用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料及其制備方法，屬于地下水修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的組成材料為木塊，材料填充層包括：釋碳原料20%～50%，塑性粘結(jié)原料25%～42.8%，還原鐵粉3.3%～8%，余量為天然粘合劑；外殼包括：塑性粘結(jié)原料26.6%～60%，高滲透性原料12%～40%，余量為天然粘合劑；本發(fā)明復(fù)合功能材料的制備方法采用球形造粒技術(shù)，操作簡便，成本低。本發(fā)明采用內(nèi)核、填充材料層和外殼三重控釋，具有能夠緩慢釋放碳源和還原鐵、環(huán)保無污染、水阻系數(shù)小、少繞流等優(yōu)點(diǎn)，能更高效、快速的去除目標(biāo)污染物。
【專利說明】用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污染地下水聯(lián)合修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在水資源短缺和河流污染日益嚴(yán)重的情況下，人類面臨著另一個(gè)水危機(jī)一地下水污染。地下水污染已成為全球突出的水資源環(huán)境問題之一，具有難于發(fā)現(xiàn)、難于直接探測和難于治理的特點(diǎn)。目前，地下水廣受無機(jī)物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)和重金屬的污染，且污染面積不斷擴(kuò)大，污染程度與日俱增。中國科學(xué)院環(huán)境化學(xué)研究所對(duì)京津唐地區(qū)地下水有機(jī)污染的初步研究表明，該地區(qū)地下水中有機(jī)物種類達(dá)133種，我國地下水的單環(huán)芳烴、鹵代烴、有機(jī)氯農(nóng)藥污染都十分嚴(yán)重，地下水有機(jī)污染是全球性問題，許多有機(jī)污染物對(duì)人體健康有 三致作用，即致癌作用、致畸作用和致突變作用。此外，地下水中重金屬和無機(jī)物含量也普遍存在超標(biāo)現(xiàn)象，地下水重金屬和無機(jī)物污染已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的環(huán)境問題，地下水危機(jī)愈漸嚴(yán)重，受污染的地下水正侵蝕著人類的健康，氟牙癥、氟骨癥、大骨節(jié)病、克山病等都是人們飲用受污染的地下水造成的地方病，修復(fù)受污染的地下水迫在眉睫。
[0003]目前，國內(nèi)外常用的地下水修復(fù)方法根據(jù)其工作原理可分為四大類，即物理法修復(fù)技術(shù)、化學(xué)法修復(fù)技術(shù)、生物法修復(fù)技術(shù)和聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。物理法修復(fù)技術(shù)主要包括水動(dòng)力控制法、流線控制法等；化學(xué)法修復(fù)技術(shù)主要包括有機(jī)粘土法和電化學(xué)動(dòng)力修復(fù)技術(shù)；生物法修復(fù)技術(shù)主要是原位生物修復(fù)技術(shù)；聯(lián)合修復(fù)技術(shù)主要是用物理、化學(xué)、生物法中的兩種或多種原理結(jié)合起來的修復(fù)方法。但是，物理法修復(fù)技術(shù)只是將污染物進(jìn)行遷移，并不能徹底去除目標(biāo)污染物；化學(xué)法修復(fù)技術(shù)容易產(chǎn)生副產(chǎn)物，造成二次污染，對(duì)后處理要求較高；生物法修復(fù)技術(shù)中污染物的毒性有時(shí)會(huì)抑制微生物的活性，營養(yǎng)物的投加也會(huì)使微生物過度生長造成堵塞；聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是目前最受歡迎的修復(fù)技術(shù)。
[0004]多數(shù)生物修復(fù)技術(shù)都是利用秸桿廢物作為碳源修復(fù)污染地下水，但常規(guī)方法都是將碳源直接投加到地下水環(huán)境中，存在著易堵塞、易產(chǎn)生二次污染、碳源釋放量不易控制等缺點(diǎn)。在生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)污染地下水方面也有用碳源加鐵粉共同修復(fù)的，但由于鐵粉是隨碳源一起散著投入地下水環(huán)境中，很容易造成堵塞問題。
[0005]中國專利號(hào)ZL201110423562.3，授權(quán)公告日為2013年7月31日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:用于污染地下水生物修復(fù)的緩釋碳源材料及其制備方法，該申請(qǐng)案涉及一種用于污染地下水生物修復(fù)的碳源緩釋材料及其制備方法，包括內(nèi)核、包覆所述內(nèi)核的外殼；所述內(nèi)核組成材料為占內(nèi)核質(zhì)量百分比為40~86%的釋碳原料、I~25%的營養(yǎng)原料、5~45%的塑性粘結(jié)原料、5~20%的高滲透性原料，余量為水；所述外殼組成材料為占外殼質(zhì)量百分比為10~40%的釋碳原料、I~10%的營養(yǎng)原料、20~80%的塑性粘結(jié)原料、O~40%的高滲透性原料，余量為水；該申請(qǐng)案的緩釋碳源材料具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和均勻球度的要求，克服了常規(guī)碳源補(bǔ)充方法中碳流失快等缺點(diǎn)。但該申請(qǐng)案僅僅添加了碳源通過生物反應(yīng)來去除污染物，單純的生物反應(yīng)過程中很容易使菌種瘋長造成堵塞問題，且地下水環(huán)境中氧化還原條件容易被改變，在去除目標(biāo)污染物的效果和速率方面仍有待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有污染地下水修復(fù)方法易造成二次污染、堵塞、碳源不易控制等不足，提供了一種用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料及其制備方法；本發(fā)明適用于受有機(jī)和無機(jī)污染物以及重金屬污染的地下水修復(fù)，采用既環(huán)保又容易被微生物利用的碳源材料和能夠使地下水環(huán)境保持一定厭氧環(huán)境的還原鐵粉以及各種無機(jī)粘結(jié)原料復(fù)合配方，均勻球形造粒，內(nèi)核、填充材料層和外殼三重控釋，具有能夠緩慢釋放碳源和還原鐵、環(huán)保無污染、水阻系數(shù)小、少繞流等優(yōu)點(diǎn)，能更高效、快速的去除目標(biāo)污染物。
[0008]2.技術(shù)方案 [0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0010]本發(fā)明的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的組成材料為木塊，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料20%~50%，塑性粘結(jié)原料25%~42.8%，還原鐵粉3.3%~8%，余量為天然粘合劑；所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料26.6%~60%，高滲透性原料12%~40%，余量為天然粘合劑。
