[發明專利]降解土壤中氯代烴并資源化利用的方法

在審

• 申請號: 201710877012.6
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107790488A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 占敬敬;孔祥薇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/10;B02C17/00
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司21208
• 代理人: 裴毓英

技術領域

本發明涉及環保技術，尤其涉及一種降解土壤中氯代烴并資源化利用的方法。

背景技術

近年來，由于電子化工等行業的迅猛發展，而并沒有及時建立起有效的法律法規、污染處置機制，固體廢物不斷被向堆放或傾倒于土壤，污染廢水不斷向土壤中滲透，汽車尾氣、工業廢氣、大氣中的顆粒物不斷通過沉降等物理過程歸化于土壤。其中，由氯代烴造成的土壤污染近年來在世界各地頻繁發生，通常，氯代烴作為重質非水相液體(DNAPL)，難以通過常規修復技術如抽出處理方法進行修復。

利用零價鐵還原降解氯代烴是一項相較于其他方法有著更大優勢的技術，但零價鐵技術也存在著一定的問題，比如易氧化，易團聚，不能靶向處理污染物。

發明內容

本發明的目的在于，針對目前零價鐵還原降解氯代烴存在易氧化，易團聚，不能靶向處理污染物的問題，另外，長期以來，學者們只是集中于去除污染、而沒有考慮到‘污染只是放錯地方的資源’，將其利用起來，提出一種降解土壤中氯代烴并資源化利用的方法，該方法工藝簡單，可以在處理土壤污染的同時，使得污染源轉化為資源，并對植物生長起到促進作用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種降解土壤中氯代烴并資源化利用的方法，包括以下步驟：

步驟1以質量比為2:1-8的活性碳和鐵粉(零價鐵)為原材料，采用球磨法一步制備鐵碳復合材料；

步驟2將鐵碳復合材料與土壤按質量比1：50-200混合，靜置7-10天，鐵碳復合材料作為降解劑降解氯代烴產生乙烯，同時鐵碳復合材料能吸附部分乙烯，相當于在土壤中儲存了生長激素，有助于植物的生長；

步驟3在經過步驟2處理的土壤中種植植物。

進一步地，降解土壤中氯代烴并資源化利用的方法，包括以下步驟：

步驟1以質量比為2:1-2的活性碳和鐵粉為原材料，采用球磨法一步制備鐵碳復合材料；

步驟2將鐵碳復合材料與土壤按質量比1：80-150混合，靜置7-10天，鐵碳復合材料作為降解劑降解氯代烴產生乙烯，同時鐵碳復合材料能吸附部分乙烯；

步驟3在經過步驟2處理的土壤中種植植物。

進一步地，所述球磨法為干法研磨。

進一步地，所述球磨法為濕法研磨，采用的研磨介質為丙二醇，所述丙二醇與原材料的質量比為1：1-2。

進一步地，所述濕法研磨條件為轉速100r/min～500r/min，優選為250r/min～500r/min，研磨時間為2～24h，優選4～12h。

進一步地，將步驟1制備得到的鐵碳復合材料進行分離、洗滌和干燥。

進一步地，所述分離、洗滌和干燥包括以下步驟：采用篩子將步驟1制備得到的鐵碳復合材料進行分離，使用無水乙醇洗滌并置于真空干燥箱于60℃條件干燥2～12h。

進一步地，所述種植植物為乙烯敏感性植物。

進一步地，所述種植植物為黑麥草。

本發明將零價鐵進行了負載、改性，使得零價鐵技術實際適用性更強。

根據TCE還原去除機理發現，主要是反應體系中的Fe⁰，Fe²⁺和[H]，通過還原反應將氯代烴脫氯，并最終轉化成環境友好的乙烯和乙烷。乙烯是石油化工行業的重要原料，我國乙烯產量缺口達到9.06×10⁶噸/年，工業上開發了以活性炭為吸附劑，以移動床為主要裝置的“超吸附”方法用于分離烯烴組分。此外，乙烯，C₂H₄，是一種著名的植物激素生長素，在植物生長過程中起關鍵作用，擬南芥，黑麥草和亞麻植物生長發育的不同階段都受到乙烯的影響。因此，可以將零價鐵負載于活性碳，制備鐵碳復合材料用于去除氯代烴，這樣既能有效的修復氯代烴污染，又能將氯代烴轉化為乙烯并存儲，并通過植物種植的方式對乙烯進行資源化利用。

本發明降解土壤中氯代烴并資源化利用的方法采用原料簡單、易得，材料制備方法簡便，產量大，在解決了現有污染問題的同時，實現了降解產物的應用，與現有技術相比較具有以下優點：

(1)本發明采用球磨法制備鐵碳材料制備工藝簡單、原材料廉價易得，適用于大規模的工業化制備，所制備的鐵碳材料兼具碳材料的吸附性能與零價鐵的還原性能，且能夠對土壤中的氯代烴有著較好的降解去除效果，并將污染物氯代烴轉化為緊缺資源乙烯。

(2)本發明制備鐵碳復合材料對乙烯有較好的吸附性能，能夠有效的儲存乙烯，為乙烯的資源化利用提供了可能。