[发明专利]一种利用磁改性生物炭去除污染土壤重金属的方法

摘要

本发明公开了一种利用磁改性生物炭去除污染土壤重金属的方法，具体是将制备的磁改性生物炭作为土壤修复剂，以水作为分散介质，将重金属污染土壤与磁改性生物炭混合和接触，经高压冲洗筛分、连续强力混合、磁选分离和固液分离等步骤，得到用于农业生产和建设用地的达标土壤。本发明将磁改性生物炭应用于重金属污染土壤修复，从根本上消除淋洗废液的处理流程，减少了工程建设及投资，彻底移除土壤中重金属污染物，消除环境风险。同时生物炭资源化利用能够消纳大量农业废弃物，减少废物焚烧、填埋造成的污染和土地占用。

主权项

1.一种利用磁改性生物炭去除污染土壤重金属的方法，其特征在于：所述的方法将制备的磁改性生物炭作为土壤修复剂，以水作为分散介质，将重金属污染土壤与磁改性生物炭充分混合后，经高压冲洗筛分、连续强力混合、磁选分离和固液分离，得到回用于农业生产、建设用地的达标土壤，具体包括如下步骤：步骤1：磁改性生物炭的制备将100nm~300nm的Fe₃O₄颗粒和十二烷基硫酸钠以5∶1的质量比加入水中，保持固液质量比1∶3，再加入NaOH调节pH到10，升温95℃，搅拌1h；反应后添加浓硝酸调节pH到7，用清水冲洗并分离出包覆十二烷基硫酸钠的Fe₃O₄颗粒，再将其与十二烷基苯磺酸钠以质量比4∶1比例加入水中，保持固液质量比1∶3，升温60℃搅拌1h，制得包覆两层表面活性剂的磁性剂；将生物炭和0.2mol/L氯化锰溶液以1∶2固液质量比在pH为5的条件下，改性活化2h，然后用清水冲洗pH至7，得到改性生物炭；再将改性生物炭和磁化剂以1∶1的质量比加入水中，保持固液质量比1∶5，升温至60℃搅拌反应1h，然后清水洗净，并在105℃下烘干2小时，得到磁改性生物炭；步骤2：高压冲洗筛分控制重金属污染土壤与磁改性生物炭的质量比为500∶1，将重金属污染土壤与磁改性生物炭混合后加入筛分系统进行筛分，同时用高压水冲洗重金属污染土壤和磁改性生物炭的混合物；经筛分分级，分别得到粒径≥20mm、5mm~20mm、≤5mm的土壤组分，其中，粒径≥20mm、5mm~20mm的土壤组分直接用于土壤回填或基础铺设；步骤3：连续强力混合采用水作分散介质，将步骤1的冲洗水、步骤4的固液分离剩余的水、筛分后的磁改性生物炭、粒径≤5mm的土壤组分一并加入连续强力混合系统搅拌混合处理1‑3h；其中控制粒径≤5mm的土壤组分与磁改性生物炭的质量比为200∶1，固液质量比为1∶5；步骤4：磁选分离将步骤3的土壤组分、磁改性生物炭的混合液加入到磁分离系统，采用湿式永磁磁选，磁场强度控制在300‑400mT；经磁选后，将吸附重金属污染物的磁改性生物炭与土壤和水的混合液分离；步骤5：固液分离将步骤4的土壤和水的混合液加入到固液分离系统，经固液分离，得到达标土壤，其含水率20wt%‑30wt%，回用于农业和建设用地；剩余的水用作步骤3的分散介质。