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1、(10)申请公布号 CN 102398936 A (43)申请公布日 2012.04.04 C N 1 0 2 3 9 8 9 3 6 A *CN102398936A* (21)申请号 201010281606.9 (22)申请日 2010.09.13 C02F 1/00(2006.01) C02F 1/28(2006.01) (71)申请人清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园1号清华 大学 (72)发明人王慧 柏学凯 宁大亮 (74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人关畅 (54) 发明名称 一种抑制水体黑臭的复合药剂及其制备与使 用方法 (57) 摘。
2、要 本发明公开了一种抑制水体黑臭的复合药剂 及其制备方法与使用方法。该复合药剂由质量百 分含量为70-90的沸石粉和10-30的A 物质组成；其中，所述A物质选自下述任意一种： 过氧化钙、过氧碳酸钠和硝酸钙。其制备方法如 下：将沸石粉和A物质按照上述比例混匀，通过机 械成型制成粒径为3-10mm的颗粒，即得。使用时， 将所述复合药剂均匀投至水体环境中，投加量为 0.5-2kg/m 2 。本发明的复合药剂制备成本低，使用 效果好，可用于受污染河流、湖泊、景观水体的修 复。将药剂投至水体中能快速沉到底部，分散均 匀，能有效增加底部溶解氧，降低水体中氨氮、硫 化氢、硫化亚铁、有机物等的含量，抑制水体。
3、发黑 变臭，改善水底生态环境。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 CN 102398935 A 1/1页 2 1.一种抑制水体黑臭的复合药剂，由质量百分含量为70-90的沸石粉和 10-30的A物质组成；其中，所述A物质选自下述任意一种：过氧化钙、过氧碳酸钠和硝 酸钙。 2.根据权利要求1所述的复合药剂，其特征在于：所述复合药剂以颗粒形式存在。 3.根据权利要求2所述的复合药剂，其特征在于：所述颗粒的粒径为3-10mm。 4.制备权利要求1所述复合药剂的方法，包括下述步骤：将所述沸石粉和A物质按照 权利要求1。
4、所述的比例混合均匀，机械成型制成颗粒，即得到所述复合药剂；其中，所述A物 质选自下述物质其中一种：过氧化钙、过氧碳酸钠、硝酸钙。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述颗粒的粒径为3-10mm。 6.权利要求1-3中任一项所述复合药剂的使用方法，其特征在于：将所述复合药剂均 匀投至河湖水环境中，投加量为0.5-2kg/m 2 。 权 利 要 求 书CN 102398936 A CN 102398935 A 1/4页 3 一种抑制水体黑臭的复合药剂及其制备与使用方法 技术领域 0001 本发明属于水环境污染控制技术领域，具体涉及一种抑制水体黑臭的复合药剂及 其制备与使用方法。 背景技术 。
5、0002 大量的工业废水、生活污水未经处理便排入水体，造成了水质恶化，溶解氧浓度降 低，甚至消耗殆尽。在厌氧条件下，水体和底泥中的有机物被厌氧分解的过程中会产生硫化 亚铁等黑色沉积物，同时产生硫化氢、氨气等恶臭气体，黑色沉积物在恶臭气体的托浮搅动 下，严重时会造成水体黑臭，水体自净功能基本丧失。在我国，尤其南方地区，水体黑臭现象 较为普遍。如何有效地抑制水体黑臭、恢复水体自净功能，是水环境污染控制中亟待解决的 内容之一。 0003 常用的的抑制水体黑臭的技术包括底泥疏浚、生物修复、人工曝气等。底泥疏浚通 过挖除表层的污染底泥来控制和减少黑臭来源，但底泥疏浚技术工程量大，成本高，对水体 生态系统。
