一種河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)改良劑及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水體底質(zhì)處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)改良劑及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]在水生生態(tài)系統(tǒng)中，沉積物是磷等營養(yǎng)物質(zhì)的重要蓄積庫，由外界產(chǎn)生的污染得到了有效控制后，在生物或物理因子等作用下促使的沉積物釋放，仍有可能導(dǎo)致水體在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)維持富營養(yǎng)化。底泥疏浚能從湖體將污染底泥永久性去除，因而被較多的應(yīng)用于湖泊治理中，如滇池、巢湖、西湖等湖泊陸續(xù)開展了底泥疏浚工程。
[0003]底泥疏浚在底泥治理方面具有較大優(yōu)勢(shì)，但是也存在兩個(gè)主要問題，一是在疏浚過程中必然產(chǎn)生大量的疏浚底泥，并且底泥含水率高，運(yùn)輸困難，氮、磷及有機(jī)質(zhì)含量高，如果不能得到合理的處理又會(huì)帶來二次污染；二是疏浚后表層底泥環(huán)境被破壞，新生表層底泥底質(zhì)較硬，水生生物難以適應(yīng)新環(huán)境，導(dǎo)致水生生物的種類、豐度及生物量減小。因此，處理和處置疏浚底泥，降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，以及對(duì)疏浚后受損底質(zhì)進(jìn)行修復(fù)、改良硬質(zhì)底質(zhì)環(huán)境是目前疏浚技術(shù)亟待解決的問題。
[0004]中國專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00510028579.3，授權(quán)公告號(hào)CN100560689C)公開了一種富營養(yǎng)化湖泊的底質(zhì)改良劑及其制備方法。該改良劑由紅土壤和活性氧化鐵、活性氧化鋁配制而成。中國專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00710022520.2，授權(quán)公告號(hào)CN100497522C)公開了一種水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘底質(zhì)改良劑。該改良劑采用過碳酸鈉和腐殖土、聚合硫酸鐵、凹凸棒土和沸石粉的混合制備而得。但上述方法均采用化學(xué)改性方法以及物理化學(xué)復(fù)合的方法，所使用的化學(xué)試劑在一定程度上會(huì)對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生污染和危害，帶來二次污染。
[0005]中國專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?01310655239.8，公布號(hào)CN103695336A)公開了一種改良對(duì)蝦池塘底部生態(tài)環(huán)境的微生物制劑及制備方法。但該方法繁瑣，其使用受微生物種類、活性和水體溶氧等因素影響較大，作用效果不穩(wěn)定，成本較高且效果不顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.要解決的技術(shù)問題
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的改良劑制備方法較為繁瑣，成本較高，在環(huán)境中作用效果不穩(wěn)定，易產(chǎn)生二次污染的問題，本發(fā)明提供一種河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)改良劑及其制備方法和用途。它可以實(shí)現(xiàn)污染底泥的再利用，同時(shí)可用于硬質(zhì)底質(zhì)的修復(fù)和改良，改善受損底質(zhì)環(huán)境。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0010]一種用于河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)的改良劑，由疏浚底泥和鈣基粘土材料混合制成，所述媽基粘土材料和疏浚底泥的干重質(zhì)量比多10:100。
[0011]進(jìn)一步的，所述鈣基粘土材料和疏浚底泥的干重質(zhì)量比為10:100?20:100。
[0012]進(jìn)一步的，所述的1?基粘土材料為1?基海泡石和/或1?基凹凸棒粘土礦物，所述的鈣基海泡石分子組成為Mg4Si6O15(OH)2.6Η20，鈣基凹凸棒粘土礦物分子組成Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4.4Η20?
[0013]進(jìn)一步的，所述鈣基海泡石和/或鈣基凹凸棒粘土礦物中白云石含量為15%?25%,所述白云石分子組成為CaMg(CO3)2。
[0014]一種用于河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)的改良劑的制備方法，包括如下步驟:
[0015](I)將所述的鈣基粘土材料制作成顆粒狀，在105°C條件下烘干；
[0016](2)將經(jīng)過步驟(I)處理過的鈣基粘土材料在550°C的溫度下加熱Ih ;
[0017](3)將經(jīng)過步驟(2)處理過的鈣基粘土材料與疏浚底泥混勻，在自然環(huán)境條件下固化。
[0018]進(jìn)一步的，步驟(I)中所述的1?基粘土材料為1?基海泡石和/或1?基凹凸棒粘土礦物。
[0019]進(jìn)一步的，步驟(3)中所述鈣基粘土材料與疏浚底泥混合的干重質(zhì)量比為10:100 ?20:100。
[0020]進(jìn)一步的，所述鈣基海泡石和/或鈣基凹凸棒粘土礦物中白云石質(zhì)量含量為15%?25%。
[0021]進(jìn)一步的，步驟(I)中所述媽基粘土材料的顆粒粒徑為0.25?0.6mm。
