[发明专利]一种基于PAL改性材料去除畜禽粪便中重金属的方法

说明书

本发明公开了一种基于PAL改性材料去除禽畜粪便中重金属的方法，属于环境和农业技术领域，该方法采用高温活化的凹凸棒土，环糊精，生物炭，单宁酸制备成具有吸附作用的圆形蜂窝煤吸附粒，然后结合电化学处理法对禽畜粪便进行重金属的处理，本发明提供的方法具有简单易操作的特点，且对重金属的去除操作不会产生二次污染，电化学去除游离的重金属离子，圆形蜂窝煤吸附粒吸附非离子态的重金属，具有去除效率高的优点，适合工业生产。

技术领域

本发明属于环境和农业技术领域，具体涉及一种基于PAL改性材料去除畜禽粪便中重金属的方法。

背景技术

随着集约化养殖业的发展，铜、锌、镉、砷等重金属微量元素被广泛添加到动物饲料中，而畜禽对微量元素的利用率低，大量重金属随粪便排出，如铜和锌在粪便中排泄量占95％以上，畜禽对饲料中无机镉的吸收率仅为1％-3％，对有机镉的吸收率也仅为10％-25％，随着国家对生态环境的日益重视，集约化养殖场畜禽粪便重金属残留的问题，以及对水体、土壤带来的环境风险越来越受到关注，成为了一个急切需要解决的环境问题。

目前，国内外在处理禽畜类粪便中重金属的办法以有氧堆肥为主，通过物理化学生物技术实现重金属的高效钝化，降低重金属的有效性，利用物理方法对堆肥中重金属的吸附，吸附剂的成本低、来源广、吸附原理简单，但去除率不高，吸附剂与堆肥难以分离，这也是重金属以钝化为主，难以去除的原因。禽畜类粪便堆肥重金属钝化的化学技术，主要是采用酸化处理和加表面活性剂，表面活性剂的环境效益危害较大。酸化处理方法简单、效果明显，但因酸的消耗成本较高，未能得到广泛应用；禽畜类粪便堆肥重金属钝化的生物技术主要是重金属通过微生物作用在高的氧化还原电位和低的pH值作用下转化成可溶态的重金属，在淋滤过程中达到重金属的去除，高浓度的重金属林滤液一般通过电解作用得以去除，但该方法成本较高，未能应用于生产实践。随着技术的进步，新的重金属吸附剂也在不断的备开发研究出来，在结合新的处理技术，目前物理吸附禽畜粪便中的重金属仍是被应用最广的，如中国专利公布号CN107253814A采用硅酸钠水溶液对凹凸棒土进行包裹，然后将包裹的凹凸棒土与丙酮缩氨基硫脲进行改性，将改性后的凹凸棒土对禽畜粪便进行过滤吸附，除去禽畜粪便中的重金属离子，同样的，中国专利公布号CN105732130A采用凹凸棒土、生物炭和硫代硫酸钠组成的复合吸附剂对粪便中的重金属离子进行吸附，因此凹凸棒土由于其特别的层结构，而被广泛的应用在吸附领域。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种基于PAL改性材料去除畜禽粪便中重金属的方法，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于PAL改性材料去除畜禽粪便中重金属的方法，具体步骤如下：

1)将凹凸棒土在温度300-350℃下高温活化1.5-2.5h，得活化凹凸棒土；

2)按重量计，将30-35份活化凹凸棒土，5-8份生物炭，1-2.5份单宁酸球磨混合均匀，进行蜂窝挤压造粒，得蜂窝吸附粒；

3)将蜂窝吸附粒置于装有粪便溶液的4-6V电化学装置中，进行吸附处理3-5h。

2.根据权利要求1所述的基于PAL改性材料去除畜禽粪便中重金属的方法，其特征在于，所述凹凸棒土的粒径为150-200目。

优选的，所述球磨的转速为500-600r/min，球磨时间为40-60min，充分接触，不破坏凹凸棒土的层状结构。

优选的，所述电化学装置的电极为石墨，电极间距为8-10cm。

优选的，所述蜂窝吸附粒的粒径为0.5-0.8cm，添加量为干燥粪便质量的5％-10％，有利于充分吸附接触，提高吸附效率。

优选的，所述粪便溶液中干燥粪便与水的比值为1:10。