一種基于吸附材料制備的生態混凝土，由骨料、固體添加劑和液體添加劑組成；其中：骨料的組成為：占骨料總質量70-80%的火山巖，占骨料總質量20-30%的陶粒或者碳黑；火山巖作為吸附材料，陶粒或者碳黑作為吸附分子；骨料、固體添加劑和液體添加劑的質量比為300:1-3:1-3。本發明專利技術利用上述生態混凝土進行水質凈化的方法，是將吸附材料、吸附分子和粘土混合后裝入布袋鋪設為底層，在布袋上鋪設生態混凝土，在生態混凝土上鋪設混有吸附材料的種植土并在種植土上種植有植物。本發明專利技術在相同的氣候環境、水流條件和污染物濃度的條件下，凈化后的出水中COD、TP、TN等指標顯著降低。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于吸附材料制備的生態混凝土。本專利技術還涉及一種利用上述生態混凝土進行水質凈化的方法。
技術介紹
隨著社會經濟的發展，各個產業對環境的破壞也日趨嚴重，尤其是對自然水體的污染與日俱增。造紙業、紡織業、化工業以及鋼鐵產業等排放的污水進入自然水體中，影響自然水體的自凈能力以及水中動植物的生長。我國最常見的水質問題為水體的富營養化，富營養化是由于水體中氮的濃度超過0.2～0.3mg/L，磷的濃度超過0.01mg/L，生化需氧量(COD)大于10mg/L造成的。此外我國許多流域的重金屬超標斷面的污染程度均為超V類。因此控制水體中的污染物的濃度和含量是一個不可忽視的問題。吸附作為一種治理污水的有效手段已被廣泛使用于污水處理的各個方面，如含汞污水的凈化常使用活性炭吸附劑對其進行處理，去除率可達80%以上；印染廢水的色度和SS含量都相對較高，使用吸附劑對其進行處理可有效降低色度、SS、COD等水質指標。傳統的石灰巖基生態混凝土具有抗壓強度高、孔隙率以及透水效果好等優點，但是由于其骨料不具備吸附性能，只依靠植物根系吸收部分污染物的效果并不明顯，因此對污水的去除效果不理想。采用具有吸附性能的火山巖代替傳統的石灰巖基為骨料，在保證生態混凝土原有優勢的基礎上，又增加其對污水的去除能力，拓展了生態混凝土的使用范圍，為混凝土的進一步發展提供了方向。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于吸附材料制備的生態混凝土。本專利技術的又一目的在于提供一種利用上述生態混凝土進行水質凈化的方法。為實現上述目的，本專利技術提供的基于吸附材料制備的生態混凝土，由骨料、固體添加劑和液體添加劑組成；其中：骨料的組成為：占骨料總質量70-80%（優選75%）的火山巖，占骨料總質量20-30%（優選25%）的陶粒或者碳黑；火山巖作為吸附材料，陶粒或者碳黑作為吸附分子；骨料、固體添加劑和液體添加劑的質量比為300:1-3:1-3。所述的基于吸附材料制備的生態混凝土，其中，火山巖的粒徑為30mm～50mm；陶粒的粒徑為7mm，碳黑的粒徑為5mm。所述的基于吸附材料制備的生態混凝土，其中，火山巖的質量占總質量的75%，陶粒或者碳黑的質量占總質量的25%。本專利技術提供的利用上述生態混凝土進行水質凈化的方法：將骨料和粘土混合后裝入布袋鋪設為底層，在布袋上鋪設生態混凝土，在生態混凝土上鋪設混有火山巖的種植土并在種植土上種植有植物。所述的方法，其中，骨料和粘土的體積比為1:5-8。所述的方法，其中，底層的厚度為10cm。所述的方法，其中，生態混凝土厚度為8cm。所述的方法，其中，種植的植物為高羊茅草種。本專利技術利用吸附材料對銅、鎘和鋅的高效去除作用，使用吸附材料替代石灰巖基的生態混凝土，為微生物的生長、活動及繁殖提供空間和場所。提高了其對水質凈化的效果，改善了植物生長狀況，同時還保持了生態混凝土自身的強度、透水性和透氣性。做到了集改善水體環境、凈化水體水質、并且防止水土流失為一體的方法及設備。具體地說，就是用具有吸附性質的火山巖以及陶粒或炭黑代替傳統的以石灰巖基為骨料的生態混凝土。由于吸附材料對水體中有機化合物、重金屬（銅、鉛、鋅、鎘等）、總氮和總磷等污染物有較好的吸附特性，因此引入吸附材料可增強該產品對水質的改善，此外較大的比表面積以及微孔結構還可為微生物群落的附著提供場所，并且促進植被的生長。達到傳統型生態混凝土功能的前提下，彌補了生態混凝土自身的不足，從而拓展了生態混凝土的應用范圍。