本發明涉及廢水預處理技術，具體地指一種小流域黑臭水體修復方法。
背景技術：
黑臭水體是水體污染的一種極端現象，目前，水體黑臭已成為我國城市水環境中普遍存在的問題之一。黑臭水體問題主要由水體中藻類和細菌的新陳代謝以及人類向水體中過度排放污染物引起的。近年來，隨著我國經濟的快速發展，城市規模的日益膨脹，環境基礎設施日漸不足，污水排放量不斷增加，大量污染物入河，水體中化學需氧量(cod)、氮、磷、硫等污染物濃度超標，河流水體污染嚴重，水體出現季節性或終年黑臭。近些年，由于水體黑臭造成的水源地污染事件，給居民生活生產等產生非常嚴重的影響。因此，治理水體黑臭問題，特別是面對水體“黑臭”等污染的突發事件時，尋求快速、便捷的治理與應對措施，有著非常重要的現實意義。
水體致黑原因主要以下兩種，一種是以固態形式或吸附于懸浮顆粒上的形式存在于水體中的不溶性物質，水體發黑與懸浮顆粒有直接聯系，懸浮顆粒中的致黑物質主要是腐殖酸和富里酸，同時腐殖酸和富里酸可吸附絡合fe、mn和s的化合物成為主要致黑化合物，因此懸浮顆粒對水體致黑起到主導作用；另一種是溶于水的帶色腐殖質類有機化合物。從元素形態組成方面來看致黑物質，其主要是fe、s及其化合物fes。
根據不同產臭途徑和致臭物質，致臭機理大致分為以下三種：1)h2s、nh3等小分子氣體。當水體遭受嚴重有機物污染時，有機物好氧分解使得水體中耗氧速率﹥復氧速率，造成水體缺氧。在缺氧水體中，產臭過程會與致黑同步，有機物厭氧分解產生甲烷、硫化氫、氨等具有異味易揮發的小分子化合物溢出水面進入大氣，因而散發出臭味；2)硫醚類化合物。相關研究對腐殖物質的分析，從含腐殖酸、富里酸的酸水解產物中得到的近20種氨基酸和大量游離氨，這些氨基酸在水體中以脫氨基作用、脫羧酸作用以及某些細菌，如：變形桿菌，分解含硫氨基酸，在產生大量的游離氨臭氣的同時，也產生大量具有相當臭味的硫醚類化合物等導致水體發臭；3)當水體處于厭氧狀態或營養鹽相對較高時，水體中存在大量放線菌、藻類和真菌，其新陳代謝過程中會分泌多種醇類異臭物質。
目前，黑臭水體中致黑致臭污染物的去除通常采用化學處理方法，其主要包括強化絮凝、化學氧化和化學沉淀等，所使用的化學藥劑主要有鐵鹽和鋁鹽等混凝劑、雙氧水等氧化劑和生石灰等沉淀劑，目的在于去除水中致黑致臭污染物，提高水體透明度。但是，前述化學處理方法存在以下問題：1)化學處理所采用的化學藥劑會對環境造成二次污染，而且是否會改變生態環境，并對生物生長造成不利影響等都需進一步研究；2)許多化學處理方法用于去除黑臭水體中致黑致臭污染物時，短期效果好，但黑臭易反彈，造成處理費用高昂，難以長期持續應用。
技術實現要素：
本發明的目的就是要提供一種小流域黑臭水體修復方法，該方法能有效降低黑臭水體中的致黑致臭污染物，不產生二次污染，且成本低廉。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種小流域黑臭水體修復方法，包括以下步驟：
1)取硅藻土、鋼渣及凹凸棒土分別進行改性處理，得到改性硅藻土、改性鋼渣及改性凹凸棒土；
2)將所述改性硅藻土、所述改性鋼渣及所述改性凹凸棒土按6～12∶2∶2～5的重量比例混合均勻后進行造粒，得復合吸附材料；
3)將所述復合吸附材料加入黑臭水體中吸附去除黑臭水體中的致黑致臭污染物，所述復合吸附材料的投加量為5～15g/l。
進一步地，所述步驟1)中，硅藻土改性處理包括以下步驟：
a.將硅藻土烘干，磨細后過篩，去除大顆粒雜質；
b.將經步驟a處理后的硅藻土用質量濃度為10～30％的硫酸浸泡22～26h，然后在80～90℃溫度下水浴55～65min；
