一种湖库底泥资源化利用的方法
阅读说明：本技术 一种湖库底泥资源化利用的方法 (Method for resource utilization of lake and reservoir sediment ) 是由 刘革 卢姣姣 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本申请涉及泥土资源再利用的技术领域,具体公开了一种湖库底泥资源化利用的方法。所述方法包括以下步骤：将湖库底泥干燥脱水,粉碎过筛后,加入木质纤维和去离子水,持续研磨混合,过滤干燥得到处理粉末；将处理粉末加入惰性溶剂中后,加入重金属离子捕捉剂后,搅拌使处理粉末均匀分散在惰性溶剂中,静置自然沉降后,得下层固形物；将固形物用无水乙醇洗涤后,干燥过筛后,与活性炭混合炒制后过筛,得到改良粉末；将改良粉末与去离子水混合,得到改良泥；在改良泥中加入麦秆、淘米水和有益菌混合后无氧发酵,得到种植土。本申请具有提高对湖库底泥资源化利用的能力。(The application relates to the technical field of soil resource recycling, and particularly discloses a method for recycling lake and reservoir bottom mud. The method comprises the following steps: drying and dehydrating the lake and reservoir sediment, crushing and sieving the sediment, adding wood fiber and deionized water, continuously grinding and mixing the mixture, filtering and drying the mixture to obtain treated powder; adding the treated powder into an inert solvent, adding a heavy metal ion capture agent, stirring to uniformly disperse the treated powder in the inert solvent, standing and naturally settling to obtain a lower-layer solid matter; washing the solid with anhydrous ethanol, drying, sieving, mixing with active carbon, parching, and sieving to obtain improved powder; mixing the modified powder with deionized water to obtain modified mud; and adding wheat straws, rice washing water and beneficial bacteria into the improved mud, mixing, and performing anaerobic fermentation to obtain the planting soil. The method has the capability of improving the resource utilization of the lake and reservoir sediment.)
技术领域
本申请涉及泥土资源再利用的技术领域，更具体地说，它涉及一种湖库底泥资源化利用的方法。
背景技术
近年来，随着工业的快速发展，河道、湖泊等水体发生严重污染，污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷等途径进入水体，其中大量难降解污染物质在水体底泥中积累并逐渐富集。
清淤是解决水体内源污染、疏通航道的有效措施，但是清淤产生的大量底泥如果处置不当，将会对生态系统产生巨大的破坏。清淤底泥通常作为固体废物堆放在贮泥场，这样不但占用大量场地，而且易产生二次环境污染。因此，清淤底泥的资源化利用已成为制约清淤工程及黑臭水体修复的瓶颈。
发明内容
为了提高对湖库底泥资源化利用的能力，本申请提供一种湖库底泥资源化利用的方法。
本申请提供的一种湖库底泥资源化利用的方法，采用如下的技术方案：
一种湖库底泥资源化利用的方法，包括以下步骤：
S1、将湖库底泥干燥脱水后，粉碎过100目筛网后，得到底泥粉末；在底泥粉末中加入木质纤维和去离子水后，置于150-160℃，3-3.5个大气压的氮气环境中，对底泥粉末和木质纤维持续研磨混合1-1.5h后，过滤干燥得到处理粉末；
S2、将处理粉末加入惰性溶剂中后，加入重金属离子捕捉剂后，搅拌使处理粉末均匀分散在惰性溶剂中，并置于80-90℃环境中反应1-1.2h后，静置自然沉降后，得下层固形物；其中处理粉末与重金属离子捕捉剂的重量份数比为1：(0.02-0.024)；