6、会造成一定的破坏，工程失败的案例也有见报道。微生物修复制剂成本高，保质期 短，作用缓慢，还受水环境条件限制，难以大范围使用；植物修复生长周期长，需定时收割， 实际效果不明显。人工曝气能够快速增加水中溶解氧含量，对抑制水体黑臭有较好效果，但 该技术成本较高，氧利用效率较低，在浅水区使用时还可能造成底泥上翻，释放一定的污染 物。因此，开发操作方便、成本低廉、使用广泛的水体黑臭抑制技术具有重要的工程意义。 发明内容 0004 本发明目的在于克服现有技术不足，提供一种增加溶解氧、抑制水体黑臭的复合 药剂及其制备方法与使用方法。 0005 本发明所提供的抑制水体黑臭的复合药剂，由质量百分含量为70-90。
7、的沸石 粉和10-30的A物质组成；其中，所述A物质选自下述任意一种：过氧化钙、过氧碳酸钠 和硝酸钙。 0006 所述复合药剂以颗粒的形式存在，所述颗粒的粒径优选为3-10mm。 0007 本发明所提供的复合药剂的制备方法，包括下述步骤：将沸石粉和所述A物质按 照质量比70-9010-30的比例混匀，通过机械成型制成粒径为3-10mm的颗粒，即得到所 述复合药剂；其中，所述A物质选自下述任意一种：过氧化钙、过氧碳酸钠、硝酸钙。 0008 本发明所提供的复合药剂的使用方法，是将所述复合药剂均匀投至河湖水环境 中，投加量为0.5-2kg/m 2 。 0009 本发明中有效组分的特性： 0010 沸。
8、石粉：沸石粉是由天然沸石磨细而成。沸石是火山熔岩形成的一种架状结构的 铝硅酸盐矿物，多为灰白色，目前已知的沸石有四十多种，用于水环境处理的天然沸石主要 的是斜发沸石。沸石构架中有发达的孔穴、孔道，孔穴之间通过开口的通道彼此相连，并与 外界沟通。沸石中孔穴和通道的体积一般占其晶体体积的50以上，因此沸石有较大的比 说 明 书CN 102398936 A CN 102398935 A 2/4页 4 表面积，具有较好的吸附性能，而且是一种分子筛的选择吸附，对极性强且分子直径小于沸 石空穴通道直径的氨氮具有很强的吸附性。另外，沸石的分子结构基础是硅(铝)氧四面 体，硅氧四面体中的硅，可以被铝原子置换而。
9、构成铝氧四面体，由于铝原子是三价的，所以 铝氧四面体中有一个氧原子的电价没有得到中和，使整个铝氧四面体带负电，由钾离子、钠 离子、钙离子、镁离子等正电荷来抵消，而这些阳离子与四面体结合的比较弱，可以进行阳 离子交换，但并不破坏沸石晶体结构，因此，沸石具有离子交换性能。天然沸石对空气也具 有分子筛作用，将沸石投入水中的同时，也把空气带进水中，它们以微气泡的形式释放，增 加了水中的溶解氧，而溶解氧的增加又有利于氨氮和硫化物的去除。此外，沸石对有机物和 重金属也有一定的吸附效果。沸石还含有水生动物生长发育所需的全部常量元素和大部分 微量元素，这些元素都以离子状态存在，能被水生动物所利用。合格的沸石粉。
10、吸氨值一般大 于100mg/100g，本发明所使用的沸石粉是通过对多种沸石粉进行性能比选后确定的，比表 面积大，硅铝比低，吸氨值高达700mg/100g。 0011 过氧化钙：化学式为CaO 2 ，分子量为72.08，白色或微黄色粉末。微溶于水，与水反 应可以缓慢释放氧气，增加水中溶解氧含量，提高氧化还原电位，加快有机物的分解。微生 物在进行生物降解的过程中倾向于以氧化还原电位大小来选择电子受体，电子受体的氧化 还原电位大小顺序为O 2 NO 3 - SO 4 2- CO 2 ，在有氧条件下，微生物会优先利用O 2 作为电 子受体，避免利用SO 4 2- 作为电子受体而产生硫化氢，同时水体和底。
11、泥里硫化亚铁等物质中 的S 2- 、Fe 2+ 被O 2 氧化为SO 4 2- 、Fe 3+ ，阻止了Fe 3+ 和SO 4 2- 的减少，降低了硫化亚铁含量，从而 进一步削减了黑臭来源。过氧化钙还可以通过促进硝化作用，降低水中氨氮含量。 0012 过氧碳酸钠：俗名过碳酸钠，化学式为2Na 2 CO 3 3H 2 O 2 ，分子量为314.02，白色结晶 或结晶性粉末。与过氧化钙性质类似，在水中可以缓慢释放氧气，增加溶解氧含量，提高氧 化还原电位，减少硫化物的产生，加快有机物的分解，促进硝化作用，降低水中氨氮含量。 0013 硝酸钙：俗称钙硝石，化学式为Ca(NO3) 2 ，分子量为164.0。
