[发明专利]重金属污染水体中镉、铅吸收固化的生物黑炭处理剂及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于水环境安全及资源再利用技术领域，具体涉及一种重金属污染水体中镉、铅吸收固化的生物黑炭处理剂及其制备方法。

背景技术

重金属污染是危害最大的水污染问题之一，其具有毒性大、在环境中不易被代谢、易被生物富集并有生物放大效应的特点，不但污染水环境，也严重威胁人类和水生生物的生存。我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖底底质的污染高达80.1% [周怀东, 彭文启, 等. 水环境与水环境修复.—北京: 化学工业出版社, 2005.3] 。2003年黄河、松花江、辽河等十大流域的流域片重金属超标断面的污染程度均为V类。[胡必彬.我国十大流域片水污染现状及主要特征.重庆环境科学. 2003, 25(6): 15–17 ]2004年太湖底泥中总铜、总铅、总镉含量均处于轻度污染水平[顾征帆, 吴蔚. 太湖底泥中重金属污染现状调查与评价. 甘肃科技. 2005(12)]。黄浦江干流表层沉积物中Cd超背景值2倍、Pb超1倍、Hg含量明显增加；苏州河中Pb全部超标：Cd为75%超标，Hg为62.5%超标[成新. 太湖流域重金属污染亟待重视.水资源保护. 2002(4): 39–41]。城市河流有18.46%的河段面总镉超过Ⅲ类水体标准，25%的河段有总铅超标样本出现[赵璇, 吴天宝, 叶裕才. 我国饮用水源的重金属污染及治理技术深化问题.给水排水. 1998, 24(10): 22–25]。由长江、珠海、黄河等河流携带入海的重金属污染物总量约为3.4万t，对海洋水体的污染危害巨大。全国近岸海域海水采样品中铅的超标率达62.9%，最大值超一类海水标准49.0倍；铜的超标率为25.9%，汞和镉含量也有超标现象[中国近岸海域环境质量公报(2001年).国家环境保护总局]。大连湾60%测站沉积物的镉含量超标，锦州湾部分测站排污口邻近海域沉积物锌、镉、铅的含量超过第三类海洋沉积物质量标准[2003年辽宁省海洋环境质量公报.辽宁省海洋与渔业厅.2004.4]。云南省曲靖市铬渣非法倾倒致污事件目前也已经引起各方高度关注。由于铬渣的违规堆放，河流及地下水受到了严重的重金属污染，导致小百户镇兴隆村30多人相继患上癌症；并且使3000余亩水田遭受严重污染，根茎腐烂、秧苗发黄直至死亡[http://news.ifeng.com/mainland/detail_2011_08/17/8478197_0.shtmL]。可见目前我国水体重金属污染形势严峻，急需有效的解决措施。

利用来自于农业废弃物的生物黑炭及海藻酸钠制成颗粒来吸附和净化污染水体符合我国现阶段的国情。近年来，诸如作物秸秆、畜禽粪便、城市垃圾、污泥等有机物料问题已引起世界各国政府以及卫生、环境、农业部门的极大关注。全国禽畜粪便年排放量约27亿吨，处理利用率还不到5%。我国每年的农作物秸秆就有5亿多吨，有23.7%的作物秸秆被作为燃料燃烧掉，19.4%的在田间燃烧，就地焚烧现象比较严重。传统的填埋、焚烧等方式处理，不仅占用大量的土地资源，而且也造成了大气污染。如果将上述资源充分利用，在一定程度上缓解污染，不仅可以获得热裂解的可燃气体和木醋液等工业原料，而且所得生物黑炭还是吸附钝化重金属的有效改良剂。同时海藻酸钠是海藻酸的钠盐，是海带、巨藻等褐藻类海藻中的有机高分子电解物，含有游离羧基，能够与重金属离子发生反应，并且可以成为良好的固化剂。因为藻类来源广泛，所以海藻酸钠的价格低廉，并且不会产生二次污染。

发明内容

解决的技术问题：

本发明提供一种重金属污染水体中镉、铅吸收固化的生物黑炭处理剂及其制备方法，用于吸附和移除污染水体中镉、铅重金属，它一方面有效吸附和移除污染水体中镉、铅重金属，同时可以充分利用农业废弃物资源。

技术方案：

重金属污染水体中镉、铅吸收固化的生物黑炭处理剂，其特征在于每千克处理剂含有：海藻酸钠 50g，碳443.75±10.02g，氮5.61±0.58g，磷52.85±0.95g，钾15.07±0.81g，镉0.029±0.001mg，铅3.52±0.09mg，钙9867.94±52.17mg，镁6169.87±43.64mg，铁3961.50±44.78mg，铜22.95±3.12mg，锌38.78±2.54mg，处理剂的密度为230.00±3.45kg/m³,直径为0.35±0.09mm，稳定性在pH 1～14。

重金属污染水体中镉、铅吸收固化的生物黑炭处理剂制备方法，该方法包括有机物料的收集、风干、炭化、粉碎、改性及颗粒化，具体步骤如下：