S3、将固形物用无水乙醇洗涤后，干燥过100目筛网后，与50-70目的活性炭粉末混合后，在130-150℃，1个标准大气压的环境中炒制1-1.5h后，过100目筛网，得到改良粉末；
S4、将改良粉末与去离子水混合后，得到改良泥；在改良泥中加入麦秆、淘米水和有益菌混合后，置于35-40℃的无氧环境中发酵15-20d后，得到种植土；其中，改良泥和麦秆的重量份数比为1：(0.2-0.3)，改良泥与淘米水的体积比为1：(0.2-0.25)。
通过采用上述技术方案，在S1中，将湖库底泥干燥后研磨过筛，出去湖库底泥中的大颗粒物质，加入木质纤维和去离子水，并在高温无氧环境中研磨，木质纤维在高温环境中发生炭化，得到生物炭，与高温环境协同对湖库底泥进行消毒杀菌；在S2中，将处理粉末加入惰性溶剂中，处理粉末不发生反应，且加入重金属离子捕捉剂后，处理粉末和重金属离子捕捉剂均匀分散在惰性溶剂中，便于重金属离子捕捉剂对重金属离子进行反应并得到重金属离子络合物沉淀，静置沉降后，在S3中，加入活性炭粉末，在高温环境中炒制，活性炭粉末的多孔性能够吸附S2中得到的络合物沉淀，进而过筛网后，对重金属离子进行分离；在S4中，将改良粉末和去离子水混合后得到改良泥，在改良泥中加入麦秆、淘米水和有益菌，置于无氧环境中进行发酵，有益菌对麦秆和淘米水进行分解，从而提高改良泥的肥力，且麦秆具有高纤维结构，淘米水含有淀粉，均可以对改良泥起到粘合作用，便于种植土的成型，降低了种植土的砂性。
优选的，所述S1中，木质纤维为松木屑。
优选的，所述S1中，底泥粉末与木质纤维的重量分数混合比为1：(0.4-0.5)。
优选的，所述S2中，同时加入重金属离子捕捉剂和聚乙二醇，且处理粉末、重金属离子捕捉剂和聚乙二醇的重量份数比为1：(0.02-0.024)：(0.01-0.02)。
通过采用上述技术方案，聚乙二醇能够提高处理粉末表面活性，进而促进重金属离子捕捉剂和处理粉末的接触，从而对重金属离子捕捉剂和金属离子的反应起到促进作用，提高了对金属离子进行沉淀的能力。
优选的，所述重金属离子捕捉剂为TMT-15和TMT-18D的组合物，且所述TMT-15和TMT-18D的重量分数混合比为1：1。
优选的，所述S2中，惰性溶剂为甲醇。
优选的，所述S4中，发酵环境为无氧遮光环境。
优选的，所述S4中，有益菌为酵母菌和芽孢菌的组合物。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中将处理粉末先加入惰性溶剂中，再加入重金属离子捕捉剂，进而搅拌分散后，处理粉末均匀分散在惰性溶剂中，能够与重金属离子捕捉剂充分接触，提高了重金属离子捕捉剂对重金属离子的处理能力。
2、本申请中将固形物与活性炭粉末混合炒制，高温提高了活性炭的活性，且活性炭粉末与固形物充分接触，将金属离子沉淀吸附在活性炭粉末上，进而过筛滤除后，对金属离子起到去除作用。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
本实施例1中一种湖库底泥资源化利用的方法，包括以下步骤：
S1、将湖库底泥干燥脱水后，粉碎过100目筛网后，得到底泥粉末；在底泥粉末中加入松木屑和去离子水后，置于150℃，3.5个大气压的氮气环境中，对底泥粉末和木质纤维持续研磨混合1.5h后，过滤干燥得到处理粉末；其中，底泥粉末和松木屑的重量份数混合比为1：0.4；
S2、将处理粉末加入甲醇中后，加入重金属离子捕捉剂后，搅拌使处理粉末均匀分散在甲醇中，并置于90℃环境中反应1.2h后，静置自然沉降后，得下层固形物；其中，处理粉末与重金属离子捕捉剂的重量份数比为1：0.02，且重金属离子捕捉剂为TMT-15和TMT-18D的1：1组合物；
S3、将固形物用无水乙醇洗涤后，干燥过100目筛网后，与50-70目的活性炭粉末混合后，在130℃，1个标准大气压的环境中炒制1.5h后，过100目筛网，得到改良粉末；
S4、将改良粉末与去离子水混合后，得到改良泥；在改良泥中加入麦秆、淘米水和有益菌混合后，置于35℃的无氧遮光环境中发酵20d后，得到种植土；其中，改良泥和麦秆的重量份数比为1：0.2，改良泥与淘米水的体积比为1：0.2；有益菌为酵母菌和芽孢菌的组合物。
实施例2
本实施例2中一种湖库底泥资源化利用的方法，包括以下步骤：
S1、将湖库底泥干燥脱水后，粉碎过100目筛网后，得到底泥粉末；在底泥粉末中加入松木屑和去离子水后，置于160℃，3个大气压的氮气环境中，对底泥粉末和木质纤维持续研磨混合1h后，过滤干燥得到处理粉末；其中，底泥粉末和松木屑的重量份数混合比为1：0.5；
S2、将处理粉末加入甲醇中后，加入重金属离子捕捉剂后，搅拌使处理粉末均匀分散在甲醇中，并置于80℃环境中反应1h后，静置自然沉降后，得下层固形物；其中，处理粉末与重金属离子捕捉剂的重量份数比为1：0.024，且重金属离子捕捉剂为TMT-15和TMT-18D的1：1组合物；