[0011]更進(jìn)一步地，復(fù)合功能材料為圓球形多孔結(jié)構(gòu)，該復(fù)合功能材料的外徑為0.7~
2.0cm0
[0012]更進(jìn)一步地，所述的內(nèi)核為圓球形多孔木塊，該內(nèi)核的粒徑為2~5mm。
[0013]更進(jìn)一步地，所述釋碳原料的粒徑為25~30目，該釋碳原料為小麥秸桿、玉米秸桿、大豆秸桿中的一種、兩種或全部。
[0014]更進(jìn)一步地，所述塑性粘結(jié)原料的粒徑為80~100目，該塑性粘結(jié)原料為凹凸棒石、硅酸鹽水泥中的一種或兩種。
[0015]更進(jìn)一步地，所述還原鐵粉的粒徑為80~100目。
[0016]更進(jìn)一步地，所述天然粘合劑的組分為糯米粉和水，所述糯米粉的粒徑為80~100 目。
[0017]更進(jìn)一步地，所述高滲透性原料的粒徑為50~80目，該高滲透性原料為硅藻土、細(xì)石英砂中的一種或兩種。
[0018]本發(fā)明的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，所述的復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的組成材料為木塊，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料20%~50%，塑性粘結(jié)原料25%~42.8%，還原鐵粉3.3%~8%，余量為天然粘合劑；所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料26.6%~60%，高滲透性原料12%~40%，余量為天然粘合劑，該復(fù)合功能材料的制備步驟為:
[0019](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至80~100目備用；
[0020](2 )將釋碳原料粉碎至25~30目備用；
[0021](3)將高滲透性原料粉碎至50~80目備用；[0022](4)將糯米粉和水按1:40~1:20的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，在電磁爐上于500-850w功率條件下加熱20~30min，冷卻至室溫備用；
[0023](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中10~20min后備用；
[0024](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5 )備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度；
[0025](7)將步驟(6)所得材料自然風(fēng)干2~3天或用烘箱于40~60°C條件下烘干，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度；
[0026](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干2~3天或用烘箱于40~60°C條件下烘干后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)2~5天，直至所述復(fù)合功能材料的顆粒強(qiáng)度達(dá)到35~90N/顆的測試水平，且該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡2~4周而不碎的程度。
[0027]3.有益效果
[0028]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0029](I)本發(fā)明的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其材料填充層包含的釋碳原料和內(nèi)核木塊可以為異養(yǎng)微生物新陳代謝提供所需的有機(jī)碳源，其材料填充層釋放出來的零價(jià)鐵能夠通過化學(xué)反應(yīng)保持異養(yǎng)微生物所需的厭氧環(huán)境，利于異養(yǎng)微生物降解地下水中的污染物，且異養(yǎng)反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳又能夠?yàn)樽责B(yǎng)微生物提供新陳代謝所需的無機(jī)碳源，兩種微生物能夠共存且沒有競爭，異養(yǎng)微生物和自養(yǎng)微生物同時(shí)參加反應(yīng)，能更快速的去除目標(biāo)污染物且去除效果更優(yōu)；
[0030](2)本發(fā)明的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，采用多孔木塊作為內(nèi)核，以塑性粘結(jié)原料作為外殼的主要成分，內(nèi)核可以起到固持的骨架作用，增大復(fù)合功能材料的硬度和強(qiáng)度，外殼材料起到包覆保護(hù)作用，兩者結(jié)合起來使復(fù)合功能材料在水中長期浸泡而不變形碎裂；
[0031](3)本發(fā)明的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其外殼中添加了高滲透性原料，能夠控制復(fù)合功能材料保持一定的碳源、還原鐵粉釋放速度，使地下水污染修復(fù)能夠長期持續(xù)的運(yùn)行，達(dá)到緩釋的目的；
[0032](4)本發(fā)明的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，運(yùn)用造粒技術(shù)將復(fù)合功能材料滾成均勻的球形，使復(fù)合功能材料運(yùn)用于污染地下水中具有水阻系數(shù)小、少繞流等優(yōu)點(diǎn)，且操作簡便，成本低，環(huán)保無污染，應(yīng)用前景十分廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的含核填充層一維剖面示意圖；
[0034]圖 2為本發(fā)明復(fù)合功能材料的完整一維剖面示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明復(fù)合功能材料的含核填充層三維剖面示意圖；
[0036]圖4為本發(fā)明復(fù)合功能材料的完整三維剖面示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0037]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0038]實(shí)施例1
