[发明专利]一种原位修复复合材料及受污染底泥原位治理与修复方法

权利要求书

1.一种原位修复复合材料，其特征在于：包括修复药剂和固定化复合微生物材料，

其中，所述修复药剂通过使含氧阴离子盐掺杂在硅酸盐在酸性条件下聚合形成的聚合硅酸中，然后加入水泥固化形成所述修复药剂；其中，控制所述的含氧阴离子与所述的硅酸盐的投料摩尔比为1:2~10:1，所述的水泥的投加质量为所述的含氧阴离子和所述的硅酸盐的质量之和的0.5~10倍；

所述固定化复合微生物材料包括包覆材料、硝酸钙、复合微生物菌剂以及吸附材料，所述的复合微生物菌剂为任意两类微生物的菌落总数比为1:2~2:1的反硝化古生菌、反硝化细菌、反硝化真菌、氨氧化细菌的混合物；

所述的修复药剂的制备方法包括依次进行的如下步骤：

（1）配制硅酸盐溶液；

（2）在搅拌条件下向所述的硅酸盐溶液中加入酸溶液；

（3）当反应体系的pH值为3~4.5时，在搅拌条件下加入所述的含氧阴离子盐；

（4）在搅拌条件下继续加入酸溶液至反应体系的pH为2.2~2.6，反应60~120min；

（5）在搅拌条件下往反应体系中加入水泥；

（6）在搅拌条件下继续反应120-240 min；

（7）将获得的反应物在60~80 ℃下干燥24~48 h得到所述的修复药剂。

2.根据权利要求1所述的原位修复复合材料，其特征在于：所述的硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾，所述的硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度为1~5 mol/L；所述的含氧阴离子盐为硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、亚氯酸盐、高锰酸盐、高铁酸盐中的一种或一种以上的混合物；当所述的含氧阴离子盐为混合物时，任意两种盐之间的摩尔比为1:3~3:1。

3.根据权利要求1所述的原位修复复合材料，其特征在于：所述的硅酸盐溶液中还加入有聚丙烯酰胺，其中，所述的聚丙烯酰胺的质量为所述的硅酸盐质量的0.1%~0.5%。

4.根据权利要求1所述的原位修复复合材料，其特征在于：所述的搅拌条件通过磁力搅拌器或机械搅拌机得以实现；

当采用磁力搅拌器时，控制步骤（2）、步骤（3）和步骤（5）的磁子转速在300 rpm以上，控制步骤（4）和步骤（6）的磁子转速在50~150 rpm；

当采用机械搅拌机时，控制步骤（2）、步骤（3）和步骤（5）的搅拌桨转速在150 rpm以上，控制步骤（4）和步骤（6）的搅拌桨转速在20~120 rpm。

5.根据权利要求1所述的原位修复复合材料，其特征在于：所述的包覆材料包括前体和交联剂，所述的硝酸钙的投料质量为所述的前体投料质量的10%~25%，所述的复合微生物菌剂的投料质量为所述的前体投料质量的20%~40%，所述的吸附材料与所述的前体的投料质量比为100:2~10；所述的前体为任意两者的投料质量比为1:2~3:1的聚乙烯醇、海藻酸钠、聚乙二醇的组合，所述的交联剂为硼酸钠；所述的硼酸钠与所述的硝酸钙的投料摩尔比为0.2~0.4:1；所述的吸附材料为任意两者的投料质量比为1：2 ~ 2：1的粉末活性炭、硅藻土和高岭土的组合。

6.根据权利要求1或5所述的原位修复复合材料，其特征在于：所述的固定化复合微生物材料的制备方法包括如下步骤：

（1）在搅拌条件下，将前体在60～100℃下溶解在水中，控制所述的前体与水的投料质量比为2~10：100；

（2）滴加浓度为4~6 mmol/L的硝酸钙溶液；

（3）滴加浓度为2~3 mmol/L的硼酸钠溶液；滴加所述的硼酸钠溶液的过程中调节pH，使得反应过程中pH变化幅度在±1之间；冷却至20～40℃；

（4）在搅拌条件下加入所述的复合微生物菌剂，搅拌混匀；

（5）在搅拌条件下加入所述的吸附材料；

（6）将获得的浊液干燥得到所述的固定化复合微生物材料。