[发明专利]一种利用复合矿物材料改良村镇沟渠底质净化水质的方法

说明书

本发明涉及村镇社区沟渠水质净化方法，具体来讲是一种利用改性沸石、改性膨润土和铁尾矿烧结陶粒复合材料改良沟渠底质，从而净化沟渠内水质的生态工程方法。向待处理村镇沟渠的沟底铺设厚度为5‑10cm复合基质；所述复合基质为改性沸石、改性膨润土和铁尾矿烧结陶粒按照体积百分比35‑45％:10‑15％:40‑55％复配。本发明将沸石、膨润土焙烧改性，可大幅度提高其介孔材料特性，增加活性位点，提升吸附容量，将改性后的沸石和膨润土与铁尾矿烧结陶粒进行复配，形成复合沟渠基质材料，可在改良沟渠底质的基础上，获得理想的水质净化效果。

技术领域

本发明涉及村镇社区沟渠水质净化方法，具体来讲是一种利用改性沸石、改性膨润土和铁尾矿烧结陶粒复合材料改良沟渠底质，从而净化沟渠内水质的生态工程方法。

背景技术

村镇社区排水系统通常以天然或人工沟渠作为主要运输载体，其主要功能是快速排水、疏导径流，通常并不承担景观和生态营造功能。村镇沟渠系统多为土质浅沟，水流速较慢甚至静止，特别是在枯水期，由于水文稳定，流速较低，水流态基本属于明渠定常流，并且相当多的位置呈现断流状态，形成若干相互分割独立的小型坑塘，水质恶化速度快。在丰水期，由于水力冲刷作用，沟渠堤岸水土流失严重，沟渠底质快速堆积，形成较深的淤泥层，进一步恶化水质。村镇沟渠系统往往还承担承接周边农田退水、畜禽养殖场和村办企业废水的功能，由于沟渠本身环境容量很小，自净化能力薄弱，因此水质常年不达标，远低于景观地表水的国家标准(GB18921-2002)。

为了强化村沟渠系统的水质净化能力，一些工程措施已经被应用到非常多的实际场景，并取得了一定的效果。其中，应用比较广泛的技术包括：(1)沟渠改型技术，(2)生态草沟技术，(3)植物浮床技术，(4)清淤技术，(5)自然跌水补氧技术。沟渠改型可通过改造沟渠过水断面的形状创造湍流水力形态，从而增加水体从空气中捕获氧气的能力，以提高溶解氧水平，达到强化有机污染物降解的目的。生态草沟是指通过在沟渠内种植具有拦截、净化功能的植物，利用植物同化、吸附、根际等联合作用，降低污染物浓度。植物浮床与植物草沟类似，不同之处在植物被种植在浮动载体上，应用场景可灵活控制。清淤是指定期挖掘沟区底部的淤积层，减少恶臭散发，避免底泥污染物的二次释放。自然跌水补氧是指通过设置拦截透水坝等自然过水设施，改变水流态，提高水体溶解氧浓度，有利于构建推动水质向健康方向发展的水生境。然而上述技术现也存在若干缺陷：首先，沟渠改型、生态草沟、植物浮床、自然跌水补氧等技术主要针对水体有机物和固体悬浮物发挥作用，对氮、磷等营养元素和重金属的去除效果不理想；其次，生态草沟、植物浮床具有季节性制约，低温期和枯水期无法实施，效果不连续；此外，清淤不能解决污染物随水体连续输入的问题。可见，如何构建适应全季水文特征、针对全部特征的可持续治理技术，仍需突破相关方法学瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于针对村镇沟渠水质净化功能薄弱、污染可持续阻控效率低的问题，提供一种利用改性沸石、改性膨润土和铁尾矿烧结陶粒复合材料改良沟渠底质，从而净化沟渠内水质的生态工程方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用复合矿物材料改良村镇沟渠底质净化水质的方法，向待处理村镇沟渠的沟底铺设厚度为5-10cm复合基质；所述复合基质为改性沸石、改性膨润土和铁尾矿烧结陶粒按照体积百分比35-45％:10-15％:40-55％复配。

所述改性沸石为

(1)将沸石破碎至-100目，取筛下沸石粉，用pH＝5.5-6.5的盐酸溶液浸泡2-5h脱铝，之后用自来水清洗12-24h，自然风干备用；

(2)将所述风干的沸石粉中均匀混入磷酸钙至体系内磷酸钙浓度为5-8％(wt％)，置于500-800℃真空马弗炉中焙烧8-12h，取出备；

(3)利用400-550℃水蒸气吹扫所述焙烧后的沸石粉20-30min，风干备用。

所述改性膨润土