[发明专利]一种针对黑臭地表水环境应急处理的复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种针对黑臭地表水环境应急处理的复合材料及制备方法，属于环境科学与工程技术领域。本发明的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将活性炭和氯化钙、氨水、聚乙二醇和水置于搅拌器中搅拌均匀，之后再滴加过氧化氢，滴加结束之后，得到过氧化钙复合材料溶液；(2)在步骤(1)得到的过氧化钙复合材料溶液加入氢氧化钠溶液，直到pH值达到11.5，得到悬浮液；(3)将步骤(2)的悬浊液通过离心分离得到固体；(4)用蒸馏水洗涤步骤(3)的固体，直到残留水的最终pH达到8.4；将所得沉淀物烘干，即得到所述的复合材料。本发明的复合材料不仅处理效果好，而且效率高。

技术领域

本发明涉及一种针对黑臭地表水环境应急处理的复合材料及制备方法，属于环境科学与工程技术领域。

背景技术

随着经济的发展，水污染问题日益加重，水体富营养化甚至出现黑臭河道。至2017年2月，中国共有1861个水体(85.7％的河流和14.3％的湖泊)被标记为黑臭水。为此，2018年9月30日住房和城乡建设部与生态环境部联合发布了《城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》，明确要求：至2020年底，各省、自治区地级及以上城市建成区黑臭水体消除比例高于90％。因此，如何处理黑臭水体是亟需解决的问题。

当水体变成黑臭时，会丧失了水体自净功能，由于水体透明度低，污染物质多，不利于沉水植物生长，而人工曝气联合生物修复时间跨度长，见效慢。

目前为了提高水体透明度，通常投加铁盐或铝盐等絮凝剂来快速缓解黑臭现象，但铁盐或铝盐对水生生物有毒，会影响后续水生态修复。活性炭具有孔隙率高、比表面积大等特点，可以吸附大部分污染物，对脱色除臭均有良好效果，但是一方面活性炭不能增加水体溶解氧，另一方面活性炭质轻，易受水流影响。

发明内容

为了解决上述至少一个问题，针对目前对于过氧化钙的制备和在地表水环境中的应用，均是纯材料使用或者简单按比例混合，无法完全发挥其对于水环境的作用的情况，本发明从分子层面实现纳米过氧化钙在活性炭表面的负载，提高材料的利用效率，减少投加量，并且可以降低过量投加导致的pH升高风险。

本发明的第一个目的是提供一种针对黑臭地表水环境应急处理的复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将活性炭、氯化钙、氨水、聚乙二醇和水置于搅拌器中搅拌均匀，之后再滴加过氧化氢，滴加过程中继续搅拌，滴加结束之后，得到过氧化钙复合材料溶液；

(2)在步骤(1)得到的过氧化钙复合材料溶液中加入氢氧化钠溶液，直到pH值达到11.5，得到悬浊液；

(3)将步骤(2)的悬浊液通过离心分离得到沉淀物；

(4)用蒸馏水洗涤步骤(3)的沉淀物，直到残留水的最终pH达到8.4；然后将所得沉淀物烘干，即得到所述的复合材料。

在一种实施方式中，步骤(1)所述的活性炭为预处理之后的，预处理活性炭的制备方法为：将活性炭使用0.5-1.5mol/L的盐酸浸泡1.5-2.5h后，用去离子水反复冲洗至中性，再用0.5-1.5mol/L氢氧化钠浸泡1.5-2.5h后，用去离子水反复冲洗至中性，去除杂质后，105℃烘箱烘干，研磨后过200目筛。

在一种实施方式中，步骤(1)所述的活性炭购自国药集团化学试剂有限公司。

在一种实施方式中，步骤(1)所述的活性炭、氯化钙和水的质量比为(1-3)：13：30。

在一种实施方式中，步骤(1)所述的活性炭、氨水、聚乙二醇的质量体积比为(1-3)g：15mL：120mL。

在一种实施方式中，步骤(1)所述的过氧化氢为浓度为30％，滴加速率为每分钟3滴。

在一种实施方式中，步骤(1)所述的氨水的浓度为1mol/L。