[0039]本實(shí)施例的復(fù)合功能材料對(duì)污染地下水進(jìn)行生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的原理為:其材料填充層包含的釋碳原料和內(nèi)核木塊均可以為異養(yǎng)微生物新陳代謝提供所需的有機(jī)碳源，其材料填充層釋放出來的零價(jià)鐵能夠通過化學(xué)反應(yīng)消耗地下水環(huán)境中的溶解氧，為異養(yǎng)微生物提供良好的厭氧環(huán)境，利于異養(yǎng)微生物生物降解地下水中的污染物，異養(yǎng)微生物產(chǎn)生的二氧化碳又能夠?yàn)樽责B(yǎng)微生物提供新陳代謝所需的無機(jī)碳源，兩種微生物能夠共存且沒有競爭，異養(yǎng)微生物和自養(yǎng)微生物同時(shí)參加反應(yīng)，能更快速的去除目標(biāo)污染物且去除效果更優(yōu)；塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料復(fù)合配方控制緩釋速度并保持復(fù)合功能材料具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能夠滿足地下水修復(fù)技術(shù)對(duì)碳源、鐵粉的穩(wěn)定持續(xù)供給，同時(shí)具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)勢。
[0040]結(jié)合圖2和圖4，本實(shí)施例的復(fù)合功能材料為圓球形多孔結(jié)構(gòu)，該復(fù)合功能材料的外徑為0.7~1.5cm,孔徑為5-400um，孔間距離為20_300um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的組成材料為圓球形多孔木塊，該內(nèi)核的粒徑為2mm，孔徑為2-500um,孔間距離為10-300um，本實(shí)施例使用多孔木塊作為內(nèi)核能更好的吸附粉狀原材料，原材料滲進(jìn)木塊空隙中，同樣達(dá)到很好的緩釋效果，且多孔木塊還可以起到固持的骨架作用，增大復(fù)合功能材料的硬度和強(qiáng)度。
[0041]所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料(小麥秸桿)20%，主要作用是給異養(yǎng)微生物提供新陳代謝所需的碳源；塑性粘結(jié)原料(凹凸棒石)40%,主要作用是把所用原料粘結(jié)起來并保持一定的硬度；還原鐵粉4%，主要作用是通過化學(xué)反應(yīng)保持地下水厭氧環(huán)境；天然粘合劑為36%。材料填充層的組分配比決定著整個(gè)復(fù)合功能材料修復(fù)污染地下水的效果，本實(shí)施例材料填充層各組分材料的配比能夠使得復(fù)合功能材料高效、經(jīng)濟(jì)的修復(fù)污染地下水。所述的 外殼起到包覆保護(hù)作用，由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料48% (普通硅酸鹽水泥為12%，凹凸棒石為36%)，高滲透性原料(硅藻土)12%，本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為50~lOOum，孔間距離是30-250um，高滲透性原料的作用是使復(fù)合功能材料保持多孔狀，使得復(fù)合功能材料內(nèi)部通過微孔結(jié)構(gòu)與外部聯(lián)通，達(dá)到碳源和還原鐵粉緩釋的目的，天然粘合劑為40%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為100目，釋碳原料的粒徑為30目，高滲透性原料的粒徑為75目。
[0042]本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0043](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至100目備用。本實(shí)施例還原鐵粉相對(duì)高滲透性原料、釋碳原料等更細(xì)是為了更利于其在復(fù)合功能材料成品中分布均勻，從而在修復(fù)過程中盡可能均勻釋放。
[0044]( 2 )將釋碳原料粉碎至30目備用。
[0045](3)將高滲透性原料粉碎至75目備用。
[0046](4)將糯米粉和水按1:20的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電磁爐上600w功率(相當(dāng)于120°C)條件下煮20min至呈稀粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0047](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中IOmin后備用。[0048](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5 )備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為Sg，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加3g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層，結(jié)合圖1和圖3所示)的粒徑為0.7-1cm。[0049](7)將步驟(6)所得材料用烘箱于55°C條件下烘干5h，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~1mm。
[0050](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干2天后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)2天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在0.8cm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為50.9N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為58N/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡2周而不碎的程度。
[0051]本實(shí)施例的復(fù)合功能材料采用既環(huán)保又容易被微生物利用的碳源材料和能使地下水環(huán)境保持一定厭氧環(huán)境的還原鐵粉以及各種成分無機(jī)粘結(jié)原料復(fù)合配方，采用內(nèi)核、填充材料層和外殼三重控釋以達(dá)到更好的控制材料釋放速度的效果。均勻球形造粒技術(shù)，具有能夠緩慢釋放碳源和還原鐵、環(huán)保無污染、水阻系數(shù)小、少繞流等優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)施例的復(fù)合功能材料適用于受有機(jī)和無機(jī)污染物以及重金屬污染的地下水修復(fù)，其使用方法為直接投加到滲透反應(yīng)墻、地下水修復(fù)井中，能夠達(dá)到去除地下水污染物或使污染程度降低的目的。相比于專利號(hào)為201110423562.3的專利公開的技術(shù)方案，本實(shí)施例通過添加鐵粉和碳源同時(shí)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和生物反應(yīng)，屬于聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，能更快速的去除目標(biāo)污染物，鐵粉的添加能夠維持環(huán)境氧化還原條件，同時(shí)使異養(yǎng)微生物和自養(yǎng)微生物同時(shí)參加反應(yīng)，并克服堵塞問題，且所添加木塊內(nèi)核不僅能提供碳源，同時(shí)也能起到骨架作用，使材料更堅(jiān)固。
