[发明专利]利用石墨烯改性纳米二氧化钛光触媒纤维网整治河涌黑臭水体的方法

说明书

利用石墨烯改性纳米二氧化钛光触媒纤维网整治河涌黑臭水体的方法，包括如下步骤：(1)制备还原氧化石墨烯改性纳米二氧化钛异质结构复合光催化剂；(2)制造耐水、耐冲击铝基交联剂，与催化剂形成均质混合物，加入到生产高密度聚乙烯纤维网的纤维浆料中，或并制作成具有纳米光催化薄膜涂层的高密度聚乙烯纤维网；(3)在空气中自然干燥后，再置于烘房内恒温烘干；(4)将石墨烯改性纳米二氧化钛光触媒纤维网设置到河涌上，使之与水面接触，同时接受光照，对河涌黑臭水体进行整治。本发明无需曝气增氧，节能环保，而且成本更低，工艺更简单。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及利用石墨烯改性纳米二氧化钛光触媒纤维网整治河涌黑臭水体的方法。

背景技术

黑臭是水体有机污染的一种极端现象，是由于水体缺氧，有机物腐败而造成的。水体黑臭的直接原因是由于DO溶解氧不足造成的，而污染物的排放是造成水体黑臭的根源。河流黑臭现象其实是一种生物化学现象，水体中有机物质的厌气分解。认为水体中的有机物质在分解过程中耗氧大于复氧，造成缺氧环境，厌氧微生物分解有机物产生大量的臭味气体逸出水面进入大气，致使水体黑臭。

详细的来说，水体黑臭主要有以下几个方面的原因：

(1)水体有机污染

城市河流不仅供水，同时也已成为城市工业废水、居民生活污水的主要排放场所。随着工业废水和生活污水的大量排放，河流中有机碳污染物(COD、BOD)、有机氮污染物(NH3-N)以及含磷化合物负荷不断加大。有机污染物在分解过程中耗氧大于复氧，造成水体缺氧，厌氧微生物大量繁殖并分解有机物产生大量有臭气体如甲烷(CH4)、硫化氢(H2S)、氨(NH3)等逸出水面进入大气使水体发臭。有机物主要是指糖类、蛋白质、油脂、氨基酸、酯类等。

这些物质以悬浮态或溶解态存在于污废水中。排入水体后能在微生物作用下分解成CO2和水等简单无机物，同时消耗大量的氧。除此之外，当水体中受到有机碳与有机氮以及有机磷污染物污染时，无论其中是否有充分的DO，在适合的水温下都将受到好氧放线菌或厌氧微生物的降解，排放出不同种类发臭物质，引起水体不同程度的黑臭。

造成水体黑臭的根本原因是有机污染日益严重，水体稀释自净能力的差距越来越大。

(2)氨氮、总磷污染

生活污水中各种有机还原氮磷物质在水体中缓慢的好氧降解，导致水体DO降低。含氮有机物降解的耗氧远大于碳有机物降解的耗氧，氮磷物质与一般的碳水化合物一起参与耗氧过程，使水体中DO降低，导致水质恶化，发黑发臭。

从污染物耗氧、污染物降解能力、水体氧平衡和水文条件等方面剖析这种水质污染的原因，进而提出解决河段水污染控制的有效途径。河段DO低，局部水体发黑发臭的主要原因是水体中NH3-N太多，大量消耗水中的DO所致。

(3)底泥以及底质的再悬浮

城市河流污染的特点就是不仅是其水质受到严重污染，而其底泥的污染也非常严重。水体中的大量污染物沉淀并累积在河流底泥中，某种意义上，底泥是排入河流中各种污染的主要归属之一。大量的污染严重的底泥在物理、化学和生物等一系列作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发生交换，从而向水中释放污染物，造成水体二次污染，导致河道水体常年黑臭；大量的底泥也为微生物提供了繁殖的温床,在这些微生物中，放线菌和蓝藻类对水体黑臭贡献最大。沉积在河床底部的污泥，由于水流的冲刷、人为扰动，大型工程的建设以及生物活动均能引起底泥再悬浮。悬浮于水流中的底泥颗粒本身对水体也起着致黑的作用，悬浮颗粒物中主要致黑成分为易被氧化的硫化亚铁和硫化亚锰，即本身有颜色的则参与致黑。

不同扰动下底泥再悬浮对河涌黑臭的影响研究中，得出随着扰动速度的增加可以加剧河流水质的黑臭程度。

(4)水体热污染