[發(fā)明專利]一種生物炭基鎘污染土壤調(diào)理劑的制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711013948.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107794050B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜良軍;羅惠莉;王宇霖;馬貴權(quán);周穎
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南鼎玖能源環(huán)境科技股份有限公司
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/08;C09K101/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發(fā)明涉及一種生物炭鎘污染土壤調(diào)理劑的制備方法及應(yīng)用，所述制備方法包括以下步驟：1)將生物質(zhì)材料與污泥混合，或者單獨(dú)使用污泥，調(diào)整含水率至10％～90％，加入鈣質(zhì)原料，在缺氧或無氧環(huán)境下高溫碳化，制得載鈣生物炭；2)將沸石粉加入可溶磷溶液中，浸泡處理，靜置后風(fēng)干制得磷改性沸石；3)將步驟1)制得的載鈣生物炭與步驟2)制得磷改性沸石按2～5:1的比例混合均勻，保濕陳化、干燥即得。本發(fā)明工藝簡單，能耗低，加工過程無污染排放。所述生物炭鎘污染土壤調(diào)理劑按一定比例與土壤混合使用，可減少植物對重金屬鎘吸收30％～50％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤調(diào)理劑的制備方法，尤其涉及一種生物炭鎘污染土壤調(diào)理劑的制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

重金屬鎘是人體非必要元素，在人體中超標(biāo)，可能會引起多種疾病。世界衛(wèi)生組織建議每日鎘的攝入量不應(yīng)超過68μg，然而糧食中鎘污染極易導(dǎo)致人體鎘的攝入量超標(biāo)。有研究表明，水稻是吸鎘能力超強(qiáng)的谷類作物。因此調(diào)理水稻農(nóng)作田中鎘含量顯得尤為重要。

生物炭是一種新型的材料，具有疏松多孔、比表面積大、表面帶有大量負(fù)電荷等特點(diǎn)，這些特征使生物炭具有良好的吸附特性，作為土壤結(jié)構(gòu)的改良劑或者制成土壤污染的修復(fù)劑，生物炭能夠提高酸性土壤pH值，增加陽離子交換量，從而吸附土壤中的污染物和重金屬，降低重金屬在農(nóng)作物體內(nèi)的累積。

在現(xiàn)有專利技術(shù)，通常將鈣、磷等作用物采用溶液浸泡的方式，將其負(fù)載于生物質(zhì)材料上，干燥后再進(jìn)行制炭。如此通過吸附負(fù)載的方式，鈣、磷等作用物的吸附量往往是有限。目前也有將生物炭負(fù)載鈣后再吸附磷，但其工藝繁雜，并且剩余溶液易產(chǎn)生二次污染。而常用的熟石灰、石灰石等鈣質(zhì)原料在制備炭的過程中，易被高溫分解，形成粘附在植物纖維上的不完整晶型活性鈣物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述背景技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單，能耗低，加工過程無污染的生物炭基鎘污染土壤調(diào)節(jié)劑的制備方法。

所述制備方法包括以下步驟：

1)將污泥或生物質(zhì)材料與污泥的混合物，調(diào)整含水率至10％～90％，加入鈣質(zhì)原料，在缺氧或無氧環(huán)境下，高溫碳化，制得載鈣生物炭；

2)將沸石粉加入可溶磷溶液中，浸泡處理，靜置后風(fēng)干制得磷改性沸石；

3)將步驟1)制得的載鈣生物炭與步驟2)制得磷改性沸石按2～5:1的比例混合均勻，保濕陳化、干燥即得。

本發(fā)明所述的制備方法是在高含水率的情況下進(jìn)行；保持較高的含水率不僅使得生物質(zhì)材料與污泥進(jìn)一步混合均勻，還能促使鈣物質(zhì)能都吸附在水膜層上，在碳化過程中，促進(jìn)其溶解，有利于人分解后活性改粘附在生物炭上。

所述干燥具體的干燥溫度不高于50℃。干燥后還包括粉碎造粒，經(jīng)過10～15目過篩，即得。

所述生物質(zhì)材料選自木材、竹子、秸稈或稻殼中的一種或多種；所述木材、竹子不限于種類，可采用生產(chǎn)過程中獲得的下腳料，或者廢棄的竹制品或木制品等。

其中，所述生物質(zhì)材料被粉碎后使用。

所述污泥中含有一定量的有機(jī)質(zhì)及水分，本發(fā)明優(yōu)先采用市政污泥，可實(shí)現(xiàn)市政污泥的回收利用。

本發(fā)明進(jìn)一步提出地，所述污泥中有機(jī)質(zhì)含量在所述污泥中的質(zhì)量不低于30％。

所述污泥中不僅僅含有有機(jī)質(zhì)，其還含有一定量的磷元素；由于本發(fā)明后續(xù)需要添加磷鹽，因此采用污泥可進(jìn)一步降低后期磷改性的沸石的用量，進(jìn)一步節(jié)約成本。

所述污泥需檢測重金屬含量后才能使用，所述污泥中重金屬的含量必須符合肥料標(biāo)準(zhǔn)GB18877-2002相關(guān)要求。

其中，所述污泥可直接使用，可不預(yù)先脫水，與所述生物質(zhì)材料混勻后，再調(diào)整含水率。