[0052]實(shí)施例2
[0053]本實(shí)施例用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，基本同實(shí)施例1，不同之處在于:本實(shí)施例的復(fù)合功能材料的外徑為0.9~1.5cm,孔徑為10-300um,孔間距離為50-400um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的粒徑為3mm，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料(大豆秸桿)33.3%，塑性粘結(jié)原料(凹凸棒石)33.3%，還原鐵粉6.7%，天然粘合劑為26.7%。所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料48% (普通硅酸鹽水泥為12%，凹凸棒石為36%)，高滲透性原料12% (硅藻土為8%，細(xì)石英砂為4%)，本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為60~200um，孔間距離是8~260um，天然粘合劑為40%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為90目，釋碳原料的粒徑為30目，高滲透性原料的粒徑為75目。
[0054]本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0055](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至90目備用。
[0056](2 )將釋碳原料粉碎至30目備用。
[0057](3)將高滲透性原料粉碎至75目備用。
[0058](4)將糯米粉和水按1:30的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電磁爐上700w功率(相當(dāng)于130°C)條件下煮25min至呈稀粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0059](5 )將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4 )制備好的天然粘合劑中15min后備用。
[0060](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5 )備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為9g，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加4g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層)的粒徑為I~1.2cm。
[0061](7)將步驟(6)所得材料用烘箱于40°C條件下烘干6h，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~1mm。
[0062](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干2天后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)3天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在Icm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為53N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為74N/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡2周而不碎的程度。
[0063]實(shí)施例3[0064]本實(shí)施例用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，基本同實(shí)施例1，不同之處在于:本實(shí)施例的復(fù)合功能材料的外徑為0.9~1.4cm,孔徑為5-350um,孔間距離為10-300um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的粒徑為4mm，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料(小麥秸桿)41.7%，塑性粘結(jié)原料(凹凸棒石)25%，還原鐵粉3.3%，天然粘合劑為30%。所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料26.6% (普通硅酸鹽水泥為13.3%，凹凸棒石為13.3%)，高滲透性原料(硅藻土)40%,本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為60~280um,孔間距離是3~400um,天然粘合劑為33.4%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為80目，釋碳原料的粒徑為28目，高滲透性原料的粒徑為80目。
[0065]本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0066](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至80目備用。
[0067]( 2 )將釋碳原料粉碎至28目備用。
[0068](3)將高滲透性原料粉碎至80目備用。
[0069](4)將糯米粉和水按1:20的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電磁爐上700w功率條件下煮24min至呈稀粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0070](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中13min后備用。
[0071](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5 )備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為Sg，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加4g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層)的粒徑為0.9~1.2cm。[0072](7)將步驟(6)所得材料用烘箱于60°C條件下烘干4h，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~1mm。
