生活污水,大量的生活污水流入2號河,對2號河造成嚴重的
污染,而且這種污染主要是生活污水引起。本實施例從2號河的不同河段取樣,檢測知其污
水中COD含量變化范圍為68mg/L~104mg/L,且臭味很重。

本實施例先將取好的鈣質結核碎成小塊,然后鋪放在空曠的場地上進行晾曬,使其水分
充分蒸發,這樣做的目的是可以縮短焙燒時間,減少燃料的消耗。曬干之后對其進行焙燒(在
850℃溫度中焙燒時間為3.5h),該焙燒只是普通焙燒,不需要任何特殊工藝,例如農村家庭
所用的火爐就可以滿足要求。將焙燒處理之后的鈣質結核碾成粉末狀直接投放于從2號河不
同河段所取的樣品中(投放量是5‰,質量比)。將焙燒處理后的鈣質結核碾成粉末,目的是
讓其中的氧化鈣充分與水體發生反應,去除生活污水中的臭味及降低降低水體中的COD。

經測試,各個樣品經處理后,污水中COD含量均小于等于40mg/L,去除率可達61.54%;
由于產生臭味的物質非常復雜,很難通過試驗來檢測到準確的數據,所以對臭味的處理要結
合人體感官,通過嗅氣味來判斷對污水臭味的處理效果,處理前臭味很重,處理后幾乎聞不
到臭味。污染河流通過處理后,可以降低對周邊空氣的污染,使人們的居住環境更舒適。

實施例3:

我國是農業大國,在種植中大量使用農藥和化肥,僅化肥年使用量就達4124萬噸。由于
利用率較低,大量化肥和農藥流入到河流中。3號河由于化肥和農藥流入,造成嚴重的污染。
本實施例從3號河的不同河段樣,檢測知其污水TP含量變化范圍為2.15mg/L~6.05mg/L,

本實施例先將取好的鈣質結核碎成小塊,然后鋪放在空曠的場地上進行晾曬,使其水分
充分蒸發,這樣做的目的是可以縮短焙燒時間,減少燃料的消耗。曬干之后對其進行焙燒(在
850℃溫度中焙燒時間為3.5h),該焙燒只是普通焙燒,不需要任何特殊工藝,例如農村家庭
所用的火爐就可以滿足要求。將焙燒處理之后的鈣質結核碾成粉末狀直接投放于從3號河不
同河段所取的樣品中(投放量是8‰,質量比)。將焙燒處理后的鈣質結核碾成粉末,目的是
讓其中的氧化鈣充分與水體發生反應后,降低以及有效去除水體中的磷元素。

經測試,各個樣品經處理后,污水TP含量均小于等于0.40mg/L,去除率最高可達93.39%。
對于以上處理的指標,滿足國家農業用水和景觀用水的標準。

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一種 鈣質 結核 原材料 處理 污染 河流 方法
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