[0022]一種河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)改良劑的用途，將上述制得的改良劑返填到被疏浚河道或湖泊中，用于改良和修復(fù)河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)。
[0023]3.有益效果
[0024]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025](I)本發(fā)明的改良劑采用的鈣基粘土材料具有較好的磷固定能力，與疏浚底泥結(jié)合，可以降低底泥中磷、含水率和有機(jī)質(zhì)含量，降低了疏浚底泥重填湖泊的二次污染程度，同時(shí)可以改良硬質(zhì)底質(zhì)環(huán)境，促進(jìn)湖泊沉水植物生長(zhǎng)、提供底棲生物的繁殖和活動(dòng)空間，改善生態(tài)環(huán)境；
[0026](2)本發(fā)明的改良劑選擇鈣基粘土材料與疏浚底泥干重質(zhì)量比彡10:100,對(duì)疏浚底泥中磷、水和有機(jī)質(zhì)固定效果出現(xiàn)顯著提高；
[0027](3)本發(fā)明的改良劑選擇鈣基粘土材料與疏浚底泥干重質(zhì)量比范圍限定在10:100?20:100，使得以最低成本獲得最好的固定效果；
[0028](4)本發(fā)明的改良劑所采用的原材料鈣基海泡石和鈣基凹凸棒分布較為廣泛，全國儲(chǔ)量大，廉價(jià)易得且含有較高的碳酸鹽類鈣質(zhì)雜質(zhì)(白云石)，其氧化鈣含量分別約為30%和20%左右，這種媽基粘土礦物相對(duì)于其他粘土具有更大的固憐容量；
[0029](5)本發(fā)明的改良劑所采用的原材料鈣基粘土材料中白云石含量為15%?25%，白云石粘土礦物相對(duì)于其他粘土具有更大的固磷容量，同時(shí)在熱處理?xiàng)l件下，固磷能力更是顯著增加；
[0030](6)本發(fā)明的改良劑所采用的原材料鈣基粘土材料粒徑選擇0.25?0.6mm有強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力且能保證固磷效果良好；
[0031](7)本發(fā)明的改良劑的制備方法將鈣基粘土材料在550°C的溫度下加熱lh，使得鈣基粘土材料中的鈣得到活化，增強(qiáng)對(duì)磷的吸附能力，在此條件下可以滿足顯著增強(qiáng)磷吸附能力，同時(shí)降低能消耗，節(jié)約成本；
[0032](8)本發(fā)明的一種用于河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)的改良劑不僅能夠有效固定疏浚底泥中的氮和磷，降低含水率和礦物有機(jī)質(zhì)，降低疏浚底泥對(duì)環(huán)境造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)本發(fā)明還可以修復(fù)受損的底泥環(huán)境，增強(qiáng)硬質(zhì)底質(zhì)的適生性，成本較低，操作簡(jiǎn)單，具有較廣闊的應(yīng)用前景；采用疏浚底泥與具有高效磷固定能力的鈣基粘土材料混合用于疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)的修復(fù)，是解決疏浚底泥的處置問題，同時(shí)對(duì)受損后的底泥環(huán)境進(jìn)行改良的有效方法。
【附圖說明】
[0033]圖1不同干重質(zhì)量比的鈣基粘土材料和疏浚底泥對(duì)疏浚底泥中活性磷量的固化效果圖；
[0034]圖2不同干重質(zhì)量比的鈣基粘土材料和疏浚底泥降低疏浚底泥含水率的固化效果圖；
[0035]圖3不同干重質(zhì)量比的鈣基粘土材料和疏浚底泥對(duì)疏浚底泥中有機(jī)質(zhì)含量的固化效果圖；
[0036]圖4未修復(fù)和經(jīng)修復(fù)受損底質(zhì)中沉水植物存活率對(duì)比圖；
[0037]圖5未修復(fù)和經(jīng)修復(fù)受損底質(zhì)的底棲生物迀徙深度對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合說明書附圖和具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0039]實(shí)施例1
[0040]本發(fā)明提供的一種河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)改良劑，其制備方法包括如下步驟:
[0041](I)取江蘇盱眙縣的原狀鈣基凹凸棒50g，其中白云石質(zhì)量含量為15%，采用機(jī)械方法制作粒徑為0.25?0.6mm的顆粒，并在105°C條件下烘干至恒重；
[0042](2)將經(jīng)過步驟(I)處理過的鈣基凹凸棒在550°C的溫度下加熱lh，冷卻至室溫，放置干燥器內(nèi)保存；
[0043](3)取巢湖南淝河湖區(qū)疏浚底泥1000g，與經(jīng)過步驟(2)處理過的鈣基凹凸棒按照100:5的干重質(zhì)量比混勻，在自然環(huán)境條件下固化反應(yīng)7天。
[0044]實(shí)施例2
[0045]本發(fā)明提供的一種河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)改良劑，其制備方法包括如下步驟:
[0046](I)取河北易縣的原狀鈣基海泡石100g，其中白云石質(zhì)量含量為20%，采用機(jī)械方法制作粒徑為0.25?0.6mm的顆粒，并在105°C條件下烘干至恒重；
[0047](2)與實(shí)施例1步驟⑵相同；
[0048](3)取巢湖南淝河湖區(qū)疏浚底泥1000g，與經(jīng)過步驟(2)處理過的鈣基海泡石按照100:10的干重質(zhì)量比混勻，在自然環(huán)境條件下固化反應(yīng)8天。
[0049]實(shí)施例3
[0050]本發(fā)明提供的一種河道或湖泊疏浚后硬質(zhì)底質(zhì)改良劑，其制備方法包括如下步驟:
[0051](I)取河北易縣的原狀鈣基海泡石150g，其中白云石質(zhì)量含量為25%，采用機(jī)械方法制作粒徑為0.25?0.6mm的顆粒，并在105°C條件下烘干至恒重；
[0052](2)與實(shí)施例步驟⑵相同；
[0053](3)取巢湖南淝河湖區(qū)疏浚底泥1000g，與經(jīng)過步驟(2)處理過的鈣基海泡石按照100:15的