本專利技術的有益效果在于與目前普遍使用的傳統生態混凝土相比，可以實現以下效果：1）基于吸附材料制備生態混凝土可有效降低化學需氧量（COD）、總磷（TP）、總氮（TN)、銅（Cu）、鋅（Zn）和鎘（Cd）。2）由于吸附劑具有大量微孔結構，具有大量的比表面積，可為微生物的生長、活動和繁殖提供空間和場所。3）微生物可分泌植物生長所需的營養元素，使植物長勢更好。附圖說明圖1是本專利技術用于凈化水質的裝置示意圖。圖2是原水和兩組實驗處理后的出水水質比較圖，其中：(a)是原水和兩組實驗處理后的出水水質中化學需氧量（COD）比較圖；(b)是原水和兩組實驗處理后的出水水質中總磷（TP）比較圖；(c)是原水和兩組實驗處理后的出水水質中總氮（TN)比較圖；(d)是原水和兩組實驗處理后的出水水質中銅（Cu）比較圖；(e)是原水和兩組實驗處理后的出水水質中鎘（Cd）比較圖；(f)是原水和兩組實驗處理后的出水水質中鋅（Zn）比較圖。附圖中符號說明：1出水口；2混有火山巖和陶粒的粘土裝入土工布袋鋪設的底層；3生態混凝土；4高羊茅；5擋板；6進水口；7種植土層。具體實施方式本專利技術是以火山巖為吸附材料，吸附材料的質量占總質量的75%，以陶粒或者碳黑作為吸附分子，吸附分子質量占總質量的25%。火山巖的粒徑約為30mm～50mm；吸附分子為陶粒的粒徑約為7mm左右，吸附分子為碳黑的粒徑為5mm左右。本專利技術用于水質凈化的裝置如圖1所示。將吸附材料、吸附分子和粘土混合后裝入布袋鋪設為底層2，該底層2鋪設在河道的堤壩上。在底層的布袋2上鋪設生態混凝土3，在生態混凝土3上鋪設混有吸附材料的種植土層7并在種植土層上種植植物4，本專利技術的植物可以是高羊茅。本發明采用具有吸附除污作用的火山巖替代石灰巖，利用火山巖多孔、比表面積大和具有良好吸附性的特點，用作生態混凝土骨料以及添加劑，并且能夠與生態混凝土中的其他種類添加劑很好的結合，不堵塞吸附材料中的微孔結構，增強其對污水的凈化能力，可有效地去除污水中污染物的特性和生態混凝土可保持水土以及消波消峰的作用。本專利技術的生態混凝土的制備方法，是將粒徑約為30mm～50mm的火山巖作為吸附材料，粒徑約為7mm左右的陶粒（或粒徑為5mm左右的碳黑）作為吸附分子，按質量比吸附材料70-80%:吸附分子20-30%混均形成生態混凝土的骨料，再在骨料中添加固體添加劑（主要成分為硅粉）和液體添加劑（主要成分為聚羧酸鹽），骨料、固體添加劑和液體添加劑的質量比為300:1:1。本專利技術的固體添加劑和液體添加劑，其具體成分及制備方法可按照中國專利ZL?2012?1?0068259.0實施。實施例采用圖1所示的裝置，在堤壩上部設置進水口6和擋板5，堤壩的底部設置出水口1。將原水自進水口6傾入，并沿斜面流至出水口1。由于本實施例本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于吸附材料制備的生態混凝土，由骨料、固體添加劑和液體添加劑組成；其中：骨料的組成為：占骨料總質量70?80%的火山巖，占骨料總質量20?30%的陶粒或者碳黑；火山巖作為吸附材料，陶粒或者碳黑作為吸附分子；骨料、固體添加劑和液體添加劑的質量比為300:1?3:1?3。
【技術特征摘要】
1.一種基于吸附材料制備的生態混凝土，由骨料、固體添加劑和液
體添加劑組成；其中：
骨料的組成為：占骨料總質量70-80%的火山巖，占骨料總質量20-30%
的陶粒或者碳黑；火山巖作為吸附材料，陶粒或者碳黑作為吸附分子；
骨料、固體添加劑和液體添加劑的質量比為300:1-3:1-3。
2.根據權利要求1所述的基于吸附材料制備的生態混凝土，其中，
火山巖的粒徑為30mm～50mm；陶粒的粒徑為7mm，碳黑的粒徑為5mm。
3.根據權利要求1所述的基于吸附材料制備的生態混凝土，其中，
火山巖的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁冬海，何連生，崔駿，卞立波，李俊奇，
申請(專利權)人：北京建筑大學，中國環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11
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