【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及地下水治理，具體涉及一種地下水污染治理用吸附劑及其制備方法。
技術介紹
1、地下水是地球上最重要的淡水資源之一，它支撐著人類生活、農業灌溉、工業生產等多個方面的需求。然而，隨著人類活動的不斷增加，地下水污染問題日益嚴重。特別是近年來，由于工業化、城市化進程的加速，地下水中的污染物含量不斷上升，嚴重威脅著人類的健康和生態環境的平衡。在此背景下，地下水環境污染問題十分突出，采取科學的治理措施，以此保障地下水資源的安全和可持續利用。
2、目前，地下水修復工程中常用的修復技術主要有自然衰減法、化學氧化/還原法、物理修復法等。其中自然衰減法主要通過土壤顆粒的吸附、污染物質的微生物降解、地下水中的稀釋和彌散。微生物在自然衰減過程中扮演主要角色，但自然衰減方法僅適用于污染程度低的場地，且修復周期較長。化學氧化/還原法通過氧化或者還原等原理將污染物轉化為無害物質，具有修復效率高，擾動小的特點，但修復過程引入較多新的化學物質導致二次污染。而物理修復法在不引入新污染物的情況下，實現污染物的有效控制。其中主要包括水利控制和材料吸附法，其中材料吸附法具有適用范圍廣、成本低、處理速度快、化學污染風險低等優點，在工程中應用最為廣泛。但是吸附劑法也存在一定的局限性，例如對污水的水質要求較高，如果污水中含有大量懸浮物和沉淀物，會降低吸附效率，以及飽和吸附劑殘留在水中容易造成二次污染。
3、因此提供一種防堵塞且容易從水中易取出的地下水治理用吸附劑成為亟待解決。
技術實現思路
1
2、步驟一，將生物質在60-90℃下烘干至恒重，粉碎過80-90目篩，然后碳化處理，冷卻至室溫，活化改性后得活性炭粉末。
3、優選的，所述生物質為餐廚廢棄物、農林廢棄物和廢紙制品中的一種或多種；所述餐廚廢棄物優選剩飯剩菜、果皮蛋殼和骨頭殘渣等，所述農林廢棄物優選秸稈、稻殼和枯枝殘葉等，所述廢紙制品優選廢紙箱、廢紙板、企業單位用紙、工程用紙和書刊報紙等。
4、優選的，所述碳化處理為，將管式爐預熱至140-160℃，保持10-20min，然后在氮氣保護下，將生物質粉末放入管式爐中，按照10-15℃/min的升溫速率，將溫度升到450-550℃，達到目標溫度后保持1.5-2h。
5、優選的，所述活化改性操作為，將粉末與活化劑按質量比1:5混合，80-90r/min攪拌15-20min后取出放入管式爐中，按照10-15℃/min的升溫速率，將溫度升到550-650℃并保持1-1.5h。優選的，所述活化劑為(1-2)mol/l?naoh溶液或(1-2)mol/l?koh溶液。
6、步驟二，將活性炭粉末、fecl2溶液和fecl3溶液混合攪拌10-15min，轉速60-70r/min，然后加入naoh溶液繼續攪拌10-15min，然后超聲處理10-20min，過濾掉濾液，得磁性活性炭；
7、優選的，所述活性炭粉末、fecl2溶液、fecl3溶液和naoh溶液的比例為1g:10ml:10ml:30ml；最優選的，所述fecl2溶液的濃度為0.15-0.25g/ml、所述fecl3溶液的濃度為0.35-0.45g/ml，所述naoh溶液的濃度為4-5mol/l。
8、步驟三，將活性炭粉末與ca(no3)2溶液混合攪拌20-30min，轉速80-90r/min，然后加入na2sio3溶液繼續攪拌10-15min，然后超聲處理10-20min，過濾掉濾液，得硅酸鈣活性炭；
9、優選的，所述活性炭粉末、ca(no3)2溶液和na2sio3溶液的比例為5g:8ml:4ml。最優選的，所述ca(no3)2溶液的濃度為0.1-0.2g/ml，所述na2sio3溶液的濃度為0.2-0.3g/ml；
10、步驟四，將磁性活性炭、硅酸鈣活性炭、白云石、石英砂和氧化鋁顆粒混合研磨至粒徑1-3mm，黏結劑結劑和絮凝劑混合裝入外包膜中，得地下水污染治理用吸附劑。
11、優選的，所述磁性活性炭、硅酸鈣活性炭、白云石、石英砂、氧化鋁顆黏結劑結劑和絮凝劑的質量比為10:10:8:7:5:5:5。
12、最優選的，黏結劑結劑為聚乙烯醇、凹凸棒土和樹脂，質量比為3:4:3。所述絮凝劑為聚丙烯酰胺，所述外包膜為無紡布袋、尼龍袋或透水袋中的一種。
13、本專利技術具備以下優點：
14、(1)活性炭具有多孔結構和巨大的表面積，可以有效吸附重金屬、氨氮、苯酚等地下水常見有機化合物以及難溶的膠體顆粒等，硅酸鈣可以有效吸附水中的重金屬、污染物和硫酸鹽等有害物質。所以，活性炭負載硅酸鈣復合材料對重金屬和有機物污染物具有顯著的吸附效果。
15、(2)磁性fe3o4顆粒對銅、鎳、鉻、鎘和鉛等重金屬離子有顯著的吸附作用，由活性炭負載后一方面增強了對有機物的吸附作用，另一方面活性炭可以吸附一些粒徑較大的雜質，防止堵塞磁性fe3o4顆粒。
16、(3)白云石和石英砂可以將水中的懸浮物質、膠體物質等吸附在其表面上，提高水質，防止堵塞其他吸附劑；另外，白云石還可吸附污染物，石英砂具有良好的耐酸堿性能，適用于各種ph值的復雜地下水環境。
17、(4)聚丙烯酰胺可以聚集地下水中的膠體顆粒，使其形成較大的聚集體，去除難溶解的雜質污染物，再用吸附劑將這些雜質污染物固定下來，防止堵塞吸附劑和造成二次污染。