[0073](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干3天后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)5天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在1.2cm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為50.4N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為65N/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡4周而不碎的程度。
[0074]實(shí)施例4
[0075]本實(shí)施例用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，基本同實(shí)施例1，不同之處在于:本實(shí)施例的復(fù)合功能材料的外徑為1.1~2.0cm，孔徑為20-500um，孔間距離為30-400um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的粒徑為5mm，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料(大豆秸桿)50%，塑性粘結(jié)原料40%(凹凸棒石為30%，普通 硅酸鹽水泥為10%)，還原鐵粉4%，天然粘合劑為6%。所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成56% (普通硅酸鹽水泥為8%，凹凸棒石為48%)，高滲透性原料12% (硅藻土為8%，細(xì)石英砂為4%)，本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為60~270um，孔間距離是5~400um，天然粘合劑為32%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為80目，釋碳原料的粒徑為25目，高滲透性原料的粒徑為50目。
[0076]本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0077](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至80目備用。
[0078]( 2 )將釋碳原料粉碎至25目備用。
[0079](3)將高滲透性原料粉碎至50目備用。
[0080](4)將糯米粉和水按1:40的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電磁爐上800w功率(相當(dāng)于140°C)條件下煮20min至呈稀粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0081](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中15min后備用。
[0082](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5)備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為10g，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加5g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層)的粒徑為I~1.2cm。
[0083](7)將步驟(6)所得材料用自然風(fēng)干2天，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~2mm。
[0084](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干2天后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)3天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在Icm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為35.3N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為40.2N/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡3周而不碎的程度。
[0085]實(shí)施例5[0086]本實(shí)施例用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，基本同實(shí)施例1，不同之處在于:本實(shí)施例的復(fù)合功能材料的外徑為1.1~2.0cm，孔徑為10-400um，孔間距離為50-450um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的粒徑為2mm，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料39.9% (小麥秸桿為13.3%，大豆秸桿為13.3%，玉米秸桿為13.3%)，塑性粘結(jié)原料26.7% (凹凸棒石為20%，普通硅酸鹽水泥為
6.7%)，還原鐵粉8%，天然粘合劑為25.4%。所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料48% (普通硅酸鹽水泥為5%，凹凸棒石為43%)，高滲透性原料15% (硅藻土為5%，細(xì)石英砂為10%)，本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為65~280um，孔間距離是3~380um，天然粘合劑為37%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為100目，釋碳原料的粒徑為28目，高滲透性原料的粒徑為70目。
[0087]本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0088](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至100目備用。
[0089]( 2 )將釋碳原料粉碎至28目備用。
[0090](3)將高滲透性原料粉碎至70目備用。
[0091](4)將糯米粉和水按1:40的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電磁爐上850w功率(相當(dāng)于150°C)條件下煮30min至呈稀 粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0092](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中20min后備用。
[0093](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5 )備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為9g，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加4g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層)的粒徑為I~1.4cm。