12、9，无色透明单斜晶体或 粉末。向水环境中投加硝酸钙可以通过反硝化作用去除水体和底泥中部分有机物。另外， 微生物会优先利用硝酸盐作为电子受体，避免利用SO 4 2- 作为电子受体而产生硫化氢，同时 水体和底泥里硫化亚铁等物质中的S 2- 、Fe 2+ 被O 2 氧化为SO 4 2- 、Fe 3+ ，阻止了Fe 3+ 和SO 4 2- 的 减少，降低了硫化亚铁含量，从而进一步削减了黑臭来源。 0014 本发明所提供的复合药剂产品为细小颗粒状，使用方便，均匀投至水环境中后能 快速沉到底部，分散均匀；成本低，效果好，药剂加入水体中能有效增加底部溶解氧，降低水 体中氨氮、硫化氢、硫化亚铁、有机物等的含量。
13、，抑制水体发黑变臭，改善水底生态环境。 具体实施方式 0015 下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。 0016 下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如 无特殊说明，均可从商业途径获得。 0017 实施例1、制备抑制水体黑臭的复合药剂及其处理水体的效果 0018 制备抑制水体黑臭的复合药剂： 0019 将沸石粉和硝酸钙按照质量比7030的比例混合均匀，通过机械成型制成粒径 为3-10mm的颗粒，即得所述复合药剂。 说 明 书CN 102398936 A CN 102398935 A 3/4页 5 0020 利用上述复合药剂处理水体： 002。
14、1 某城市滞留型河道，由于工业废水、生活污水等长期大量排入，水质恶化，水体黑 臭现象严重。选择河道中相邻的面积相等的两个区域，测其溶解氧浓度为0.41mg/L，分别用 铁皮围住，编号为1、2，其中1号为对照区域，2号为试验区域。在2号区域以0.8kg/m 2 的 用量投加该复合药剂。20天后2号区域溶解氧浓度升至1.03mg/L，水体黑臭现象消失，而 1号区域溶解氧浓度为0.17mg/L，水体黑臭现象明显。 0022 表1对照区域与投加区域监测指标比较 0023 0024 (表1中各指标的测定方法参照下述文献中的方法进行：水和废水监测分析方法 M.北京：中国环境科学出版社，2002.下同) 0。
15、025 实施例2、制备抑制水体黑臭的复合药剂及其处理水体的效果 0026 制备抑制水体黑臭的复合药剂： 0027 将沸石粉和过氧化钙按照质量比8020的比例混合均匀，通过机械成型制成粒 径为3-10mm的颗粒，即得所述复合药剂。 0028 利用上述复合药剂处理水体： 0029 某城市小型人工湖，采用污水处理厂出水作为部分供给水，水体基本无流动，溶解 氧浓度长期低于0.5mg/L，水体有明显黑臭现象。以1kg/m 2 的用量投加该复合药剂。10天 后，溶解氧浓度升至1.83mg/L，黑臭现象消失。 0030 表2投加前后监测指标比较 0031 0032 实施例3、制备抑制水体黑臭的复合药剂及其处。
16、理水体的效果 说 明 书CN 102398936 A CN 102398935 A 4/4页 6 0033 制备抑制水体黑臭的复合药剂： 0034 将沸石粉和过氧碳酸钠按照质量比9010的比例混合均匀，通过机械成型制成 粒径为3-10mm的颗粒，即得所述复合药剂。 0035 利用上述复合药剂处理水体： 0036 某城市小型自然景观湖，与该城区一纳污河道相通，水质差，溶解氧浓度长期低于 1mg/L，水体有黑臭现象。在截掉河道进水后，以1.2kg/m 2 的用量投加该复合药剂。10天后， 溶解氧浓度升至1.67mg/L，黑臭现象消失。 0037 表3投加前后监测指标比较 0038 说 明 书CN 102398936 A 。