一种还原性污泥炭土壤修复剂及其制备方法与流程

1.本发明属于土壤重金属污染修复剂技术领域，具体涉及一种还原性污泥炭土壤修复剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着经济的快速发展和工业的普及，环境污染问题日益突出，其中土壤污染具有极大的挑战性。土地资源十分丰富，土壤污染对于社会和经济发展带来了极大的危害。重金属镉和铅是典型的土壤污染物，但目前没有成熟的污染物处理技术用于修复这些土地。因此，开发一种高效的还原性污泥炭土壤修复剂，具有极其重要的意义。传统的土壤修复技术以吸附、迁移、化学-物理稳定化为主，常规的生物修复法效果不明显。因此，需要开发出更为高效、成本低廉的土壤修复剂来满足市场需求。


技术实现要素：

3.解决的技术问题：
4.本申请针对现有技术的不足，解决了目前没有成熟的污染物处理技术、常规的生物修复法效果不明显等技术问题，提供了一种还原性污泥炭土壤修复剂及其制备方法，利用市政污泥和金银花为原料，通过炭化和混合制备一种新型的还原性污泥炭土壤修复剂，用于固定重金属铅镉等污染物，从而解决土壤污染问题，保护环境，促进可持续发展。
5.技术方案：
6.为实现上述目的，本申请通过以下技术方案予以实现：
7.一种还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，具体包括如下步骤：
8.第一步：干化的市政污泥在马弗炉缺氧条件下400-600℃热解2-3h；
9.第二步：用1-2m硫酸酸化5-12h；
10.第三步：再浸泡于金银花茶汤中搅拌8-12h；
11.第四步：用乙醇洗涤分离，50-80℃烘干得到最终产品。
12.进一步地，所述第一步市政污泥中含有铁、铝、钙中的一种或几种元素。
13.进一步地，所述第三步金银花茶汤中还含有蜈蚣草、印度芥菜、燕麦、大麦、杠板归、鱼腥草、香蒲、薰衣草中的一种或几种。
14.进一步地，所述第三步金银花茶汤搅拌后在二甲基硅油、甲醇、乙醇或异丙醇中搅拌6-10h。
15.进一步地，所述金银花茶汤中还含有助剂，所述助剂为聚氧乙烯醚和/或十二烷基硫酸钠。
16.进一步地，所述助剂中还含有硫酸钠、硫酸铝、硫酸钾中的一种或几种。
17.进一步地，所述搅拌速度为600-800r/min。
18.本申请还公开了上述制备方法制得的还原性污泥炭土壤修复剂。
19.原理解释：所述土壤修复剂的作用机理为其含有的还原性物质可以降低土壤中重
金属的生物有效性，固定重金属。所述土壤修复剂经过热解和还原性药草浸泡等多道工序后得到，其含有的还原性物质使得修复剂表面通过含氧官能团和铁铝氧化物的吸附和沉淀。可以有效地降低土壤中重金属的生物有效性，固定重金属。还原性氛围使产品呈现负电荷，自由的金属阳离子可以通过静电吸引过程方便地被吸附到修复剂上。此外，修复剂表面的含氧官能团也会与重金属形成稳定的物种，通过沉淀过程形成络合物。此外，由修复剂表面的铁铝氧化物和氢氧化物具有絮凝和沉淀性质，因此自由的金属离子也可以被吸附到修复剂表面。本发明具有成本低、技术简单等优点，使其具有更广泛的应用前景。
20.有益效果：
21.本申请提供了一种还原性污泥炭土壤修复剂及其制备方法，与现有技术相比，具备以下有益效果：
22.1.本发明提出了一种基于市政污泥制备的还原性土壤修复剂，其含有的还原性物质和生物炭表面丰富的铁铝氧化物和氢氧化物可以有效地降低土壤中重金属的生物有效性，固定重金属。
23.2.本发明具有成本低、技术简单等优点，使其具有更广泛的应用前景。
24.3.另外，该方法可以有效地利用难以处置的污泥，以废治废，具有显著的环保效益和经济效益。
具体实施方式
25.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
26.实施例1：
27.一种还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，具体包括如下步骤：
28.第一步：干化的市政污泥在马弗炉缺氧条件下500℃热解2.5h；
29.第二步：用1.5m硫酸酸化9h；
30.第三步：再浸泡于金银花茶汤中搅拌10h；
31.第四步：用乙醇洗涤分离，70℃烘干得到最终产品。