[0094](7)將步驟(6)所得材料用烘箱于40°C條件下烘干5h，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~2mm。
[0095](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干3天后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)2天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在1.2cm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為55.2N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為61N/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡3周而不碎的程度。
[0096]實(shí)施例6
[0097]本實(shí)施例用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，基本同實(shí)施例1，不同之處在于:本實(shí)施例的復(fù)合功能材料的外徑為0.7~1.5cm,孔徑為5-450um,孔間距離為10-350um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的粒徑為4_，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料(大豆秸桿)為30%，塑性粘結(jié)原料40% (凹凸棒石為30%，普通硅酸鹽水泥為10%)，還原鐵粉6%，天然粘合劑為24%。所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料(凹凸棒石)為60%，高滲透性原料(細(xì)石英砂)為20%，本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為60~300um，孔間距離是50-400um，天然粘合劑為20%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為80目，釋碳原料的粒徑為30目，高滲透性原料的粒徑為75目。
[0098]本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0099](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至80目備用。
[0100](2)將釋碳原料粉碎至30目備用。
[0101](3)將高滲透性原料粉碎至75目備用。
[0102](4)將糯米粉和水按1:30的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電磁爐上600w功率條件下煮25min至呈稀粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0103](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中15min后備用。
[0104](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5 )備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為Sg，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加3g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層)的粒徑為0.9~1.2cm。
[0105](7)將步驟(6)所得材料自然風(fēng)干3天，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由 粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~1mm。
[0106](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干3天后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)2天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在Icm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為54.4N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為65.2N/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡2周而不碎的程度。
[0107]實(shí)施例7
[0108]本實(shí)施例用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，基本同實(shí)施例1，不同之處在于:本實(shí)施例的復(fù)合功能材料的外徑為0.7~2.0cm，孔徑為10-400um，孔間距離為20-350um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的粒徑為5mm，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料28.6% (小麥秸桿為14.3%，大豆秸桿為14.3%)，塑性粘結(jié)原料42.8%(凹凸棒石為35.7%，普通硅酸鹽水泥為7.1%)，還原鐵粉5.7%，天然粘合劑為22.9%。所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料52% (普通硅酸鹽水泥為4%，凹凸棒石為48%)，高滲透性原料(細(xì)石英砂)為12%，本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為50~300um，孔間距離是50-400um，天然粘合劑為36%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為100目，釋碳原料的粒徑為30目，高滲透性原料的粒徑為75目。
[0109]本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0110](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至100目備用。
[0111](2)將釋碳原料粉碎至30目備用。
[0112](3)將高滲透性原料粉碎至75目備用。[0113](4)將糯米粉和水按1:30的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電磁爐上600w功率條件下煮20min至呈稀粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0114](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中20min后備用。
