降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法技术

本发明专利技术提供一种降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法，包括以下步骤：步骤1以质量比为2:1‑8的活性碳和铁粉为原材料，采用球磨法一步制备铁碳复合材料；步骤2将铁碳复合材料与土壤按质量比1：50‑200混合，静置7‑10天，铁碳复合材料作为降解剂降解氯代烃产生乙烯，同时铁碳复合材料能吸附部分乙烯；步骤3在经过步骤2处理的土壤中种植植物。本发明专利技术降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法工艺简单，可以在处理土壤污染的同时，使得污染源转化为资源，并对植物生长起到促进作用。

Methods of degradation and utilization of chlorinated hydrocarbons in soil

The invention provides a chlorinated hydrocarbon degradation in soil and resource utilization method, which comprises the following steps: 1 to the mass ratio of 2:1 8 activated carbon and iron as raw material, a step of preparing iron carbon composite materials by ball milling method; step 2 iron carbon composite material and soil according to the mass ratio 1:50 200 mixed, standing 7 10 days, iron carbon composite material as degradation agent for degradation of chlorinated hydrocarbon to produce ethylene, and iron carbon composite materials can adsorb ethylene; step 3 through step 2 in soil treated plants. The method of degradation of chlorinated hydrocarbons in soil and resource utilization is simple, which can transform pollution sources into resources and promote plant growth while dealing with soil pollution.