32.使用这种产品修复含镉100mg/kg污染土壤，在4.0g/l的剂量下，实现了80％的cd固化。
33.实施例2：
34.一种还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，具体包括如下步骤：
35.第一步：干化的市政污泥在马弗炉缺氧条件下400℃热解2h；市政污泥中含有铁、铝、钙中的一种或几种元素；
36.第二步：用1m硫酸酸化5h；
37.第三步：再浸泡于金银花茶汤中搅拌8h；金银花茶汤中还含有蜈蚣草、印度芥菜、燕麦、大麦、杠板归、鱼腥草、香蒲、薰衣草中的一种或几种；金银花茶汤搅拌后在二甲基硅油、甲醇、乙醇或异丙醇中搅拌6h；
38.第四步：用乙醇洗涤分离，50℃烘干得到最终产品。
39.使用这种产品修复含镉100mg/kg污染土壤，在2.5g/l的剂量下，几乎实现了70％的cd固化。
40.实施例3：
41.一种还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，具体包括如下步骤：
42.第一步：干化的市政污泥在马弗炉缺氧条件下600℃热解3h；
43.第二步：用2m硫酸酸化12h；
44.第三步：再浸泡于金银花茶汤中搅拌12h；金银花茶汤中还含有助剂，所述助剂为聚氧乙烯醚和/或十二烷基磺酸钠；助剂中还含有硫酸钠、硫酸铝、硫酸钾中的一种或几种；
45.第四步：用乙醇洗涤分离，80℃烘干得到最终产品。
46.使用这种产品修复含镉100mg/kg污染土壤，在3.5g/l的剂量下，几乎实现了85％的cd固化。
47.以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：第一步：干化的市政污泥在马弗炉缺氧条件下400-600℃热解2-3h；第二步：用1-2m硫酸酸化5-12h；第三步：再浸泡于金银花茶汤中搅拌8-12h；第四步：用乙醇洗涤分离，50-80℃烘干得到最终产品。2.根据权利要求1所述还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述第一步市政污泥中含有铁、铝、钙中的一种或几种元素。3.根据权利要求1所述还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述第三步金银花茶汤中还含有蜈蚣草、印度芥菜、燕麦、大麦、杠板归、鱼腥草、香蒲、薰衣草中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述第三步金银花茶汤搅拌后在二甲基硅油、甲醇、乙醇或异丙醇中搅拌6-10h。5.根据权利要求1所述的还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述金银花茶汤中还含有助剂，所述助剂为聚氧乙烯醚和/或十二烷基硫酸钠。6.根据权利要求5所述的还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述助剂中还含有硫酸钠、硫酸铝、硫酸钾中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的还原性污泥炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述搅拌速度为600-800r/min。8.一种权利要求1-7任一制备方法制得的还原性污泥炭土壤修复剂。

技术总结
本申请公开一种还原性污泥炭土壤修复剂及其制备方法，干化的市政污泥在马弗炉缺氧条件下400-600℃热解2-3h；用1-2M硫酸酸化5-12h；再浸泡于金银花茶汤中搅拌8-12h；用乙醇洗涤分离，50-80℃烘干得到最终产品；其含有的还原性物质和生物炭表面丰富的铁铝氧化物和氢氧化物可以有效地降低土壤中重金属的生物有效性，固定重金属；具有成本低、技术简单等优点，使其具有更广泛的应用前景；另外，该方法可以有效地利用难以处置的污泥，以废治废，具有显著的环保效益和经济效益。显著的环保效益和经济效益。


技术研发人员：叶长青 王海东 缪颖 王伟熠
受保护的技术使用者：江苏伟恒土壤治理科技有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/5