[0115](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5 )備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為Sg，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加3g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層)的粒徑為1.4~1.8cm。
[0116](7)將步驟(6)所得材料用烘箱于60°C條件下烘干5h，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~2mm。
[0117](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料用烘箱于40°C條件下烘干3h置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)5天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在1.5cm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為85N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為90N/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡4周而不碎的程度。
[0118]實(shí)施例8
[0119]本實(shí)施例用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，基本同實(shí)施例1，不同之處在于:本實(shí)施例的復(fù)合功能材料的外徑為1.1~2.0cm，孔徑為20-500um，孔間距離為20-400um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的粒徑為2mm，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料(玉米秸桿)為20%，塑性粘結(jié)原料(凹凸棒石)40%，還原鐵粉4%，天然粘合劑為36%。所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料48% (普通硅酸鹽水泥為12%，凹凸棒石為36%)，高滲透性原料(細(xì)石英砂)12%，本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為70~300um,孔間距離是40-400um,天然粘合劑為40%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為80目，釋碳原料的粒徑為30目，高滲透性原料的粒徑為75目。
[0120]本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0121](1)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至80目備用。
[0122](2)將釋碳原料粉碎至30目備用。
[0123](3)將高滲透性原料粉碎至75目備用。
[0124](4)將糯米粉和水按1:30的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電磁爐上500w功率條件下煮23min至呈稀粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0125](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中IOmin后備用。
[0126](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5 )備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為Sg，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加3g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層)的粒徑為0.7~1cm。
[0127](7)將步驟(6)所得材料用烘箱于40°C條件下烘干6h，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~1mm。
[0128](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干2天后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)2天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在0.8cm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為57.9N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為63.SN/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡2周而不碎的程度。
[0129]實(shí)施例9
[0130]本實(shí)施例用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，基本同實(shí)施例1，不同之處在于:本實(shí)施例的復(fù)合功能材料的外徑為0.7~2.0cm,孔徑為15-400um,孔間距離為10-300um。復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的粒徑為4mm，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料28.6% (小麥秸桿為14.3%，玉米秸桿為14.3%)，塑性粘結(jié)原料(凹凸棒石)42.8%，還原鐵粉5.7%，天然粘合劑為22.9%。所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料52% (普通硅酸鹽水泥為4%，凹凸棒石為48%)，高滲透性原料12% (硅藻土為4%，細(xì)石英砂為8%)，本實(shí)施例高滲透性原料的孔徑為60~300um,孔間距離是3~300um,天然粘合劑為36%。本實(shí)施例的復(fù)合功能材料所用的塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉的粒徑均為80目，釋碳原料的粒徑為30目，高滲透性原料的粒徑為75目。
[0131 ] 本實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，制備步驟為:
[0132](I)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至80目備用。
[0133](2)將釋碳原料粉碎至30目備用。
[0134](3)將高滲透性原料粉碎至75目備用。
[0135](4)將糯米粉和水按1:30的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，于電熱爐上700w功率條件下煮27min至呈稀粥狀關(guān)火冷至室溫備用。
