一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，属于厨余垃圾资源化处理技术领域。先利用厨余垃圾制备生物炭，再对其进行进一步地改性，最后将制得的改性生物炭和其他原料混合制备成土壤修复剂。本发明专利技术利用厨余垃圾制得的土壤修复剂，既实现了厨余垃圾的完全资源化利用，又有效地去除了重金属土壤中的重金属，对土壤重金属污染行为和修复的研究具有十分重要的环境现实意义。分重要的环境现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法


[0001]本专利技术涉及厨余垃圾资源化处理
，尤其涉及一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法。

技术介绍

[0002]厨余垃圾是人们日常生活中进行必需生命活动所产生的食品类废物，随着我国居民生活质量提升和餐饮业发展，厨余垃圾产生量呈明显的上升趋势。我国的餐厨垃圾具有高含水率、高有机质、高含盐量、高含油量和易腐烂等特点，若处理不及时则易产生恶臭，并会滋生病原体微生物，引发环境污染问题。
[0003]目前用于厨余垃圾处理的主要方法有厌氧消化、填埋和焚烧等，其中应用最多的是填埋，但是该技术要占用大量的土地，同时填埋还会产生大量的甲烷气体，作为一种温室气体，甲烷的比增温潜能远高于二氧化碳。因此，需要寻求新的办法对厨余垃圾进行处理。由于厨余垃圾富含有机物，因此将其制作成具有良好吸附能力的生物炭，能够实现厨余垃圾的资源化利用。生物炭在土壤中具有高度稳定性，有良好的“碳封存”效应，是一种良好的固碳方式。
[0004]在如今，土地污染损毁是阻碍我国社会经济发展的一大难题。我国土地污染损毁情况严重，其中工矿业造成的重金属土壤污染问题尤为突出。重金属污染物进入土壤后难以被降解，其具有隐蔽性、不可逆性、累积性等特点，继而通过食物链富集，对动植物的生存、人类健康及社会发展存在极大危害。
[0005]目前对重金属污染土壤的修复技术主要采用化学修复方法，然而在修复过程中使用的大量化学药剂极易造成土壤的二次污染。生物炭具有良好的吸附性能，化学性质稳定，能够降低土壤中重金属的生物有效性，同时能够提高作物产量，并且原料广泛、成本低，使其在治理重金属污染的土壤中具有明显优势和应用价值。但是生物炭在处理重金属污染过程中，生物炭对重金属的吸附固定能力十分有限，尤其是对于一些阴离子型污染物的固定存在一些局限性，使其达不到预期的钝化修复效果。目前常采用改性的方式提高生物炭对重金属的吸附固定能力，其中球磨法是常用的生物炭改性技术。但是球磨法存在着效率低下，研磨改性过程中易产生粉尘等问题。为此，本专利技术提供了一种用厨余垃圾制备改性生物炭为固载基质的重金属土壤修复剂，解决生物炭的吸附问题，为重金属污染土壤的修复提供一种有效途径。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，通过利用厨余垃圾制备的改性生物炭来治理重金属污染土壤的方法。
[0007]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0008]一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，将厨余垃圾制备成生物炭，对生物炭进行改性后得到改性生物炭，将改性生物炭与辅料混合搅拌均匀制得土壤修复剂，所述土壤
修复剂直接施加于污染土壤中，混合均匀后进行土壤修复。
[0009]进一步，所述辅料与改性生物炭的质量比为(63
‑
102)：(80
‑
100)，所述土壤修复剂与污染土壤的质量比为(0.6
‑
1)：100。
[0010]进一步，所述辅料包括以下质量份的原料：腐殖酸5
‑
10份、草木灰15
‑
20 份、硅藻土30
‑
50份、磷酸氢二钾5
‑
12份、硫酸铵8
‑
10份。
[0011]进一步，所述生物炭的制备方法包括如下步骤：
[0012](1)将厨余垃圾进行固液分离，分离得到固体厨余垃圾和废弃油水；
[0013](2)将固体厨余垃圾粉碎，按照质量比1：(1.5
‑
2)与水混合，搅拌30
‑
60min 后得到混合原料，将混合原料投入反应釜内进行反应4
‑
8h；
[0014](3)反应结束后使反应物冷却至室温后对反应物进行固液分离，得到固态生物炭，干燥处理1
‑
2h后，得到生物炭。
[0015]本专利技术利用厨余垃圾制备生物炭，在水热处理过程中，生物质中的部分有机质水解溶出，使得生物炭具有孔结构。
[0016]进一步，所述步骤(2)混合物料投入量为反应釜容积的1/3
‑
2/3,反应釜内的反应温度为180℃。
