[发明专利]一种污水地质改良剂

说明书

技术领域

本发明涉及底质改良技术领域，具体是一种污水地质改良剂。

背景技术

伴随工业生产的现代化，含有多种金属离子Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Ba²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Se²⁺ 或As³⁺ 等的大量废水要求排入江河、湖泊或海洋中，尤其是废水中的重金属离子Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺ 和As³⁺ 等对土壤造成严重污染。作物从土壤中吸收和积累的重金属常通过食物链进入人体内，严重威胁人类健康。土壤污染具有明显的隐蔽性、滞后性、累积性和不可逆转性等特点,土壤一旦受到污染,则需要很长的治理周期和较高的投资成本,造成的危害也比其他污染更难消除。因此针对各种土壤中重金属离子的检测、分析、分离、富集，以及回收再利用具有意义。

传统的重金属离子分离、富集、回收方法有：蒸发浓缩法、化学沉淀法、膜透析法、溶剂抽提法、电化学沉析法以及聚合物螯合剂等。目前广泛使用的重金属离子分离、富集、回收方法存在所需设备投资大，富集回收材料生产能耗高，生产成本高，使用条件复杂，循环利用难度大，甚至造成二次污染等问题。

吸附剂吸附法由于其吸附效果好，具有不产生二次污染，可再生回收等优点而得到广泛关注。随着对能源的可持续利用认识的加强以及环境意识的提高，可再生的天然材料成为重金属吸附剂的合成理想选择之一。其中，由廉价、易制备、可降解的环保天然高分子材料——纤维素为基体所合成的吸附材料成为研究热点。纤维素作为高分子骨架，具有良好的化学稳定性和机械强度，分子排列紧密有序，并且强烈的氢键作用所构成的纤维素结晶区使纤维素高分子骨架具有一定的强度、抗溶胀性和化学稳定性，也是纤维素接枝改性重金属吸附剂可循环使用的一个重要因素。然而，其本身相对较低的可及度在赋予其较高的机械性能的同时也限制了其应用范围。为了提高纤维素材料的功能性，研究者们提出了多种改性手段。接枝共聚法由于可灵活地将多种功能基团引入纤维素骨架，极大丰富了改性效果而十分吸引人。其中，在接枝共聚改性过程中通过引入环氧基团固定功能化基团，因环氧可固定功能基范围广、固定效果好而备受关注。

现有技术如授权公告号为CN102229674B的中国发明专利，公开了一种多功能螯合纤维素及其制备方法；授权公告号为CN103304820B的中国发明专利，公开了一种高效聚乙烯亚胺改性纤维素基重金属吸附剂的制备方法；授权公告号为CN102863543B的中国发明专利，公开了一种水溶性阳离子纤维素材料及其制备方法。上述制备的纤维素材料吸附重金属的种类有限，重复使用率有待提高，且只适用于废水的处理，不能用于被废水污染的土壤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重金属和毒物去除率高，可调节pH值，可肥化土壤，可重复利用的污水底质改良剂。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：

1）预处理：将甘蔗渣酸浸，酸浸剂为5~8%盐酸，酸浸时间为40~60min，辅以超声波处理。甘蔗渣由纤维素、木质素和半纤维素组成，这三种物质都有大量的羟基，可作为反应性基团。但纤维素、半纤维素及木质素三者的紧密包裹结构，以及它们之间的氢键和范德华力作用，使大量反应性羟基难以与反应试剂触及。通过酸浸和超声波处理切断它们之间的连接，提高纤维素的反应可及性，并且不会破坏纤维素结构；