【技术实现步骤摘要】
降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法
本专利技术涉及环保技术，尤其涉及一种降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法。
技术介绍
近年来，由于电子化工等行业的迅猛发展，而并没有及时建立起有效的法律法规、污染处置机制，固体废物不断被向堆放或倾倒于土壤，污染废水不断向土壤中渗透，汽车尾气、工业废气、大气中的颗粒物不断通过沉降等物理过程归化于土壤。其中，由氯代烃造成的土壤污染近年来在世界各地频繁发生，通常，氯代烃作为重质非水相液体(DNAPL)，难以通过常规修复技术如抽出处理方法进行修复。利用零价铁还原降解氯代烃是一项相较于其他方法有着更大优势的技术，但零价铁技术也存在着一定的问题，比如易氧化，易团聚，不能靶向处理污染物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对目前零价铁还原降解氯代烃存在易氧化，易团聚，不能靶向处理污染物的问题，另外，长期以来，学者们只是集中于去除污染、而没有考虑到‘污染只是放错地方的资源’，将其利用起来，提出一种降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法，该方法工艺简单，可以在处理土壤污染的同时，使得污染源转化为资源，并对植物生长起到促进作用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法，包括以下步骤：步骤1以质量比为2:1-8的活性碳和铁粉(零价铁)为原材料，采用球磨法一步制备铁碳复合材料；步骤2将铁碳复合材料与土壤按质量比1：50-200混合，静置7-10天，铁碳复合材料作为降解剂降解氯代烃产生乙烯，同时铁碳复合材料能吸附部分乙烯，相当于在土壤中储存了生长激素，有助于植物的生长；步骤3在经过步骤2处理的土壤中种植植物。进一步地，降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法，包括以下步骤：步骤1以质量比为2:1-2的活性碳和铁粉为原材料，采用球磨法一步制备铁碳复合材料；步骤2将铁碳复合材料与土壤按质量比1：80-150混合，静置7-10天，铁碳复合材料作为降解剂降解氯代烃产生乙烯，同时铁碳复合材料能吸附部分乙烯；步骤3在经过步骤2处理的土壤中种植植物。进一步地，所述球磨法为干法研磨。进一步地，所述球磨法为湿法研磨，采用的研磨介质为丙二醇，所述丙二醇与原材料的质量比为1：1-2。进一步地，所述湿法研磨条件为转速100r/min～500r/min，优选为250r/min～500r/min，研磨时间为2～24h，优选4～12h。进一步地，将步骤1制备得到的铁碳复合材料进行分离、洗涤和干燥。进一步地，所述分离、洗涤和干燥包括以下步骤：采用筛子将步骤1制备得到的铁碳复合材料进行分离，使用无水乙醇洗涤并置于真空干燥箱于60℃条件干燥2～12h。进一步地，所述种植植物为乙烯敏感性植物。进一步地，所述种植植物为黑麦草。本专利技术将零价铁进行了负载、改性，使得零价铁技术实际适用性更强。根据TCE还原去除机理发现，主要是反应体系中的Fe0，Fe2+和[H]，通过还原反应将氯代烃脱氯，并最终转化成环境友好的乙烯和乙烷。乙烯是石油化工行业的重要原料，我国乙烯产量缺口达到9.06×106吨/年，工业上开发了以活性炭为吸附剂，以移动床为主要装置的“超吸附”方法用于分离烯烃组分。此外，乙烯，C2H4，是一种著名的植物激素生长素，在植物生长过程中起关键作用，拟南芥，黑麦草和亚麻植物生长发育的不同阶段都受到乙烯的影响。因此，可以将零价铁负载于活性碳，制备铁碳复合材料用于去除氯代烃，这样既能有效的修复氯代烃污染，又能将氯代烃转化为乙烯并存储，并通过植物种植的方式对乙烯进行资源化利用。本专利技术降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法采用原料简单、易得，材料制备方法简便，产量大，在解决了现有污染问题的同时，实现了降解产物的应用，与现有技术相比较具有以下优点：(1)本专利技术采用球磨法制备铁碳材料制备工艺简单、原材料廉价易得，适用于大规模的工业化制备，所制备的铁碳材料兼具碳材料的吸附性能与零价铁的还原性能，且能够对土壤中的氯代烃有着较好的降解去除效果，并将污染物氯代烃转化为紧缺资源乙烯。(2)本专利技术制备铁碳复合材料对乙烯有较好的吸附性能，能够有效的储存乙烯，为乙烯的资源化利用提供了可能。(3)本专利技术利用降解产物乙烯，通过植物种植的方式，实现了产物的原地资源化利用，使得污染土壤功能得到恢复，同时，通过生长激素-乙烯调节植物的生长指标，使得植物呈现更好的生长势态。附图说明图1为实施例1铁碳复合材料的电镜图，放大倍数50000倍图2为实施例1铁碳复合材料处理TCE土壤黑麦草生物量对比图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明：实施例1本实施例公开了一种土壤中氯代烃去除并资源化利用的方法，属于环境
该方法主要是将污染土壤中的氯代烃降解去除，得到产物乙烯并储存，再种植植物，达到污染物去除产物的资源化利用。取10g活性炭与5g铁，放入玛瑙球磨罐中，倒入20ml的润滑剂(丙二醇)，丙二醇与Fe0不具反应性，并且具有低蒸气压，因此被选择来保持铁的还原态，避免生产易燃物或实验室中的有害气体。将球磨罐放入球磨机中进行球磨，4h后取出，收集所得材料，在离心机中进行离心，乙醇冲洗3次，并放入真空干燥箱进行干燥，得到最终产物BC/Fe。经SEM检测最终产物为零价铁铁、活性碳非匀相结合的铁碳复合材料。检测结果如图1所示，铁碳材料BC/Fe通过球磨法被成功制备，由于球磨过程中颗粒与颗粒之间的相互作用，铁粉、活性炭形成了松散结构的聚集体，最终的研磨颗粒主要在500nm～2μm范围内，而且Fe与C之间是非均匀的结合。三氯乙烯(TCE)作为一个典型具有三致效应的有机氯化物，以其作为处理对象，使用BC/Fe对其进行降解，并以黑麦草为实验对象考察其生长状况。具体地，采用1100ppmTCE污染土壤，向其中加入BC/Fe材料处理并将土壤静态放置7天，向土下0.5cm处均匀播种黑麦草，28天后进行收获并考察其生长指标。发现，较空白实验及TCE污染土壤中的黑麦草，BC/Fe处理TCE实验组中黑麦草呈现更好的生长状况。检测结果如图2所示，乙烯有利于植物生长，同时，通过铁碳处理三氯乙烯，将其降解为乙烷、乙烯并储存，铁碳复合材料所储存的乙烯对植物也起到积极作用，能够使黑麦草累积更大的生物量。综上，本实施例在有效的去除土壤氯代烃污染的同时，将环境污染物转化为对植物生长有益的乙烯并吸附，实现了产物的原地资源化利用。实施例2本实施例公开了一种本实施例公开了一种土壤中氯代烃去除并资源化利用的方法，属于环境
该方法主要是将污染土壤中的氯代烃降解去除，得到产物乙烯并储存，再种植植物，达到污染物去除产物的资源化利用。将5.1314g蔗糖溶解于100ml蒸馏水中，搅拌溶解并转入聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，设置水热反应釜180℃保持6h，并将所得固体进行多次离心、洗涤，放入真空干燥箱在70℃条件下干燥12h，得到碳材料。取5g实验室水热法制备碳球材料与5g铁，放入玛瑙球磨罐中，将球磨罐放入球磨机中进行球磨，4h后取出，收集所得材料，使用目筛筛出球磨产物HC/Fe。三氯乙烯(TCE)作为一个典型具有三致效应的有机氯化物，以其作为处理对象，使用HC/Fe对其进行降解，并以黑麦草为实验对象考察其生长状况。具体地，采用1100ppmTCE污染土壤，向其中加入HC/Fe材料处理并将土壤静本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1以质量比为2:1‑8的活性碳和铁粉为原材料，采用球磨法一步制备铁碳复合材料；步骤2将铁碳复合材料与土壤按质量比1：50‑200混合，静置7‑10天，铁碳复合材料作为降解剂降解氯代烃产生乙烯，同时铁碳复合材料能吸附部分乙烯；步骤3在经过步骤2处理的土壤中种植植物。

【技术特征摘要】
2017.06.06 CN 20171042503871.一种降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1以质量比为2:1-8的活性碳和铁粉为原材料，采用球磨法一步制备铁碳复合材料；步骤2将铁碳复合材料与土壤按质量比1：50-200混合，静置7-10天，铁碳复合材料作为降解剂降解氯代烃产生乙烯，同时铁碳复合材料能吸附部分乙烯；步骤3在经过步骤2处理的土壤中种植植物。2.根据权利要求1所述降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1以质量比为2:1-2的活性碳和铁粉为原材料，采用球磨法一步制备铁碳复合材料；步骤2将铁碳复合材料与土壤按质量比1：80-150混合，静置7-10天，铁碳复合材料作为降解剂降解氯代烃产生乙烯，同时铁碳复合材料能吸附部分乙烯；步骤3在经过步骤2处理的土壤中种植植物。3.根据权利要求1所述降解土壤中氯代烃并资源化利用的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：占敬敬，孔祥薇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21