[0017]进一步，对制备的所述生物炭进行改性，得到改性生物炭，采用以下质量份的原料对生物炭进行改性：
[0018]1‑
5份干燥的生物炭、15
‑
90份3wt％的双氧水、3
‑
10份2mol/L的氯化锌溶液、1
‑
15份磷酸酯粉末、100
‑
800份20
‑
80mg/L的天冬氨酸溶液、10
‑
100份多异氰酸酯。
[0019]进一步，所述改性生物炭的具体制备方法如下：
[0020](1)将制得的干燥的生物炭进行粉碎，将粉碎后的生物炭、双氧水和水混合反应1
‑
10h，抽滤获得预处理生物炭；
[0021](2)将得到的预处理生物炭恒温干燥1
‑
2h后浸泡于液氮中，浸泡2
‑
9h后捞出过滤干燥5
‑
8h，得到初次改性的生物炭；
[0022](3)使用去离子水和初次改性的生物炭配置浓度为0.5mg/L
‑
2mg/L的生物炭悬浮液，超声处理2
‑
4h后滴加氢氧化钾溶液，调节悬浮液的pH值至8
‑
13，随后加入磷酸酯粉末和氯化锌溶液，搅拌均匀后滴加天冬氨酸溶液，在20
‑
60℃下加热搅拌12
‑
36h，随后将温度调整至60℃
‑
70℃，加入多异氰酸酯，反应6h
‑
10h 后，将产物用丙酮洗涤、离心、烘干至恒重，得到改性生物炭。
[0023]进一步，所述改性生物炭步骤(1)中，生物炭和水的混合比例按质量比为 1：(15
‑
60)。
[0024]进一步，所述厨余垃圾包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头。
[0025]本专利技术采用低浓度双氧水氧化生物炭，在生物炭的表面引入了丰富的极性官能团，液氮进入生物炭后，将液氮蒸发，液态变为气态，体积膨胀扩大了生物炭的孔结构，增加了对重金属吸附有利的微孔数目和表面积，氯化锌会附着在生物炭表面，能增强阳离子
‑
π作用，提供更多的吸附位点。从而提高吸附重金属的能力，再加入天冬氨酸，天冬氨酸中的酰胺基团使得氯化锌更容易通过分子间氢键和偶极矩的相互作用，使得氯化锌排布更紧密，不易脱落，同时天冬氨酸的羧基基团等极性基团也接枝在生物炭上，加入多异氰酸酯后由于多异氰酸酯分子链上含有两个及以上的异氰酸酯端基，其一端异氰酸酯基团与生物炭
上的胺基、羟基发生反应，未反应的异氰酸酯基团保留反应活性，对生物炭进行协同改性，使得改性后的生物炭表面能和重金属螯合和产生吸附的基团数目增多，进一步增强了对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，其特征在于，将厨余垃圾制备成生物炭，对生物炭进行改性后得到改性生物炭，将改性生物炭与辅料混合搅拌均匀制得土壤修复剂，所述土壤修复剂直接施加于污染土壤中，混合均匀后进行土壤修复。2.根据权利要求1所述的一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，其特征在于，所述辅料与改性生物炭的质量比为(63
‑
102)：(80
‑
100)，所述土壤修复剂与污染土壤的质量比为(0.6
‑
1)：100。3.根据权利要求1所述的一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，其特征在于，所述辅料包括以下质量份的原料：腐殖酸5
‑
10份、草木灰15
‑
20份、硅藻土30
‑
50份、磷酸氢二钾5
‑
12份、硫酸铵8
‑
10份。4.根据权利要求1所述的一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，其特征在于，所述生物炭的制备方法包括以下步骤：(1)将厨余垃圾进行固液分离，分离得到固体厨余垃圾和废弃油水；(2)将固体厨余垃圾粉碎，按照质量比1：(1.5
‑
2)与水混合，搅拌30
‑
60min后得到混合原料，将混合原料投入反应釜内进行反应4
‑
8h；(3)反应结束后使反应物冷却至室温后对反应物进行固液分离，得到固态生物炭，干燥处理1
‑
2h后，得到生物炭。5.根据权利要求4所述的一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤(2)中混合物料投入量为反应釜容积的1/3
‑
2/3,反应釜内的反应温度为180℃。6.根据权利要求4所述的一种利用厨余垃圾修复污染土壤的方法，其特征在于，对制备的所述生物炭进行改性，得到改性生物炭，采用以下质量份的原料对生物炭进行改性：1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑柳波，蒙素仟，张涵苡，江莹莹，邵峙玮，
申请(专利权)人：中科检测技术服务重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：