專利名稱：天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理治理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理治理方法
背景技術(shù)：
沸石為沸石族非金屬礦物的總稱，包括一系列含水的鈣、鈉以及鋇、鉀的鋁硅酸鹽 礦物。因成分不同分為沸石Na[AlSi2].H20、鈣沸石Ca[Al2Si301Q].H20等多達(dá)36個(gè)品種的礦 物體，其含水量與外界溫度 及水蒸氣的壓力有關(guān)，加熱時(shí)或者經(jīng)陽光照射以及干燥空氣的 風(fēng)干作用時(shí)，其水分可徐徐逸出，但無論在任何溫度和自然作用下，并不破壞其結(jié)晶結(jié)構(gòu)。 一般呈淺色，玻璃光澤，硬度3-5. 5，比重1. 9-2. 4cm3，沸石用作“分子篩”，可以吸附或過濾 其他物質(zhì)的分子。分子篩是泛指具有均一微孔而能選擇性地吸附直徑小于其孔徑的分子的 吸附劑。如沸石分子篩，系結(jié)晶的硅鋁酸鹽。有A型、X型、Y型等型號(hào)，孔徑在3 —10人
之間。廣泛應(yīng)用于干燥、分離等。理論上和實(shí)踐上充分證明人工和自然干燥下的沸石礦原 生天然礦體實(shí)際上是一種比蜂巢結(jié)構(gòu)還要復(fù)雜得多的晶體多微孔體，在一立方微米的體積 中，可擁有數(shù)以十萬計(jì)大小不等的空間。有關(guān)專家稱如果把一立方微米體積的沸石礦礦物 體比作一個(gè)大旅館的話，它擁有數(shù)以十萬計(jì)的大小不同房間，適合以分子為身份的大小高 矮胖瘦的分子團(tuán)居住。沸石對湖泊河流水庫水體中的氮、磷、砷、苯、銅、鉛、鎘、鎳、鉬等元素和金屬微粒 吸附作用具有特別實(shí)用的功效。沸石礦原礦無論是塊礦、顆粒、粉末本身就都具有吸附和凈 化及處理污水的能力。各科研機(jī)構(gòu)和學(xué)者及我們通過大量實(shí)驗(yàn)證明上述功能，鑒于各種實(shí)驗(yàn)方法、水質(zhì)、 手段的差異性，其參數(shù)雖有一定差別，但沸石用于處理污水，保障工農(nóng)業(yè)用水和居民生活用 水具有簡單、經(jīng)濟(jì)、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因而天然沸石直接吸附施工方便易于推廣應(yīng)用。砷 是嚴(yán)重危害人體健康的毒性物質(zhì)，通過沸石過濾砷的去除率達(dá)到50%以上，其中斜發(fā)沸石 34. 93%，元沸石 34. 90%。九十年代后期全球污水處理表現(xiàn)消費(fèi)量以平均6%的速度增長，我國由于諸多因 素增長率達(dá)到17. 78%，是世界平均增長率的2. 9倍。水污染處理無外乎化學(xué)處理、物理處理、生物處理等處理方法。以生物處理為例 人工濕地其凈化處理功效舉世公認(rèn)，但其存在著投資大、占地面積龐大、受較大水流量制約 以及北方冬季和早春冰凍天氣影響不能運(yùn)行，其生物體死亡腐化后維護(hù)成本高等因素影響 制約了其推廣運(yùn)用。物理治理克服了上述幾種處理方法的缺點(diǎn)，其具備治理成本相對較低，易于施工， 節(jié)約土地資源，而且見效快省時(shí)省力省投資，就中國國情而言，不受地理、環(huán)境、氣候條件的 影響，特別是針對大中小型湖泊、河流、水庫而言，其經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、適用性、成效性更體現(xiàn) 其優(yōu)良的治理功能。采用天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理治理方法經(jīng)過一定時(shí)間的 吸附作用后，其飽和程度達(dá)到一定指標(biāo)后，更換下來的天然沸石除少量含砷等危害人體健康元素必須送相關(guān)化工部門提取為工業(yè)原料外，其余含氮、磷和和少量金屬微粒的天然沸 石可二次利用，經(jīng)粉碎設(shè)備粉碎成顆粒狀后施于田間作為肥料使用，而天然沸石本身還具 備改良土壤結(jié)構(gòu)的功效。我國地域廣大，非金屬礦產(chǎn)豐富，自上世紀(jì)七十年代我國浙江省縉云地區(qū)首次發(fā) 現(xiàn)大型天然沸石礦體后，先后在國內(nèi)發(fā)現(xiàn)多達(dá)幾十個(gè)品種的天然沸石礦體，其蘊(yùn)藏量高達(dá) 數(shù)以億噸計(jì)，我省文山州硯山縣及其周圍地區(qū)初步探明具有開采利用價(jià)值的天然沸石礦體 達(dá)17億噸，是西南地區(qū)規(guī)模最大的沸石礦體。該地區(qū)礦層淺易開采，其開采初級(jí)價(jià)格接近 甚至低于砂料。由于該地區(qū)地處中越邊界少數(shù)民族繁居區(qū)，經(jīng)濟(jì)水平相對滯后，多年來天然 沸石礦的開發(fā)利用僅僅局限于水泥、飼料級(jí)添加劑及其他少數(shù)用途，實(shí)際開采利用量與其 巨大的蘊(yùn)藏儲(chǔ)量形成反差。充分發(fā)揮天然沸石礦獨(dú)特的吸附、凈化功效并綜合利用現(xiàn)有儲(chǔ)量礦產(chǎn)，用于湖泊 河流水庫污染元素的物理化治理，不僅能在治污方面取得明顯有效成就，還可以為當(dāng)?shù)孛?