S3、将固形物用无水乙醇洗涤后，干燥过100目筛网后，与50-70目的活性炭粉末混合后，在150℃，1个标准大气压的环境中炒制1h后，过100目筛网，得到改良粉末；
S4、将改良粉末与去离子水混合后，得到改良泥；在改良泥中加入麦秆、淘米水和有益菌混合后，置于40℃的无氧遮光环境中发酵15d后，得到种植土；其中，改良泥和麦秆的重量份数比为1：0.3，改良泥与淘米水的体积比为1：0.25；有益菌为酵母菌和芽孢菌的组合物。
实施例3
本实施例3中一种湖库底泥资源化利用的方法，包括以下步骤：
S1、将湖库底泥干燥脱水后，粉碎过100目筛网后，得到底泥粉末；在底泥粉末中加入松木屑和去离子水后，置于160℃，3个大气压的氮气环境中，对底泥粉末和木质纤维持续研磨混合1h后，过滤干燥得到处理粉末；其中，底泥粉末和松木屑的重量份数混合比为1：0.5；
S2、将处理粉末加入甲醇中后，同时加入重金属离子捕捉剂和聚乙二醇6000后，搅拌使处理粉末均匀分散在甲醇中，并置于80℃环境中反应1h后，静置自然沉降后，得下层固形物；其中，处理粉末、重金属离子捕捉剂和聚乙二醇6000的重量份数比为1：0.02：0.01，且重金属离子捕捉剂为TMT-15和TMT-18D的1：1组合物；
S3、将固形物用无水乙醇洗涤后，干燥过100目筛网后，与50-70目的活性炭粉末混合后，在150℃，1个标准大气压的环境中炒制1h后，过100目筛网，得到改良粉末；
S4、将改良粉末与去离子水混合后，得到改良泥；在改良泥中加入麦秆、淘米水和有益菌混合后，置于40℃的无氧遮光环境中发酵15d后，得到种植土；其中，改良泥和麦秆的重量份数比为1：0.3，改良泥与淘米水的体积比为1：0.25；有益菌为酵母菌和芽孢菌的组合物。
实施例4
本实施例4中一种湖库底泥资源化利用的方法，包括以下步骤：
S1、将湖库底泥干燥脱水后，粉碎过100目筛网后，得到底泥粉末；在底泥粉末中加入松木屑和去离子水后，置于160℃，3个大气压的氮气环境中，对底泥粉末和木质纤维持续研磨混合1h后，过滤干燥得到处理粉末；其中，底泥粉末和松木屑的重量份数混合比为1：0.5；
S2、将处理粉末加入甲醇中后，同时加入重金属离子捕捉剂和聚乙二醇6000后，搅拌使处理粉末均匀分散在甲醇中，并置于80℃环境中反应1h后，静置自然沉降后，得下层固形物；其中，处理粉末、重金属离子捕捉剂和聚乙二醇6000的重量份数比为1：0.024：0.02，且重金属离子捕捉剂为TMT-15和TMT-18D的1：1组合物；
S3、将固形物用无水乙醇洗涤后，干燥过100目筛网后，与50-70目的活性炭粉末混合后，在150℃，1个标准大气压的环境中炒制1h后，过100目筛网，得到改良粉末；
S4、将改良粉末与去离子水混合后，得到改良泥；在改良泥中加入麦秆、淘米水和有益菌混合后，置于40℃的无氧遮光环境中发酵15d后，得到种植土；其中，改良泥和麦秆的重量份数比为1：0.3，改良泥与淘米水的体积比为1：0.25；有益菌为酵母菌和芽孢菌的组合物。
对比例
对比例1
本对比例1与实施例1的不同之处在于，本对比例1中一种湖库底泥资源化利用的方法，步骤S2为，将处理粉末与重金属离子捕捉剂混合后，置于90℃环境中反应1.2h后，静置自然沉降后，得下层固形物；其中，处理粉末与重金属离子捕捉剂的重量份数比为1：0.02，且重金属离子捕捉剂为TMT-15和TMT-18D的1：1组合物。
性能检测试验
检测方法
使用同一处捞出的湖库底泥搅拌混合后，平均分配成五份，分别进行实施例1-4和对比例1中的资源化利用方法，使用型号为TPJS-B型的土壤重金属检测仪对混合后的湖库底泥中的Cu、Cr、Hg和As四种金属离子含量进行检测，其检测结果如表1所示。
使用型号为TPJS-B型的土壤重金属检测仪对实施例1-4和对比例1中制备种植土中的Cu、Cr、Hg和As四种金属离子含量进行检测，其检测结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1中制备的种植土，分别压制成10个1分米的立方体，用于种植黑麦草，选用500枚饱满的黑麦草种子，使用30℃温水浸泡5h后，每块种植土上均匀种上10枚黑麦草种子，控制种植温度15-25℃，查看5d后发芽率，15d后生长高度，其检测结果如表2所示。
表1实施例1-4和对比例1中重金属离子检测
表2实施例1-4和对比例1制备的种植土种植黑麦草的结果
5d后发芽率/％
15d后平均生长高度/cm
实施例1
98
6.43
实施例2
97
6.48
实施例3
99
6.44
实施例4
98
6.47
对比例1
67
3.15
参照实施例1-4和对比例1，并结合表1可以看出，本申请的方法能够降低湖库底泥中重金属离子的含量。
参照实施例1-4和对比例1，并结合表2可以看出，由于实施例1-4制备的种植土重金属含量相对较低，有利于黑麦草的发芽和生长。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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