18、(5)將吸附劑裝入無紡布袋、尼龍袋或透水袋中，埋設于含水層中，當吸附劑接近飽和時，方便將裝有吸附劑的布袋取出，對吸附劑進行后續環保處理，防止飽和吸附劑殘留地下水中造成二次污染。
19、(6)本專利技術使用原材料綠色環保、無毒、無害、無污染，對環境影響較小，且使用廢棄物制備活性炭材料，成本較低，污染物去除效果顯著。
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1.一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，還包括將生物質在60-90℃下烘干至恒重，粉碎過50-60目篩，然后碳化處理，冷卻至室溫，活化改性后得活性炭粉末。
3.根據權利要求2所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，所述碳化處理為，將管式爐預熱至140-160℃，保持10-20min，然后在氮氣保護下，將生物質粉末放入管式爐中，按照10-15℃/min的升溫速率，將溫度升到450-550℃，達到目標溫度后保持1.5-2h。
4.根據權利要求2所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，所述活化改性操作為，將粉末與活化劑按質量比1:5混合，80-90r/min攪拌15-20min后取出放入管式爐中，按照10-15℃/min的升溫速率，將溫度升到550-650℃并保持1-1.5h。
5.根據權利要求4所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，所述活化劑為(1-2)mol/L?NaOH溶液或(1-
6.根據權利要求1所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟一中所述活性炭粉末、FeCl2溶液、FeCl3溶液和NaOH溶液的比例為1g:10ml:10ml:30ml；步驟二中所述活性炭粉末、Ca(NO3)2溶液和Na2SiO3溶液的比例為5g:8ml:4ml。
7.根據權利要求1所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟一中所述FeCl2溶液的濃度為0.15-0.25g/ml、所述FeCl3溶液的濃度為0.35-0.45g/ml，所述NaOH溶液的濃度為4-5mol/L；步驟二中所述Ca(NO3)2溶液的濃度為0.1-0.2g/ml，所述Na2SiO3溶液的濃度為0.2-0.3g/ml。
8.根據權利要求1所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟三中所述磁性活性炭、硅酸鈣活性炭、白云石、石英砂、氧化鋁顆粒、黏結劑和絮凝劑的質量比為10:10:8:7:5:5:5。
9.根據權利要求8所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，所述黏結劑為聚乙烯醇、凹凸棒土和樹脂，質量比為3:4:3；所述絮凝劑為聚丙烯酰胺，所述外包膜為無紡布袋、尼龍袋或透水袋中的一種。
10.權利要求1-9任一項所述方法制備的地下水污染治理用吸附劑。
...【技術特征摘要】
1.一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，還包括將生物質在60-90℃下烘干至恒重，粉碎過50-60目篩，然后碳化處理，冷卻至室溫，活化改性后得活性炭粉末。
3.根據權利要求2所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，所述碳化處理為，將管式爐預熱至140-160℃，保持10-20min，然后在氮氣保護下，將生物質粉末放入管式爐中，按照10-15℃/min的升溫速率，將溫度升到450-550℃，達到目標溫度后保持1.5-2h。
4.根據權利要求2所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，所述活化改性操作為，將粉末與活化劑按質量比1:5混合，80-90r/min攪拌15-20min后取出放入管式爐中，按照10-15℃/min的升溫速率，將溫度升到550-650℃并保持1-1.5h。
5.根據權利要求4所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備方法，其特征在于，所述活化劑為(1-2)mol/l?naoh溶液或(1-2)mol/l?koh溶液。
6.根據權利要求1所述的一種地下水污染治理用吸附劑的制備...
【專利技術屬性】
技術研發人員：夏甫，韓旭，贠智超，楊昱，姜永海，廉新穎，劉奇緣，鄧圣，臧永歌，
申請(專利權)人：中國環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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