公布日：2023.09.05
申請(qǐng)日：2023.06.02
分類號(hào)：C02F11/00(2006.01)I;B01J20/20(2006.01)I;B01J20/02(2006.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;B01D39/06(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;
C02F101/20(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種利用污泥生物炭控制鋼渣堿性釋放并資源化利用的方法及其制品和應(yīng)用，屬于融渣的處理技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括如下步驟：(1)降低鋼渣的粒徑，篩分得到細(xì)化鋼渣顆粒；(2)市政污泥經(jīng)干燥處理，隨后降低市政污泥的粒徑，篩分得到細(xì)化污泥顆粒；(3)所述細(xì)化污泥顆粒在無氧條件下經(jīng)碳化處理，得到污泥生物炭；(4)將所述污泥生物炭與所述細(xì)化鋼渣顆�；旌暇鶆颍刂其撛鼔A性釋放并資源化利用，得到堆填材料。該方法環(huán)境友好、反應(yīng)條件簡單。堆填材料具有水體凈化作用，可作為過濾材料應(yīng)用，為鋼渣的資源化利用又開辟了一條水環(huán)境治理的新道路。
權(quán)利要求書
1.一種利用污泥生物炭控制鋼渣堿性釋放并資源化利用的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)降低鋼渣的粒徑，篩分得到細(xì)化鋼渣顆粒；(2)市政污泥經(jīng)干燥處理，隨后降低市政污泥的粒徑，篩分得到細(xì)化污泥顆粒；(3)所述細(xì)化污泥顆粒在無氧條件下經(jīng)碳化處理，得到污泥生物炭；(4)將所述污泥生物炭與所述細(xì)化鋼渣顆�；旌暇鶆颍刂其撛鼔A性釋放并資源化利用，得到堆填材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，篩分后所述細(xì)化鋼渣顆粒的粒徑位于0.5～50mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(2)中，所述干燥處理的溫度為40～120℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(2)中，篩分后所述細(xì)化污泥顆粒的粒徑位于0.5～10mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(3)中，所述碳化處理的溫度為250～500℃，處理時(shí)間為0.1～10h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(4)中，所述污泥生物炭與所述細(xì)化鋼渣顆粒的質(zhì)量比為0.1～3：1。
7.一種堆填材料，其特征在于：采用如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的方法制成。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的堆填材料作為過濾材料在凈化水體中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，在本發(fā)明的第一方面，提供了一種環(huán)境友好、反應(yīng)條件簡單的利用污泥生物炭控制鋼渣堿性釋放并資源化利用的方法，包括如下步驟：
(1)降低鋼渣的粒徑，篩分得到細(xì)化鋼渣顆粒；
(2)市政污泥經(jīng)干燥處理，隨后降低市政污泥的粒徑，篩分得到細(xì)化污泥顆粒；
(3)所述細(xì)化污泥顆粒在無氧條件下經(jīng)碳化處理，得到污泥生物炭；
(4)將所述污泥生物炭與所述細(xì)化鋼渣顆�；旌暇鶆颍刂其撛鼔A性釋放并資源化利用，得到堆填材料。
市政污泥作為一種固廢物，通過碳化處理后，其中的有機(jī)物得到有效穩(wěn)定化和資源化利用，同時(shí)還能夠降低污泥體積，減少對(duì)土地和環(huán)境的占用。市政污泥碳化處理后呈酸性，選用酸性污泥生物炭與鋼渣混合，控制鋼渣的堿性。該控制鋼渣堿性釋放的方法價(jià)格低廉、環(huán)境友好、反應(yīng)條件簡單，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的資源化利用，又可有效中和鋼渣中的堿性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)鋼渣的改性，便于后續(xù)作為水生態(tài)材料的處理。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中，篩分后所述細(xì)化鋼渣顆粒的粒徑位于0.5～50mm之間。
進(jìn)一步優(yōu)選的，篩分后所述細(xì)化鋼渣顆粒的粒徑位于3～10mm之間。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述干燥處理的溫度為40～120℃。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中，篩分后所述細(xì)化污泥顆粒的粒徑位于0.5～10mm之間。
優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述碳化處理的溫度為250～500℃，處理時(shí)間為0.1～10h。
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述碳化處理的溫度為250～300℃，處理時(shí)間為3～5h。
通過控制碳化的溫度與時(shí)間，以達(dá)到控制污泥生物炭的酸堿性。在進(jìn)一步優(yōu)選條件下，可以使污泥生物炭的酸性達(dá)到以鋼渣最佳的適配范圍。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中，所述污泥生物炭與所述細(xì)化鋼渣顆粒的質(zhì)量比為0.1～3：1。
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述污泥生物炭與所述細(xì)化鋼渣顆粒的質(zhì)量比為0.5～2：1。
在本發(fā)明的第二方面，提供了一種對(duì)水體有良好凈化作用的堆填材料，所述堆填材料采用本發(fā)明第一方面提供的方法制成。
在本發(fā)明的第三方面，提供了本發(fā)明第二方面的堆填材料作為過濾材料在凈化水體中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
本發(fā)明提供了一種利用污泥生物炭控制鋼渣堿性釋放并資源化利用的方法，該方法環(huán)境友好、反應(yīng)條件簡單。本發(fā)明方法選擇市政污泥制備污泥生物炭，通過碳化處理使污泥的體積減小，有害物質(zhì)減少，對(duì)環(huán)境的危害大幅降低，成為一種資源化利用材料。污泥生物炭呈酸性，采用污泥生物炭作為鋼渣的中和劑，不僅能夠中和鋼渣中的堿性物質(zhì)，其疏松多孔的結(jié)構(gòu)以及其化學(xué)性能導(dǎo)致污泥生物炭有較強(qiáng)的吸附能力，能吸附部分有機(jī)物、重金屬等污染物質(zhì)，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)污泥的處置以及資源化利用，又能控制鋼渣的堿性，降低鋼渣中游離的氧化鈣對(duì)環(huán)境的影響。
本發(fā)明提供了一種堆填材料，堆填材料中包括污泥生物炭，具有微生物生長所需的良好條件，能提供充足的碳源，污泥生物炭降低鋼渣的堿性后，極大程度上地提升了鋼渣作為微生物掛膜載體的可能性，二者的混合物很大程度上提升了鋼渣對(duì)于水體凈化的作用。
本發(fā)明還提供了堆填材料作為過濾材料在凈化水體中的應(yīng)用，為鋼渣的資源化利用又開辟了一條水環(huán)境治理的新道路。
（發(fā)明人：鐘華;王浚懿;常劍波）
