一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法，由谷壳、羧甲基壳聚糖、交联剂、粉煤灰、硝酸铬、硝酸铈、氧化铝粉末等原料制成，本发明专利技术利用谷壳制备生物炭，结合羧甲基壳聚糖等的改性，为其提供了大量的如氨基、羟基等官能团，令其在土壤有机物降解过程中，通过与有机污染物的氢键等相互作用力，加速污染物在颗粒表面的富集，同时使用粉煤灰经酸碱分别处理作为基体负载Cr‑Ce复合氧化体，为有机污染提供了降解空间，大幅增加了有机物吸附降解种类，本发明专利技术制备条件温和，成本低廉，得到的土壤改良颗粒能够高效的催化氧化降解土壤中的各类有机污染物，稳定性好、适应面广，可有效解决目前有机污染土壤治理的问题，具有显著的环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法
本专利技术涉及土壤改良
，尤其涉及一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法。
技术介绍
随着我国生产力的不断提高，工农业等产业的迅速发展，各种污染物被排放到空气、水体及土壤中。而土壤作为各种污染物的最终归宿，富集了大量污染物，土壤中污染物的大量蓄积已成为主要环境问题之一。土壤污染是国内外现阶段普遍面临的一个严峻环境问题，欧美等发达国家对污染土壤高效修复技术进行多年研究，近年来国内学者也进行了一些技术开发与应用研究，对于有机污染物污染的土壤修复技术，主要有热解吸、化学修复、微生物修复、气相抽提等技术。现有土壤修复技术中，目前使用最广泛的修复手段是化学修复法。因为化学修复具有修复周期短、修复效果显著、土壤二次利用率高等优点。在化学修复中，高级氧化法是使用最广泛的方法，主要有双氧水、高锰酸盐、臭氧等高级氧化技术。首先双氧水为液体、运输较为困难，且对土壤质地有很高的要求，及其氧化半径较小等明显的缺点；其次，高锰酸盐对pH有较高的选择性，且生成的二氧化锰为沉淀，影响土壤的孔径，对土壤中的微生物生存有较大的影响；另外，臭氧基于其传质等因素，一般不作为大面积场地修复的手段。与此同时针对有机污染物的吸附材料也在不断更新，尽管已经有很多针对有机污染吸附材料的研究，但这些产品中多数仅仅选择一至两种种污染组分作为吸附降解底物，而实际中土壤有机污染组分非常复杂，因此无法满足完全净化土壤的需求。Cr、Ce作为过渡金属和稀土金属，价格相对低廉，同时其氧化物具有较为稳定的活性中心，能够实现与多种污染物的催化降解。沸石作为常见吸附原料，其制备合成中通常需要外加硅、铝化学试剂来调整硅铝比，而且大多需要添加有机模板剂，但合成沸石往往为各种晶相的混合物，纯度不太高，这也限制了其作为有机污染吸附基体的使用。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法，包括以下步骤：（1）将谷壳在氮气氛下送入高温炉中，在600-700℃下焙烧炭化5-6小时，之后取出浸没于硝酸溶液中，2-4小时后过滤，用清水冲洗至中性，烘干粉碎过60-80目筛备用；（2）将步骤1所得产物与羧甲基壳聚糖按质量比（8-10）：1混合后溶于10-15倍质量的水中，升温至50-60℃后再向其中加入交联剂，交联2-3小时后将所得物料烘干过60-80目筛备用；（3）将粉煤灰送入马弗炉中于750-850℃下煅烧90-120分钟,取出后再以固液比1：（8-10）g/mL浸泡于4mol/L的盐酸溶液中，加热至80-90℃搅拌2-3小时，之后过滤干燥，所得产物与氢氧化钠按质量比1：（1-1.2）混合，并再次送入马弗炉中，于500-600℃煅烧60-90分钟，冷却后取出，与10-15倍于其质量的水混合，静置陈化10-12小时，之后转移至水热反应釜中，密封后晶化20-24小时，反应完成后取出过滤并干燥，得到改性沸石基体；（4）将硝酸铬和硝酸铈混合后溶解于水中，再向溶液中加入氧化铝粉末以及改性沸石基体，于不断搅拌下加入氨水至溶液pH值为9.5-10.5，之后静置陈化10-12小时，过滤后干燥，所得产物于马弗炉中450-500℃焙烧4-5小时，得Cr-Ce复合负载改性沸石基体备用；（5）将步骤2所得产物、Cr-Ce复合负载改性沸石基体按质量比（8-9）：（1-2）混合后造粒，即得本专利技术改良颗粒。所述步骤1中谷壳炭与硝酸溶液的固液比为1：（15-20）g/mL，其中硝酸溶液浓度为0.005-0.02mol/L。所述步骤2中交联剂为戊二醛、琥珀酸或三聚磷酸盐中的任意一种。所述步骤2中交联剂用量为羧甲基壳聚糖质量的15-25%。所述步骤3中水热反应温度控制为90-95℃。所述步骤4中硝酸铬、硝酸铈、氧化铝粉末、改性沸石基体的质量比为（0.5-1）：（1-1.2）：（8-10）：（20-25）。