c.將經步驟b處理后的硅藻土過濾后洗滌至中性并烘干，進一步磨碎后過篩；
d.在經步驟c處理后的硅藻土中加入質量濃度為25～40％的硝酸鐵溶液，超聲振蕩2～4h，老化2.5～3.5h，然后烘干，得所述改性硅藻土。
進一步地，所述步驟b中，硅藻土與質量濃度為10～30％的硫酸用量比例關系如下：10～30g硅藻土浸泡于50～80ml質量濃度為10～30％的硫酸中。
進一步地，所述步驟d中，硅藻土與質量濃度為25～40％的硝酸鐵溶液用量比例關系如下：10～30g硅藻土中加入40～50ml質量濃度為25～40％的硝酸鐵溶液。
進一步地，所述步驟1)中，鋼渣改性處理包括以下步驟：
a.將鋼渣粉磨后，過200目篩；
b.在經過步驟a處理后的鋼渣中加入質量濃度為20～30％的硅酸鈉溶液，攪拌反應1.5～2.5h后過濾，并將濾出物烘干，然后焙燒，冷卻后得所述改性鋼渣。
進一步地，所述步驟1)中，凹凸棒土改性處理方法如下：將凹凸棒土用質量濃度為8～12％的稀鹽酸攪拌處理，洗滌后再加入質量濃度為10～15％的氯化鈉溶液，然后洗滌后烘干，粉碎，過200目篩，得所述改性凹凸棒土。
進一步地，所述步驟1)中，凹凸棒土與質量濃度為8～12％的稀鹽酸用量比例關系如下：10～30g凹凸棒土中加入50～80ml質量濃度為8～12％的稀鹽酸。
進一步地，所述步驟1)的步驟a中，將硅藻土磨細后過100目篩。
更進一步地，所述步驟1)的步驟c中，將硅藻土磨細后過200目篩。
與現有技術相比，本發明具有以下優點：
其一，本發明是一種黑臭水體的預處理方法，其利用自制的復合吸附材料吸附黑臭水體中的致黑致臭污染物，使得黑臭水體的nh3-n去除率達50％以上，大幅提升了后續凈化工序的處理效率，且黑臭不易反彈，可長期持續應用。
其二，本發明的改性硅藻土具有巨大的比表面積和強大的表面吸附性能，改性鋼渣具有很強的吸附除磷能力，改性凹凸棒土具有優異的脫色吸附性和膠體性等特殊的性能。本發明采用改性硅藻土和改性鋼渣作為基材，利用改性凹凸棒土的吸附、脫色及膠體性，復配制備出了一種對黑臭水體凈化效果優良的復合吸附材料。
其三，本發明的復合吸附材料由鋼渣、硅藻土和凹凸棒土自制而成，一方面可降低成本，另一方面可實現固體廢棄物資源化，具有節能、環保優點。
其四，本發明方法與目前的化學處理方法相比，具有操作簡單、成本低、不會對環境造成二次污染的優點。
其五，本發明的復合吸附材料通過焙燒的方法可再生。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，便于更清楚地了解本發明，但它們不對本發明構成限定。
實施例1
1)將硅藻土原礦在100℃左右的溫度下烘干，磨細，過100目篩，去除大顆粒雜質，密閉存放以備用；
2)稱取上述烘干的硅藻土原土30g，加入50ml質量濃度為20％的h2so4浸泡24h后置于水浴鍋中,在80℃水浴60min，不斷攪拌；
3)將上述酸洗后的硅藻土過濾，用去離子水洗滌至中性，100℃的溫度下烘干、粉碎、磨細過100目篩密閉存放以備用；
4)將上述過濾烘干后的硅藻土30g加入40ml質量濃度為30％的硝酸鐵溶液，超聲振蕩3h，老化3h，轉入100℃烘箱中6h，直至烘干，得改性硅藻土；
5)將機械粉磨后粒徑為50um～80um鋼渣，過200目篩，密閉存放以備用；
6)取上述鋼渣5g放入30ml質量濃度為30％的硅酸鈉溶液中，在恒溫磁力攪拌器上反應2h后過濾，將濾出物烘干、焙燒、冷卻，得改性鋼渣，密閉存放以備用；