眾發(fā)展礦產(chǎn)業(yè)綜合利用礦產(chǎn)提供用量最大，并能二次利用有效改良土壤的一條途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在于提供一種天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理 治理方法本發(fā)明所述的天然沸石直接吸附，指從沸石礦礦體上剝離下來的塊礦、顆粒狀、粉 末狀天然沸石礦，無須進(jìn)行使用前的前期處理，例如選礦、清洗工作，直接裝入使用用途不 同的器具內(nèi)，放入污染水體中直接吸附。(如圖1所示)本發(fā)明所述的天然沸石直接吸附，指從沸石礦礦體上剝離下來的塊礦、顆粒狀、粉 末狀天然沸石礦滲入一定數(shù)量的粘合物擠壓成各種不同形狀的成形體，按照規(guī)則或不規(guī)則 的排列組合方式放入污染水體之中直接吸附。(如圖2所示)本發(fā)明所述的天然沸石直接吸附的沸石礦可以直接在動(dòng)態(tài)流動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)下和 結(jié)冰層下污染水體之中直接吸附。上述方法所使用的天然沸石直接吸附沸石礦可以是固定于水體中，也可以是不固 定于水體中。壓制成型的天然沸石成型物也可以作為類似砌墻材料湖泊圍埂、江河河墻、 水庫庫壩表面防沖層使用。也可以用于流量和水量不計(jì)算的支流溝渠作為砌溝渠的材料。 (如圖3所示)


圖1是本發(fā)明湖泊直接吸附示意中1-湖提、2-裝天然沸石的器具、3-塊狀天然沸石、4-湖水表面圖2是本發(fā)明擠壓成型規(guī)則或不規(guī)則河流直接吸附示意中1-河流提埂、2-裝天然沸石的器具圖3是本發(fā)明支流溝渠直接吸附示意中1_溝渠提埂、2-砌溝渠的天然沸石擠壓成型物
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 湖泊面積較大，湖水容量數(shù)以億立方米計(jì)，而且湖泊污染通常由鄰湖人口密集區(qū) 入湖口污染水質(zhì)構(gòu)成環(huán)湖污染帶，所產(chǎn)生的藍(lán)藻密集地逐年向湖心擴(kuò)散。針對湖泊特性，本 發(fā)明采用圍住點(diǎn)污染采用大噸位環(huán)湖污染帶天然沸石直接吸附，裝有天然沸石的大中型器 具常年在污染帶湖水中浸泡，通過湖水的涌動(dòng)和水位高低變動(dòng)來達(dá)到動(dòng)靜態(tài)結(jié)合的吸附。 在一定時(shí)間內(nèi)天然沸石吸附飽和到一定程度，更換新的天然沸石后，更換下來的天然沸石 除含砷等有害元素外，其余風(fēng)干后經(jīng)粉碎設(shè)備粉碎后作為含氮、磷等諸元素的肥料還田二 次利用，并且有改良土壤結(jié)構(gòu)和固定氮、磷等元素的作用。實(shí)施例2河流水以一定的流速成動(dòng)態(tài)狀，對于河流污染水體治理采用固定式棚欄擋堵結(jié)構(gòu) 形式，充分保障河流流水在提高流速的前提下，加速的水流借助沖力能顯著提高天然沸石 的吸附能力。實(shí)施例3面源污染是湖泊、河流、水庫主要污染的來源，截?cái)嗌狭魑廴驹词强刂坪?、河流?水庫污染的重要手段。采用天然沸石顆粒、粉末添加粘接劑擠壓成型，用這些成型型材改造 湖泊、河流、水庫支流干流溝渠，吸附農(nóng)田使用殘余氮、磷、苯及少量金屬元素，為流域區(qū)域 面源污染控制截?cái)嗌狭魑廴驹幢Ｕ舷掠嗡|(zhì)安全，同時(shí)也減少農(nóng)田氮、磷元素的使用量，既 保護(hù)了環(huán)境又為農(nóng)田保肥增收作出重大貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
一種天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理治污方法，其特征在于天然沸石直接使用無需任何前期化學(xué)處理和選礦及水處理。
2.一種天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理治污方法，其特征在于天然沸 石可以是塊狀和顆粒狀及其粉末。
3.一種天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理治污方法，其特征在于天然沸 石可以是其顆粒狀及其粉末的壓制成型物。
4.一種天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理治污方法，其特征在于天然沸 石顆粒和粉末的壓制成型物可用于湖泊、河流、水庫、農(nóng)田支流、干流的砌材物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種天然沸石直接吸附湖泊河流水庫污染元素的物理治理方法。采用天然沸石塊狀、顆粒、粉末及其顆粒、粉末的擠壓成型物直接投放于污染水體之中，直接吸附污染水體中的氮、磷、苯、砷和其他金屬元素。天然沸石具備吸附污染元素的吸附能力，通常稱為“分子篩”，其本身不含任何污染元素，通過裝天然沸石塊狀物、顆粒、粉末以及其擠壓成型物的器具和裝置，最大程度的使天然沸石表面與污染水域吸附表比面積最大化，其表比面積越大效果越顯著。本發(fā)明方法簡便極易推廣，是治理湖泊、河流、水庫污染源和上游區(qū)域污染源較行之有效的方法。
文檔編號(hào)C02F1/28GK101830534SQ20091016800
公開日2010年9月15日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者劉丹, 劉敏章, 張玉明 申請人:張玉明;劉丹;劉敏章