本专利技术的优点是：本专利技术利用谷壳制备生物炭，结合羧甲基壳聚糖等的改性，为其提供了大量的如氨基、羟基等官能团，令其在土壤有机物降解过程中，通过与有机污染物的氢键等相互作用力，加速污染物在颗粒表面的富集，同时使用粉煤灰经酸碱分别处理后消除了其中大量的钙、硫、铁等杂质，同时活化了硅、铝成分，提高沸石的吸附适应性，补足活性炭随时间延长吸附能力减弱的缺陷，增加污染物与颗粒接触的程度，同时作为基体负载Cr-Ce复合氧化体，其中Ce具有优异的储放氧能力，能够提高表面的氧流动性，从而提高氧化性，同时氧化铝粉末以及CeO2-CrOx氧化物上提供的酸性位点为有机污染提供了降解空间，使其能首先吸附于弱酸位上随后在强酸位的作用下进一步降解，大幅增加了有机物吸附降解种类，本专利技术制备条件温和，成本低廉，得到的土壤改良颗粒能够高效的催化氧化降解土壤中的各类有机污染物，稳定性好、适应面广，可有效解决目前有机污染土壤治理的问题，具有显著的环境效益。具体实施方式一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法，包括以下步骤：（1）将谷壳在氮气氛下送入高温炉中，在650℃下焙烧炭化6小时，之后取出按固液比1：19g/mL浸没于0.01mol/L硝酸溶液中，3小时后过滤，用清水冲洗至中性，烘干粉碎过80目筛备用；（2）将步骤1所得产物与羧甲基壳聚糖按质量比9：1混合后溶于10倍质量的水中，升温至55℃后再向其中加入戊二醛，用量为羧甲基壳聚糖质量的20%，交联2小时后将所得物料烘干过80目筛备用；（3）将粉煤灰送入马弗炉中于800℃下煅烧120分钟,取出后再以固液比1：10g/mL浸泡于4mol/L的盐酸溶液中，加热至85℃搅拌3小时，之后过滤干燥，所得产物与氢氧化钠按质量比1：1.2混合，并再次送入马弗炉中，于550℃煅烧60分钟，冷却后取出，与15倍于其质量的水混合，静置陈化12小时，之后转移至水热反应釜中，密封后在95℃晶化24小时，反应完成后取出过滤并干燥，得到改性沸石基体；（4）将硝酸铬和硝酸铈混合后溶解于水中，再向溶液中加入氧化铝粉末以及改性沸石基体，于不断搅拌下加入氨水至溶液pH值为10，之后静置陈化12小时，过滤后干燥，所得产物于马弗炉中480℃焙烧5小时，得Cr-Ce复合负载改性沸石基体备用，其中硝酸铬、硝酸铈、氧化铝粉末、改性沸石基体的质量比为0.8：1：9：22；（5）将步骤2所得产物、Cr-Ce复合负载改性沸石基体按质量比9：1混合后造粒，即得本专利技术改良颗粒。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将谷壳在氮气氛下送入高温炉中，在600‑700℃下焙烧炭化5‑6小时，之后取出浸没于硝酸溶液中，2‑4小时后过滤，用清水冲洗至中性，烘干粉碎过60‑80目筛备用；（2）将步骤1所得产物与羧甲基壳聚糖按质量比（8‑10）：1混合后溶于10‑15倍质量的水中，升温至50‑60℃后再向其中加入交联剂，交联2‑3小时后将所得物料烘干过60‑80目筛备用；（3）将粉煤灰送入马弗炉中于750‑850℃下煅烧90‑120分钟,取出后再以固液比1：（8‑10）g/mL浸泡于4mol/L的盐酸溶液中，加热至80‑90℃搅拌2‑3小时，之后过滤干燥，所得产物与氢氧化钠按质量比1：（1‑1.2）混合，并再次送入马弗炉中，于500‑600℃煅烧60‑90分钟，冷却后取出，与10‑15倍于其质量的水混合，静置陈化10‑12小时，之后转移至水热反应釜中，密封后晶化20‑24小时，反应完成后取出过滤并干燥，得到改性沸石基体；（4）将硝酸铬和硝酸铈混合后溶解于水中，再向溶液中加入氧化铝粉末以及改性沸石基体，于不断搅拌下加入氨水至溶液pH值为9.5‑10.5，之后静置陈化10‑12小时，过滤后干燥，所得产物于马弗炉中450‑500℃焙烧4‑5小时，得Cr‑Ce复合负载改性沸石基体备用；（5）将步骤2所得产物、Cr‑Ce复合负载改性沸石基体按质量比（8‑9）：（1‑2）混合后造粒，即得本专利技术改良颗粒。...

【技术特征摘要】
1.一种有机污染土壤改良颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将谷壳在氮气氛下送入高温炉中，在600-700℃下焙烧炭化5-6小时，之后取出浸没于硝酸溶液中，2-4小时后过滤，用清水冲洗至中性，烘干粉碎过60-80目筛备用；（2）将步骤1所得产物与羧甲基壳聚糖按质量比（8-10）：1混合后溶于10-15倍质量的水中，升温至50-60℃后再向其中加入交联剂，交联2-3小时后将所得物料烘干过60-80目筛备用；（3）将粉煤灰送入马弗炉中于750-850℃下煅烧90-120分钟,取出后再以固液比1：（8-10）g/mL浸泡于4mol/L的盐酸溶液中，加热至80-90℃搅拌2-3小时，之后过滤干燥，所得产物与氢氧化钠按质量比1：（1-1.2）混合，并再次送入马弗炉中，于500-600℃煅烧60-90分钟，冷却后取出，与10-15倍于其质量的水混合，静置陈化10-12小时，之后转移至水热反应釜中，密封后晶化20-24小时，反应完成后取出过滤并干燥，得到改性沸石基体；（4）将硝酸铬和硝酸铈混合后溶解于水中，再向溶液中加入氧化铝粉末以及改性沸石基体，于不断搅拌下加入氨水至溶液pH值为9....

【专利技术属性】
技术研发人员：汤广顺，
申请(专利权)人：芜湖市艾德森自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34