[發(fā)明專利]一種重金屬吸附劑的制備和吸附劑插棒及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010166956.0
• 申請日: 2010-05-06
• 公開（公告）號: CN101811022A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹原
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州貝洋科技有限公司
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01J20/30;B09C1/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種重金屬吸附劑的制備和吸附劑插棒及應(yīng)用，屬于新材料與受重金屬 污染土壤環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

就重金屬污染土壤修復(fù)的技術(shù)本身，理論上和技術(shù)上均認(rèn)為是可行的，目前盡管有植物 修復(fù)、微生物修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、物理修復(fù)和綜合修復(fù)等幾大類，但近年來推崇的是植物修復(fù)， 而且從穩(wěn)定技術(shù)方面，植物穩(wěn)定性＞土壤覆蓋＞瀝清覆蓋，因而具有優(yōu)勢。可是，植物修復(fù) 仍存在一些問題和技術(shù)上的局限性，主要表現(xiàn)在：①適合一定污染程度以下的土壤修復(fù)，即使 找到高富集或超積累植物，它的容量也有限，限制了對高濃度污染土壤的修復(fù)；②超累積的 植物是重金屬脅迫條件下，植種適應(yīng)性變體，往往生長緩慢、生物量低，對氣候的適應(yīng)性差， 使其修復(fù)周期相對較長；③超集物具有很強的單一富集性，而土壤受重金屬污染往往是多種 有毒元素的復(fù)合；④積累大量重金屬的超富集植物的再處理始終是一個相當(dāng)棘手的問題。此 外，其他一些原位修復(fù)技術(shù)也存在如下不足：如污染物及其降解產(chǎn)物的重新活化問題；吸附 了重金屬的吸附體不易與土壤分離問題；采用工程、物理和化學(xué)等修復(fù)技術(shù)，難以大規(guī)模處 理，并導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、生物活性下降和土壤肥力退化等問題。

目前，關(guān)于重金屬污染的修復(fù)技術(shù)，已取得系統(tǒng)工程的共識，但依然停留在植物修復(fù)為 主，輔之以化學(xué)、微生物及農(nóng)業(yè)生態(tài)措施的技術(shù)階段上，期望達到增加重金屬的生物有效性， 促進植物的生長與吸收，從而提高植物修復(fù)的綜合效率。但是，且不講綜合功效，僅滿足和 改善植物修復(fù)的周期過長這一基本要求，還有待時日。因而，以植物修復(fù)為主導(dǎo)的“系統(tǒng)工 程”仍不成熟、尚存在技術(shù)的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，針對重金屬污染土壤的復(fù)合性、隱蔽(潛 伏)性，不可逆性、蓄積性和修復(fù)的長期性等特點，與治理措施和修復(fù)技術(shù)存在的局限性兩 方面的制約因素，而提供一種具比較優(yōu)勢的金屬污染土壤修復(fù)材料與技術(shù)系統(tǒng)措施的重金屬 吸附劑的制備和吸附劑插棒及應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它選用海相(內(nèi)陸咸湖)沉積的非金屬天 然生態(tài)礦物質(zhì)作為PAL材料的原料，先將其粉碎，然后經(jīng)分離提純制成90-98％高純PAL材料， 再經(jīng)解聚分散的超微化處理，制成小于等于100-800nm納米、亞微米PAL材料，然后經(jīng)無機 活化，制成大比表面積納米、亞微米PAL材料，最后經(jīng)界面改性制成吸附性的納米、亞微米 PAL材料。

所述的分離提純是利用水介質(zhì)的高速螺旋技術(shù)；所述的解聚分散超微化控制濃度在10％ -35％、轉(zhuǎn)速在1000φ/min-3500φ/min；無機活化應(yīng)用HCl或H₂SO₄無機酸；熱和機械力化 學(xué)的綜合措施；功能化表面改性，是通過優(yōu)化活化效果和強化機械力化學(xué)作用來實現(xiàn)，以大 幅度提高表面活性，增強吸附。

所述的分離提純是以水為介質(zhì)，使PAL材料在水中高度分散，然后使用具雙螺桿裝置， 采用高速螺旋推進的操作模式，利用PAL材料與雜質(zhì)的比重差異，使PAL材料與雜質(zhì)分離； 所述的解聚分散首先控制PAL材料在水介質(zhì)中的濃度，將PAL材料加入水中制成漿體，受控 的濃度經(jīng)優(yōu)化為10％-30％，該濃度參數(shù)控制在均質(zhì)攪拌器中解聚；將濃度優(yōu)化的PAL材料漿 體，打入均質(zhì)高速分離機，在最佳效率轉(zhuǎn)速1000φ/min-3500φ/min的條件，由設(shè)備的前端 制得細(xì)微化粒子；所述的無機活化包括酸活化、熱活化和機械力化學(xué)活化三個流程，酸活化 常用8％-18％體積比的稀鹽酸和6％-12％體積比的稀硫酸；熱活化是將PAL材料在110℃恒溫 下失水4-6小時；機械力化學(xué)活化是使用高光潔度變速電碾，使PAL材料晶格缺陷大幅增加。

一種含有如上所述重金屬吸附劑的插棒，它包括有一帶孔的、用工程塑料制作或纖維制品 縫制而成的中空錐體，在該中空錐體內(nèi)充填有所述PAL材料高效吸附劑。

所述的插棒規(guī)格分別為：φ50mm、φ100mm、φ150mm三種，h＝400mm，插入土壤內(nèi)的帶孔 錐形段長度為200mm。