[0136](5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中16min后備用。
[0137](6)將粉碎好的釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5)備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，每次添加的混合材料為10g，天然粘合劑視滾動(dòng)時(shí)混合材料的干濕狀況及粘合狀況決定，待新包裹上一層混合材料后添加5g天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度，即包括內(nèi)核與材料填充層的結(jié)構(gòu)(下稱含核填充層)的粒徑為I~1.2cm。
[0138](7)將步驟(6)所得材料自然風(fēng)干2天，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然 粘合劑(視滾動(dòng)時(shí)添加的外殼材料的干濕狀況及粘合狀況決定)，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度，外殼厚度約為0.5~2mm。
[0139](8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料用烘箱于60°C條件下烘干4h后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)2天，經(jīng)測試含核填充層粒徑在1.1cm時(shí)顆粒強(qiáng)度約為54.6N/顆，制備后的復(fù)合功能材料顆粒強(qiáng)度約為61.2N/顆，該復(fù)合功能材料硬度能達(dá)到在水中浸泡2周而不碎的程度。
[0140]上述實(shí)施例的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料及其制備方法，適用于受有機(jī)和無機(jī)污染物以及重金屬污染的地下水修復(fù)，使用方法為直接投加到滲透反應(yīng)墻、地下水修復(fù)井中，能夠達(dá)到去除地下水污染物或使污染程度降低的目的。復(fù)合功能材料以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料，降低了秸桿焚燒對(duì)環(huán)境的影響，以廢治廢，具有能夠緩慢釋放碳源和還原鐵 、環(huán)保無污染、水阻系數(shù)小、少繞流等優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其特征在于:包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的組成材料為木塊，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料20%~50%，塑性粘結(jié)原料25%~42.8%，還原鐵粉3.3%~8%，余量為天然粘合劑；所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料26.6%~60%，高滲透性原料12%~40%，余量為天然粘合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其特征在于:復(fù)合功能材料為圓球形多孔結(jié)構(gòu)，該復(fù)合功能材料的外徑為0.7~2.0cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其特征在于:所述的內(nèi)核為圓球形多孔木塊，該內(nèi)核的粒徑為2~5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其特征在于:所述釋碳原料的粒徑為25~30目，該釋碳原料為小麥秸桿、玉米秸桿、大豆秸桿中的一種、兩種或全部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其特征在于:所述塑性粘結(jié)原料的粒徑為80~100目，該塑性粘結(jié)原料為凹凸棒石、硅酸鹽水泥中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其特征在于:所述還原鐵粉的粒徑為80~100目。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其特征在于:所述天然粘合劑的組分為糯米粉和水，所述糯米粉的粒徑為80~100目。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料，其特征在于:所述高滲透性原料的粒徑為50~80目，該高滲透性原料為硅藻土、細(xì)石英砂中的一種或兩種。
9.用于污染地下水生物化學(xué)聯(lián)合修復(fù)的復(fù)合功能材料的制備方法，其特征在于:所述的復(fù)合功能材料包括內(nèi)核、材料填充層和外殼；所述內(nèi)核的組成材料為木塊，所述材料填充層由如下質(zhì)量百分比的組分組成:釋碳原料20%~50%，塑性粘結(jié)原料25%~42.8%，還原鐵粉3.3%~8%，余量為天然粘合劑；所述的外殼由如下質(zhì)量百分比的組分組成:塑性粘結(jié)原料26.6%~60%，高滲透性原料12%~40%，余量為天然粘合劑，該復(fù)合功能材料的制備步驟為: (1)將塑性粘結(jié)原料、還原鐵粉、糯米粉粉碎至80~100目備用； (2)將釋碳原料粉碎至25~30目備用； (3)將高滲透性原料粉碎至50~80目備用； (4)將糯米粉和水按1:40~1:20的質(zhì)量比混合浸泡15分鐘后，在電磁爐上于500-850w功率條件下加熱20~30min，冷卻至室溫備用； (5)將所述內(nèi)核浸泡在步驟(4)制備好的天然粘合劑中10~20min后備用； (6)將粉碎好的 釋碳原料、塑性粘結(jié)原料和還原鐵粉按所述質(zhì)量百分比混勻制成混合材料，將所述混合材料的一部分填入造粒機(jī)中，投入步驟(5)備好的內(nèi)核后控制造粒機(jī)滾動(dòng)，期間輪流添加混合材料和天然粘合劑，直至所述材料填充層滾至預(yù)期厚度； (7)將步驟(6)所得材料自然風(fēng)干2~3天或用烘箱于40~60°C條件下烘干，然后將該材料再次投入造粒機(jī)中與外殼材料一起滾動(dòng)，所述外殼材料由粉碎好的塑性粘結(jié)原料和高滲透性原料按所述質(zhì)量百分比混勻制成，期間添加天然粘合劑，直至所述外殼滾至預(yù)期厚度； (8)將步驟(7)制備好的復(fù)合功能材料自然烘干2~3天或用烘箱于40~60°C條件下烘干后置于密閉空間中養(yǎng)護(hù)2~5天，直至所述復(fù)合功能材料的顆粒強(qiáng)度達(dá)到35~90N/顆的測試水平，且該復(fù)合功能材料硬度`能達(dá)到在水中浸泡2~4周而不碎的程度。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK103739089SQ201410041339
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】郭紅巖, 張會(huì)玲, 阮曉紅, 季榮, 尹穎, 艾弗遜, 賈軍, 白瑩 申請(qǐng)人:南京大學(xué)