[发明专利]一种生态护岸基质材料及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于环境工程与技术领域，涉及一种新型生态护岸基质材料及制备方法和应用， 所述材料主要应用于河-湖水体面源污染的阻断、控制净化与生态修复。

背景技术

目前在河-湖治理过程中“氮、磷超标”问题越来越突出，在点源污染得到有效控制后， 面源污染成为河-湖水体氮、磷营养盐的主要来源，一直是比较受关注的问题，也是治理的难 点，造成了水质恶化和生态破坏。因此寻找经济有效的方式控制面源氮、磷营养盐污染成为 河-湖治理与修复的重要内容。

岸坡是生态系统中能量、物质、信息交换和构造水体景观的通道，也是陆地与河流之间 的缓冲带，其对于削减面源氮、磷污染的功能日益得到重视。传统上国内外河-湖堤防的保护 技术多采用浆砌或干砌块石、现浇混凝土、预制混凝土块体等结构形式。这些结构形式不仅 不能有效截留面源氮、磷营养盐，反而对景观、环境和生态均产生了不良的影响，造成水体 与陆地环境恶化和生态破坏。

生态护岸工程被认为是在河-湖治理与修复过程中削减面源氮、磷营养盐的重要措施之一。 通常采用的生态护岸形式概括起来有自然型(植物护岸、干砌石护岸、原木格子护岸)、半 自然型(石笼护岸、半干砌石、土工材料护岸)和人工型(生态混凝土、框格砌块护岸、土 壤固化剂)等3类生态护岸技术。生态护岸具有的防洪功能、景观功能、自净功能、生态功 能不仅能满足作为一般护岸的安全性、稳定性、耐冲刷、腐蚀的要求，而且能够净化水体。 国内外工程技术人员早已开始研究生态型护岸技术，20世纪80年代末瑞士、德国等就已提 出了“自然型护岸”技术；20世纪90年代初日本提出“多自然型河道治理”技术；美国以 及欧洲一些国家提出“土壤生物工程”(soilbioengincering)护岸技术等生态型护岸结构形式， 还包括稳定河岸并提供生境的木本植物栽培技术(woodyplantings)和草本植物覆盖技术 (Herbaceouscover)以及利用自然或合成材料的土壤加固技术(Soilreinforcement)等。但这些 技术大多侧重于保护岸坡结构稳定的角度，并没有考虑其对环境、生态的影响，缺乏生态学 角度的理论支持和后期的效果验证，对面源氮、磷营养盐污染的截留和转换效果并不理想。 因此，寻找一种兼具保护生态环境和良好净化功能的生态型护岸技术成为控制河-湖面源氮污 染的重要内容。

生态护岸基质材料是生态型护岸技术净化功能有效提升的前提条件。护岸基质材料的选 择，首先考虑选用既供应充足，又价格低廉，环境融合也相对容易。其次，材料的选择要考 虑稳定性的需求，不仅要考虑坡面上防止冲刷、防止表面滑动等稳定性的要求，而且要性质 稳定，即本身不会引起对环境产生不利影响。常规基质材料如河砂、砾石、卵石、天然石块 等净化效果往往较差，而生态新型材料如多孔生态混凝土、水泥生态种植基、土壤固化剂等 在提升净化功能的同时存在制作工序相对复杂、造价较高的弊端。因此，寻求经济有效的生 态护岸强化脱氮基质材料显得尤为重要。

矿化垃圾是一种经过8～10a(北方10～15a)的物理、化学和生物作用而形成的一种稳 定化即无害化的垃圾。由于矿化垃圾本身具有较高的阳离子交换容量、良好的脱氮除磷效能 及可再生能力等特点，已被用于处理渗滤液、生活污水、禽畜废水和难降解废水等点源污染。 本研究创新性将矿化垃圾细料作为生态护岸基质主体材料，通过复配沸石、砾石强化其作为 生态护岸材料的稳定性，耐冲刷性及脱氮效果，同时研究矿化垃圾复配材料作为生态护岸的 生态安全性、植被相容性以及对面源污染中氮、磷污染物的截留削减性能，为生态护岸脱氮 除磷功能拓展及解决河-湖“氮、磷超标”难题提供崭新的视角。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型生态护岸基质材料及制备方法，所述生态护岸基质材料 具有成本低、易制备、高效、低耗、良好的生态安全性和植被相容性及优良的脱氮去除效果 等优点，可以作为修复污染河-湖生态护岸基质材料，能够有效截留削减面源氮、磷污染，同 时为矿化垃圾的资源化利用提供一种崭新的途径。

实现本发明目的具体技术方案是：

本发明提出了一种新型生态护岸基质材料，其特点是以矿化垃圾细料、沸石、砾石为原 料，复配后制得；其中矿化垃圾细料：沸石：砾石的质量分数分别为70％～80％、5％～10％、 15％～20％。