一种无害化处理重金属土壤的方法与流程

本发明涉及一种无害化处理重金属土壤的方法，属于环保技术领域。

背景技术：

随着工业技术水平的不断发展，土壤重金属污染日趋严重，其污染源主要是重金属选厂、重金属冶炼厂以及重金属使用和加工行业所产生的工业废渣、工业废水和工业废气。不同种类的重金属土壤，其性状特点有着较大的差异，采取的最终处理处置措施也应具有针对性。目前重金属污染土壤处置技术的基本原理主要有固化作用和活化作用，围绕这两个方面，已相应地提出了物理、化学和生物修复技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种无害化处理重金属土壤的方法，本发明采用改性纳米炭黑对重金属土壤进行改性，然后种植桉树，将土壤中重金属转移到桉树组织中。弥补了无害化处理重金属土壤的技术空缺，达到了重金属土壤修复的目的。

本发明的技术方案是：一种无害化处理重金属土壤的方法，具体步骤如下：

（1）首先使用介质阻挡放电法改性纳米炭黑：将纳米炭黑输送至介质阻挡放电装置中，在等离子体放电过程中，纳米炭黑颗粒经过放电区域，发生等离子体改性，使炭黑的比表面积和表面粗糙程度增大以及在炭黑表面引入含氧或含氮官能团，然后将改性后的纳米炭黑与未改性的纳米炭黑进行分离，得到水溶性和重金属吸附能力均较强的改性纳米炭黑；

（2）将步骤（1）得到的改性纳米炭黑加入到重金属土壤中，并混匀得到重金属土壤混合体，然后对重金属土壤混合体进行喷淋，控制重金属土壤混合体的含水率为30~50%，然后在重金属土壤混合体上种植桉树，桉树对重金属土壤混合体中的重金属进行吸附。

所述步骤（1）中介质阻挡放电装置为介质阻挡放电等离子装置，纳米炭黑输送使用螺旋进料器。

所述步骤（1）中介质阻挡放电法改性纳米炭黑在常温常压下进行。

步骤（2）中改性纳米炭黑与重金属土壤的质量比为0.5~1.5:100，混匀采用旋耕机。

步骤（2）中重金属土壤混合体上每平方米种植一颗桉树，种植时间为10~30天。

所述步骤（1）中纳米炭黑的纯度≥95%。

本发明的有益效果是：

本发明的方法流程较为简便，所采用的材料以及试剂比较易得且不会对环境造成二次污染，能够有效去除土壤中超标的重金属，弥补了重金属土壤修复的技术空缺，达到了无害化去除土壤中重金属的目的。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1所示，本无害化处理重金属土壤的方法，具体步骤如下：

（1）首先使用介质阻挡放电法改性纳米炭黑：将采购的纳米炭黑（纯度为95%）通过螺旋进料器输送至介质阻挡放电装置中，并通过流量计调节放电装置中反应气空气、氩气的流量，在等离子体放电过程中，纳米炭黑颗粒经过放电区域，发生等离子体改性，使炭黑的比表面积和表面粗糙程度增大以及在炭黑表面引入含氧或含氮官能团，改性15min后，关闭电源，加大气体流量，再将改性后的纳米炭黑与未改性的纳米炭黑进行分离，得到水溶性和重金属吸附能力均较强的改性纳米炭黑，改性过程在25℃、1个大气压下进行；

（2）将步骤（1）得到的改性纳米炭黑加入到重金属土壤中，其中改性纳米炭黑与重金属土壤的质量比为0.5:100，并混匀得到重金属土壤混合体，然后对重金属土壤混合体进行喷淋，控制重金属土壤混合体的含水率为30%，然后在重金属土壤混合体上每平方米种植一颗桉树，种植时间为10天，桉树对重金属土壤混合体中的重金属进行吸附。

取步骤（2）所得的重金属土壤混合体样进行化验分析，得出土壤中各重金属的去除率如表1所示，经过本发明方法处理的重金属土壤，其中重金属cu、cd、pb、zn的去除率分别为率为78.31%、73.22%、76.13%、74.88%。

表1

实施例2：（1）首先使用介质阻挡放电法改性纳米炭黑：将采购的纳米炭黑（纯度为97%）通过螺旋进料器输送至介质阻挡放电装置中，并通过流量计调节放电装置中反应气空气、氩气的流量，在等离子体放电过程中，纳米炭黑颗粒经过放电区域，发生等离子体改性，使炭黑的比表面积和表面粗糙程度增大以及在炭黑表面引入含氧或含氮官能团，改性25min后，关闭电源，加大气体流量，再将改性后的纳米炭黑与未改性的纳米炭黑进行分离，得到水溶性和重金属吸附能力均较强的改性纳米炭黑，改性过程在25℃、1个大气压下进行；

（2）将步骤（1）得到的改性纳米炭黑加入到重金属土壤中，其中改性纳米炭黑与重金属土壤的质量比为0.8:100，并混匀得到重金属土壤混合体，然后对重金属土壤混合体进行喷淋，控制重金属土壤混合体的含水率为40%，然后在重金属土壤混合体上每平方米种植一颗桉树，种植时间为20天，桉树对重金属土壤混合体中的重金属进行吸附。

取步骤（2）所得的重金属土壤混合体样进行化验分析，得出土壤中各重金属的去除率如表2所示，经过本发明方法处理的重金属土壤，其中重金属cu、cd、pb、zn的去除率分别为率为82.09%、79.81%、81.01%、79.68%。

表2

实施例3：（1）首先使用介质阻挡放电法改性纳米炭黑：将采购的纳米炭黑（纯度为99%）通过螺旋进料器输送至介质阻挡放电装置中，并通过流量计调节放电装置中反应气空气、氩气的流量，在等离子体放电过程中，纳米炭黑颗粒经过放电区域，发生等离子体改性，使炭黑的比表面积和表面粗糙程度增大以及在炭黑表面引入含氧或含氮官能团，改性35min后，关闭电源，加大气体流量，再将改性后的纳米炭黑与未改性的纳米炭黑进行分离，得到水溶性和重金属吸附能力均较强的改性纳米炭黑，改性过程在25℃、1个大气压下进行；

（2）将步骤（1）得到的改性纳米炭黑加入到重金属土壤中，其中改性纳米炭黑与重金属土壤的质量比为1.5:100，并混匀得到重金属土壤混合体，然后对重金属土壤混合体进行喷淋，控制重金属土壤混合体的含水率为50%，然后在重金属土壤混合体上每平方米种植一颗桉树，种植时间为30天，桉树对重金属土壤混合体中的重金属进行吸附。

本实施例的结果如表3所示，经过此方法处理的重金属土壤，其中重金属cu、cd、pb、zn的去除率分别为率为82.89%、80.01%、80.62%、79.58%。

表3

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。