[发明专利]一种固废生物质炭化材料治理重金属/有机物复合污染废水的方法

说明书

本发明公开了一种固废生物质炭化材料治理重金属/有机物复合污染的方法，具体为：将生物质炭化材料加入到含重金属/有机物复合污染的水体中，然后加入NaNOsubgt;3/subgt;作为背景电解质，经调节pH后进行水中重金属/有机物的吸附反应；一定时间后用微孔膜过滤分离生物炭，即得处理后的水；且分离后的固废生物炭可通过酸洗处理进行回收再利用；本发明的固废生物质炭化材料以果蔬固废为原料采用熔盐法制备，再利用氧化处理工艺对其表面改性得到。本发明通过将固废处理后资源化利用，实现废转材，制得的生物炭不仅含有丰富的官能团而且具备特殊的孔隙结构，可以协同发挥物理和化学吸附，能更有效的治理废水中的重金属/有机污染物复合污染。

技术领域

本发明涉及重金属/有机物复合污染治理技术领域，特别涉及一种固废生物质炭化材料治理重金属/有机物复合污染废水的方法。

背景技术

为满足人类生活及工业生产的需求，化学药剂被大量应用，产生的废水中含有大量的重金属、有机物（如抗生素）等。重金属进入水体后难以去除，对环境生物造成持续性毒害；而一些有机物如抗生素，进入水体后会破坏水体生态系统，导致水体黑臭等现象。当重金属和有机物同时污染水体时，易发生复合污染。目前，可利用电化学法、生物处理、吸附等技术治理重金属/有机物复合污染。其中电化学是利用氧化还原反应将污染物予以分解或转化，设备简单易操作，但能耗大、综合利用率低；生物处理是利用生物代谢或吸收等方式去除水体中的污染物，有效避免二次污染，但对环境条件要求高、耗时长，此外针对抗生素效率不佳。

与其他方法相比，吸附技术具有高效、低成本、环保、操作简单便捷等优点。常用的吸附材料有活性炭、沸石、分子筛等。分子筛等非同类产品，比较性不佳，同时它们较昂贵。同类产品如活性炭具有巨大的比表面积、化学性质稳定、耐强酸强碱、具有良好的吸附性能，但受制于高温煅烧制备法（一般在800度以上）难以进一步降低成本。Zhang等用活性炭治理挥发性有机废气，所制备的活性炭能够有效地吸附有机废气中的苯、甲醇、正己烷、环己烷（ Carbon, 2020, 567-579）。活性炭还可应用于含油污水、印染废水、含铬、汞废水、含氰废水等含重金属或大分子有机物废水处理。但其微孔结构不利于大分子有机污染物的去除，并且再生后效率明显下降，是其另一项不足所在。

固废生物质在低氧份较低温下转化成生物炭，具有实现固废资源化利用。并且，生物炭具有优异的物理化学稳定性、环境友好性、良好的生物相容性、高离子交换及再生能力等。作为一种新型碳材料吸附剂，生物炭不仅具有特殊的孔隙结构，而且含有丰富的官能团（如氧官能团、氮官能团、卤素等杂原子的官能团）。可以同时发挥物理和化学吸附作用，有效吸附污水中重金属离子和大分子有机物，在环境治理方面具有广阔的发展前景。例如，Dong等人在500 ℃氮气保护下成功将废弃咖啡粉煅烧成生物炭，用于吸附去除四环素（TC），可以达到39.2 mg g^-1吸附量（Bioresource Technology, 2019, 284, 197-203）。还有，Xue等人在300 ℃下通过水热反应将花生壳转变成生物炭，并经H₂O₂改性处理，可以将铅吸附量从0.9 mg g^-1提高到22.8 mg g^-1（ Chemical Engineering Journal, 2012, 200-202, 673-680）。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种固废生物质炭化材料治理重金属/有机物复合污染的方法。