[发明专利]一种土壤重金属修复剂制备方法及膨化制备装置有效

专利信息
申请号: 201910361532.0 申请日: 2019-04-30
公开(公告)号: CN109929563B 公开(公告)日: 2023-01-10
发明(设计)人: 宋贵民;曹磊;孙琴;仲崇军;杜丽阳;阿荣其其格 申请(专利权)人: 北京贵清科技有限公司
主分类号: C09K17/40 分类号: C09K17/40;C05G3/80;C09K101/00
代理公司: 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 11390 代理人: 胡剑辉
地址: 100000 北京市丰台区南四环*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 土壤 重金属 修复 制备 方法 膨化 装置
【说明书】:

发明实施例公开了一种土壤重金属修复剂制备方法,包括,粗选生物副产品,并进行粉碎;加入催化剂后进行高温加压蒸煮;添加反应剂后进行高温膨化、低温发酵、脱水、干燥,制成初步产品;对初步产品进行再次的粉碎、吹扫过滤,形成最终产品,以及其膨化制备装置,包括设置有进料口和出料口的高压舱体,以及安装在高压舱体内的物料平压机构,物料平压机构与进料口之间设置有流化转料床,出料口连接有膨胀腔,高压舱体偏底部的侧壁通过送气管道连接有蒸气发生装置,且高压舱体的顶部通过循环管道连接至蒸气发生装置,循环管道上设置有泄压阀,具有长期稳定的钝化修复效果,不引入二次污染且可以增加土壤肥力,有利于植物营养素的形成。

技术领域

本发明实施例涉及重金属污染修复技术领域,具体涉及一种土壤重金属修复剂制备方法及膨化制备装置。

背景技术

目前,土壤原位钝化修复技术研究发展迅速,通过向修复目标土壤中引入硅钙物质、含磷物质、有机物料、金属及其氧化物等钝化剂,实现对重金属进行固定化/稳定化过程,降低其生物可利用性和重金属离子移动性,达到土壤功能修复的目的;

硅钙物质以石灰为代表,农田施用石灰提升了土壤pH值,促进了对重金属阳离子的吸附,形成重金属硅酸盐沉淀而降低重金属迁移性和生物可利用性,但也易引起土壤的过度石灰化,促使重离子浓度升高且土壤板结、有机质功能丧失而导致作物减产甚至绝收。含磷物质以羟基磷灰石、磷矿粉、钙镁磷肥、骨粉等为代表,含磷物质修复重金属污染的主要对象为铅,铅经磷诱导后,变为稳定而难溶于水的磷酸铅,从而被固定在土壤中。

一般情况下,土壤的含磷量越高,对于铅的钝化固定效果越好,但过量引入的可溶解磷,将以各种形态向地表或地下水迁移,造成水体富营养化和污染,也会使得硒、砷和锌等加速浸出,引起植物营养素的快速流失。有机物料也是原位钝化修复技术重要的发展方向,主要是以提高pH值,增加阳离子交换量、形成难溶金属有机络合物方式对重金属离子进行原位钝化,例如腐殖酸有机堆肥,有机物料的钝化效果决定于腐殖酸分子量,分子量越大、芳构化程度越高,则对金属的钝化作用越强。腐殖酸钝化的另一决定因素是其自身的金属含量,低金属含量有机堆肥的晶格结构对金属的固定作用远强于高金属含量有机堆肥,所以,采用不同工艺条件及不同来源的有机物料制成的土壤钝化剂,修复效果差异很大,同时,腐殖酸组分中的低分子量有机酸易与金属形成可溶性络合物,反而抑制了金属在土壤中的吸附固定,还可能引入过量有机、无机二次污染。金属氧化物通过表面吸附、共沉淀完成对土壤重金属的钝化固定,土壤中有机、无机配位体硫酸亚铁在砷污染固定中效果明显,但引起的土壤酸化问题不容忽视,酸化土壤可以使已被固定的镉、铜和锌等重金属重新释放,也存在二次污染的问题。

另外,不仅土壤pH值是影响重金属固定的主要内因,氧化还原电位也是同样影响农作物对土壤重金属吸收积累的重要因素,例如:长期淹水使得土壤pH值和Eh值升高,水稻中镉含量降低显著,但铅、铜溶解度随之增大,移动性增强,作物对重金属的吸收量增加。铅铬或镉锌共存时,由于金属元素之间相似的化学性质,常产生交互作用,导致拮抗重金属元素迁移性增强。含磷物质修复铜、铅、锌等复合型污染时,重金属之间还存在点位竞争作用,吸附量最大下降比例超过70%。将水田改为旱地的种植模式可以有效降低砷的毒性,但同时也增加了镉的生物可利用性等。综上所述,土壤重金属污染修复需综合考虑修复成本和修复效率因素影响,同时还要避免向土壤中引入二次污染以及重金属元素之间的拮抗作用。

发明内容

为此,本发明实施例提供一种土壤重金属修复剂制备方法及膨化制备装置,实现了成本低廉、修复效率高的复合型重金属污染修复技术和修复剂,该修复剂具有长期稳定的钝化修复效果,不引入二次污染且可以增加土壤肥力,有利于植物营养素的形成,同时通过膨化装置解决在修复剂制备过程中膨化效果差,膨化过程复杂的问题。

为了实现上述目的,本发明的实施方式提供如下技术方案:

一种土壤重金属修复剂制备方法,其特征在于,包括步骤:

S100、利用吹扫系统过滤粗选生物副产品,并进行初步的粉碎;

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