7)取10g凹凸棒土經60ml質量濃度為10％的稀鹽酸攪拌處理，然后洗滌，再用30ml質量濃度為10％的氯化鈉溶液處理，洗滌，烘干，粉碎，過200目篩，得改性凹凸棒土，貯存備用；
8)將上述改性硅藻土、改性鋼渣與改性凹凸棒土按照6∶1∶2的重量比例混合均勻，通過糖衣機進行造粒，選取粒徑為3～5mm的顆粒，置于110℃烘箱內烘干2h后，在馬弗爐中焙燒2h，冷卻后即得到一種復合的吸附材料；
9)將上述復合吸附材料2g加入200ml黑臭廢水中，常溫下，在180r/min轉速的振蕩器中反應2h。
經檢驗，黑臭廢水的cod去除率為40％，nh3-n去除率達58％。
實施例2
1)將硅藻土原礦在100℃左右的溫度下烘干，磨細，過100目篩，去除大顆粒雜質，密閉存放以備用；
2)稱取烘干的硅藻土原土25g,加入60ml質量濃度為25％的h2so4浸泡24h后置于水浴鍋中,在90℃水浴60min，不斷攪拌；
3)將上述酸洗后的硅藻土過濾，用去離子水洗滌至中性，120℃的溫度下烘干、粉碎、磨細過100目篩密閉存放以備用；
4)將上述過濾烘干后的硅藻土加入40ml質量濃度為25％硝酸鐵溶液，超聲振蕩3h，老化3h，轉入100℃烘箱中6h，直至烘干；
5)將機械粉磨后粒徑為50um～80um鋼渣，過200目篩，密閉存放以備用；
6)取上述鋼渣8g放入30ml質量濃度為25％的硅酸鈉溶液中，在恒溫磁力攪拌器上反應2h后過濾，將濾出物烘干、焙燒、冷卻，密閉存放以備用；
7)取15g凹凸棒土經50ml質量濃度為10％的稀鹽酸攪拌處理，然后洗滌，再用30ml質量濃度為10％的氯化鈉溶液處理，洗滌，烘干，粉碎，過200目篩，貯存備用；
8)將上述處理后的硅藻土、鋼渣與凹凸棒土按照3∶1∶2比例混合均勻，通過糖衣機進行造粒，選取粒徑為3～5mm的顆粒，置于100℃烘箱內烘干2h后，在馬弗爐中焙燒2h，冷卻后即得到一種復合的吸附材料；
9)將上述復合吸附材料5g加入1l黑臭廢水中，常溫下，在180r/min轉速的振蕩器中反應2h。
經檢驗，黑臭廢水的cod去除率為35％，nh3-n去除率達55％。
實施例3
1)將硅藻土原礦在100℃左右的溫度下烘干，磨細，過100目篩，去除大顆粒雜質，密閉存放以備用；
2)稱取上述烘干的硅藻土原土10g，加入50ml質量濃度為10％的h2so4浸泡24h后置于水浴鍋中,在80℃水浴60min，不斷攪拌；
3)將上述酸洗后的硅藻土過濾，用去離子水洗滌至中性，100℃的溫度下烘干、粉碎、磨細過100目篩密閉存放以備用；
4)將上述過濾烘干后的硅藻土10g加入50ml質量濃度為40％的硝酸鐵溶液，超聲振蕩3h，老化3h，轉入100℃烘箱中6h，直至烘干，得改性硅藻土；
5)將機械粉磨后粒徑為50um～80um鋼渣，過200目篩，密閉存放以備用；
6)取上述鋼渣10g放入30ml質量濃度為20％的硅酸鈉溶液中，在恒溫磁力攪拌器上反應2h后過濾，將濾出物烘干、焙燒、冷卻，得改性鋼渣，密閉存放以備用；
7)取30g凹凸棒土經80ml質量濃度為10％的稀鹽酸攪拌處理，然后洗滌，再用30ml質量濃度為15％的氯化鈉溶液處理，洗滌，烘干，粉碎，過200目篩，得改性凹凸棒土，貯存備用；
8)將上述改性硅藻土、改性鋼渣與改性凹凸棒土按照12:2:5的重量比例混合均勻，通過糖衣機進行造粒，選取粒徑為3～5mm的顆粒，置于110℃烘箱內烘干2h后，在馬弗爐中焙燒2h，冷卻后即得到一種復合的吸附材料；
9)將上述復合吸附材料12g加入2.5l黑臭廢水中，常溫下，在180r/min轉速的振蕩器中反應2h。
經檢驗，黑臭廢水的cod去除率為40％，nh3-n去除率達55％。