[发明专利]用于处理污染物的吸附材料及方法

说明书

本发明提供了一种用于处理污染物的吸附材料及方法，包括使该物质与沥青质接触以吸附一种或多种污染物。比如，沥青质可用于处理或修复包括水和土壤的污染。本发明还提供了颗粒或纤维形式的沥青质，其用于从水或土壤中吸附例如有机污染物等物质。由此实现了沥青质与微生物结合用于生物化学降解污染物的方法。本发明提供了一种用于从污染物质中除去污染物的吸附剂材料，其中吸附剂材料包括沥青质。整个过程绿色环保，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及环境污染的治理，具体的说是一种用于处理污染物的吸附材料及方法。

背景技术

水和土壤的污染导致相当长时间的环境破坏，这些污染物包括溶解的有机物质，污水，农用化学品等。污染的水或土壤的处理方法通常昂贵且低效，并且某些时候可能会导致进一步的环境污染，例如，当采用化学手段时添加化学试剂以解决其他更有害的化学品时会进一步带来污染。目前提供的各种解决方案包括治疗和预防手段，物理方法，过滤和化学处理方法等，均是去除或降低水和土壤中的污染物水平。这些解决方案虽然具有一定程度的有效性，但都具有某些缺陷。现有解决方案的一个实例是使用活性炭处理污水，例如颗粒形式，其中活性炭用作溶解在水中的有机污染物的吸附介质。这种活性炭具有大的表面积(即500-2000m²/g)，因此非常适合吸附溶解的有机物。然而这种材料昂贵且其生产过程耗能巨大。因此在一方面处理环境损害的同时，生产活性炭的能量需求可能导致一些环境损害。

美国专利No.7,638,057所示，某些炼油厂副产物，特别是石油焦，也已用于处理含有溶解的有机物水。然而与活性炭一样，焦炭也是使用昂贵且高能耗的加工设备生产。此外，石油焦可能经历热变，本身具有污染风险。

本领域已知农业土地被残留的农用化学品例如除草剂，杀真菌剂，杀虫剂和杀虫剂，以及肥料等高度污染。Koustas等人提出了[Koustas,R.,Singhvi,R.,Mohn,M.,US EPA,Contaminants and Remedial Options at Pesticide Sites,1994]传统的土壤修复策略，如稳定化和固化，土壤清洗，热解吸，溶剂萃取和生物修复等，但是实施成本通常很高，特别是在大面积土地和大量土壤必须净化的情况下。因此，需要一种用于处理污染水和/或土壤的有效且成本有效的处理装置。

石油是数百万种烃化合物的复杂混合物，包括硫和氮杂原子和含金属的物质。在传统的炼油厂操作中，石油原料经常压和真空蒸馏，随后在各种常规精炼工艺中处理蒸馏出的石油馏分，用以生产运输燃料，例如汽油，航空燃料和柴油等。不可蒸馏的减压渣油(VR)，通常被称为底物，由于它们的性能较差，例如氢含量不足和杂质(金属，硫，氮和焦炭前体)含量高，因此不易加工[Chung,K.H.and Xu,C.,Fuel,2001,80(8),1165-1177]。在一些炼油厂，VR与轻质石油馏分混合，作为发电燃料油或海洋燃料油进行出售。在其他炼油厂中，热裂解过程，即焦化，通常将VR转化为石脑油，瓦斯油和焦炭。进一步加工来自Coker的石脑油和瓦斯油作为生产运输燃料；包含VR中大部分杂质的副产物焦炭用作发电厂燃料，并且经常用作煤的固体燃料替代物。在复杂的炼油厂中，利用密集型催化加氢处理装置通过进一步去除杂质和提高原料可加工性来预处理VR。这样做，一部分VR产物为副产物沥青，其含有大量杂质并作为燃料油出售。对于含有较少量杂质的VR，可将其与减压瓦斯油(VGO)混合并在渣油流化催化裂化(RFCC)装置中处理以生产汽油，柴油和浆料油。副产物浆料油是高沸点未转化的馏分，其含有催化剂细粉。将浆料油进行物理分离，其中催化剂细粉在重质浆料油馏分中浓缩，将其析出并处理；而轻质油浆馏分则作为燃料油出售。