[发明专利]一种重金属和多环芳烃污染水体的吸附剂以及修复方法

说明书

本发明公开了一种重金属和多环芳烃污染水体的吸附剂以及修复方法。一种重金属和多环芳烃污染水体的吸附剂组成原料包括废弃食用蘑菇栽培基质和炭粉，废弃食用蘑菇栽培基质是由双孢蘑菇栽培基质、平菇栽培基质和金针菇栽培基质组成的混合物。本发明也公开了这种吸附剂的制备方法。本发明还公开了一种应用该吸附剂的污水过滤器，以及一种应用该污水过滤器修复重金属和多环芳烃污染水体的方法。本发明的吸附剂价格便宜、来源广泛、处理效率高、不会造成二次污染；设备简单，操作简单，可大范围推广。本发明所提供的修复方法是一种环境友好型、成本低、见效快、方法简单、不会产生二次污染以及处理后水可以直接用于农业灌溉的污水处理方法。

技术领域

本发明涉及一种重金属和多环芳烃污染水体的吸附剂以及修复方法。

背景技术

工业革命以后，世界各国的工业水平得到了飞速发展，为各国人民带来了财富与便利，但也带来了水体污染等问题，其中以重金属、有机多环芳烃污染最为突出。重金属可以改变水体的理化性质、毒害甚至杀死水体中的生物、在自然条件下不能够生物降解、能够随着水体流动迁移、可以通过食物链在人体内累积严重影响人身安全。例如：1956年震惊世界的日本水俣病事件就是海水中重金属汞含量超标，从而通过海产进入食物链，在人体内累积因而导致惨剧发生。1955年日本富山县痛痛病事件的罪魁祸首则是重金属镉。而有机多环芳烃早已被列为环境主要污染物，其中大多数环芳烃具有致癌能力，例如苯并芘是一个强致癌物，可以导致肺癌和心血管疾病。现实生活中，水体污染并非单一污染物污染，大多为多污染物污染水体，多污染物水体治理难度大、修复周期长，然而目前解决这方面的方法和技术还不成熟，亟待解决。

目前对于多污染水体的处理方法主要包括化学处理方法、物理处理方法和生物处理方法，其中化学处理主要是通过氧化还原反应去除水体中的重金属离子、多环芳烃，物理处理则是通过吸附剂吸附、磁场富集、沉淀剂沉淀等方法去除水体中的污染物，而生物处理是通过植物、动物、微生物等吸收富集水体中的重金属，分解多环芳烃从而达到水体净化的效果。

食用蘑菇是世界上最重要的食物材料之一。食用蘑菇栽培基质一般由秸秆、禽畜粪便和黑泥炭经堆肥腐熟后消毒制成，在经过三到五个种植周期以后，用过的基质归类为废料。目前，食用蘑菇产业以每年数千万吨的速度产生废弃栽培基质，而这些废弃栽培基质绝大多数没有得到合理的利用，因此，为了减少废弃栽培基质存储和处置相关的环境问题，食用蘑菇废弃栽培基质的重复使用是迫切需要的。在废料重复利用方面，欧洲发达国家已经利用白蘑菇废弃栽培基质改善农业土壤和生物降解农药；国内也有利用香菇废弃基质增加土壤肥力的报道。

“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”(CN102350308A)公开了利用有机物料依次进行自然风干、300～500℃炭化、机械粉碎、加入海藻酸钠通过CaCl₂溶液改性后制备成生物黑炭颗粒，该技术一方面可以有效去除重金属污染水体中的镉、铅，另一方面进行废物利用节约资源。“污染水体重金属的吸附材料的制备方法及其处理方法”(CN103447005A)公开了以玉米秸秆为原料，用氢氧化钠、环氧氯丙烷、二硫化钠、硫酸镁等对其进行黄原盐酸改性处理后得到重金属吸附材料，该材料适宜在中性及酸性重金属污染水体中进行修复，对镉有较好的吸附能力。“生物吸附剂、固定床反应器及重金属污水的处理方法”(CN104190376A)公开了以双孢菇为原料，用氢氧化钠和磷酸氢二钠溶液浸渍改性得到生物吸附剂，将吸附剂加入到设计好的固定床反应器中对重金属污染水体进行修复，该技术对重金属铅的吸附效果较好。“一种污水净化剂及污水净化方法”(CN101928069A)公开了一种污水净化剂，该净化剂由聚羟基烷酸酯、硅藻土、腐殖酸、生物活性剂、无机金属盐等物质组成，通过净化剂-水生植物联合进行污水修复，对氮、磷、多环芳烃、重金属等有较好的净化效果。

现有技术都存在吸附剂改性的这一步骤，有的还需要高温炭化，而这些步骤都是需要成本投入，在实验水平上成本投入还比较小，当进行大规模应用推广时，成本会大幅度增加，因为不仅是药剂需要成本，配套设施所需成本更加巨大。上述现有技术对单一重金属污染水体具有较好修复效果，但对多污染水体修复效果不太良好。

发明内容