[发明专利]一种对热脱附技术修复多溴联苯醚污染土壤的尾气进行降解的方法

说明书

本发明涉及一种对热脱附技术修复多溴联苯醚污染土壤的尾气进行降解的方法，包括：通过电化学作用在铝基体的表面自行生长出具有纳米孔道结构的氧化铝膜，形成结构化载体；然后在该结构化载体上负载至少一种金属和/或金属氧化物，形成结构化催化剂；利用热脱附技术修复多溴联苯醚污染土壤，产生尾气；将结构化催化剂插入微通道反应器中，或者将结构化催化剂与20‑40目拉西环混合装填于固定床反应器中，在反应温度为200‑500℃以及常压下，在空速为1500‑90000mL/(g·h)下向反应器中通入尾气进行反应。本发明通过结构化催化剂对热脱附技术修复多溴联苯醚污染土壤的尾气进行降解，使其达到排放标准。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，更具体地涉及一种对热脱附技术修复多溴联苯醚污染土壤的尾气进行降解的方法。

背景技术

多溴联苯醚(Polybrominateddiphenylethers,PBDEs)是一类典型的溴代阻燃剂，由于其良好的阻燃性能，被广泛地应用于化工、建材、纺织、电子等各种工业和日用产品中，但是因其是以添加剂的形式加入到产品中，并未与产品本身形成化学键，因此在产品的生产、使用和处置过程中极易从产品中释放到环境介质中。而作为持久性有机污染物，多溴联苯醚具有持久性、难降解性、生物蓄积性、生物毒性和长距离传输性，已经在全球范围内的水体、大气、土壤、人体和动物体中检测到它们的存在，对生态环境和生物体造成了极大的危害。由于PBDEs的辛醇-水分配系数高、疏水性强，容易与大气中悬浮颗粒物相结合，并通过大气沉降等过程而蓄积在土壤中，从而导致土壤成为其在环境中残留的重要介质。

目前，关于PBDEs污染土壤修复技术主要有：微生物降解法、光降解法、零价金属还原法和热脱附法等，其中，热脱附修复技术具有操作方便、修复速率快和效率高等优点而受到研究者的广泛关注。傅海辉等人[环境科学研究,2012,25(9):981-986]研究了热脱附温度和时间对十溴联苯醚降解效果的影响，发现在400℃、90min或450℃、20min条件下，PBDEs去除率达到99％以上，去除效果明显，但是并未对热脱附尾气进行吸收或处理，而是直接排放到大气中，从而造成二次污染。朱腾飞等人[环境科学研究,2016,29(2):262-270]对传统热脱附技术进行了改进，使用木炭作为燃烧热源，而木炭、土壤和XAD树脂作为尾气吸附剂，研究了木炭/土壤混合比和真空度对十溴联苯醚降解效果的影响，通过对热脱附后尾气吸附剂经过加速溶剂萃取、酸化、多层层析柱净化、旋转蒸发以及氮吹等步骤后对所得样品进气相色谱分析，发现尾气以四溴和五溴联苯醚产物为主，然而，四溴和五溴联苯醚的毒性大于十溴联苯醚，从而对环境造成二次污染。

可以看出，目前对于热脱附法修复多溴联苯醚污染土壤的研究，尾气仍然对环境造成污染，此外，需要经过数个后处理步骤才能完成对尾气进行检测，操作复杂且费时。

发明内容

为了解决上述热脱附技术中的尾气对环境造成污染的问题，本发明旨在提供一种对热脱附技术修复多溴联苯醚污染土壤的尾气进行降解的方法。

本发明所述的对热脱附技术修复多溴联苯醚污染土壤的尾气进行降解的方法，包括步骤：S1，通过电化学作用在铝基体的表面自行生长出具有纳米孔道结构的氧化铝膜，形成结构化载体(γ-Al₂O₃/Al)；然后在该结构化载体上负载至少一种金属和/或金属氧化物(X)，形成结构化催化剂(X/γ-Al₂O₃/Al)；S2，利用热脱附技术修复多溴联苯醚污染土壤，产生尾气；以及S3，将结构化催化剂插入微通道反应器中，或者将结构化催化剂与20-40目拉西环混合装填于固定床反应器中，在反应温度为200-500℃以及常压下，在空速为1500-90000mL/(g·h)下向反应器中通入尾气进行反应。

所述步骤S2具体为：将多溴联苯醚污染土壤装填于固定床反应器(例如其中填充形状为50.8mm×1.5mm×1340mm的颗粒)中，用转子流量计控制载气(例如空气或者氮气)的流量为100-400mL/min，使用管式炉进行加热至400-700℃进行热脱附，产生尾气。