申请日2017.09.01
公开(公告)日2017.11.10
IPC分类号B01J20/20; B01J20/30; B09C1/00
摘要
本发明公开一种污泥生物炭土壤修复剂以及制备该土壤修复剂的方法，在剩余污泥中加入活化剂之后进行热碱预处理，后加入蒙脱石、氯化铁和聚丙烯酰胺并进行搅拌，然后导入高压的压滤装置中，压滤脱水得到泥饼，最后在厌氧环境中或真空条件下，将泥饼高温热解，得到的热解产物即为污泥生物炭土壤修复剂。本发明所制备的生物炭土壤修复剂孔隙结构发达且比表面积高，具有良好的吸附性、保水性和保肥性，是一种良好的土壤修复剂，非常适用于城市绿化、沙地改良和低浓度重金属有机物污染土壤修复，并且本发明原材料价廉易得，将污泥变废为宝，缓解能源危机，提高污泥的附加值，为污泥资源化利用提供技术支持。
权利要求书
1.一种污泥生物炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取剩余污泥，在剩余污泥中加入活化剂，之后进行热碱预处理;
(2)加入蒙脱石、氯化铁和聚丙烯酰胺并进行搅拌;
(3)将步骤(2)调理好的污泥导入高压的压滤装置中，压滤脱水得到泥饼;
(4)在厌氧环境中或真空条件下，将泥饼高温热解，得到的热解产物即为污泥生物炭土壤修复剂。
2.根据权利要求1所述的污泥生物炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述剩余污泥的含固率为40～60g/L。
3.根据权利要求1所述的污泥生物炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述活化剂为KOH溶液。
4.根据权利要求1或3所述的污泥生物炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述活化剂为强碱溶液，其浓度为0～1mol/L，所述热碱预处理的温度为20-100℃，热碱预处理的时间为1～5h。
5.根据权利要求1所述的污泥生物炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述剩余污泥的固体和蒙脱石重量比为：1：0.2～1：1，氯化铁的投加量为4～10g/L，聚丙烯酰胺的加入量为0～1%，搅拌时间为2～10min。
6.根据权利要求1所述的污泥生物炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中压滤脱水时的气压强度为20～60psi。
7.根据权利要求1所述的污泥生物炭土壤修复剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中高温热解的温度为200℃～600℃，高温热解的时间为1～3h。
8.一种污泥生物炭土壤修复剂，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到。
说明书
一种污泥生物炭土壤修复剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及环境功能材料领域，尤其涉及一种污泥生物炭土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
污泥可以说是一种取之不尽用之不竭的资源，其一般富含磷、钾、有机质等，有很高的价值，若直接填埋或焚烧，比较浪费。通过各种形式将其资源化再利用，使污泥重新参与生态系统的物质循环，不仅成本低，而且可以有效利用污泥中有用的营养物质，减少自然资源的损耗，变废为宝，符合可持续发展战略。污泥资源化利用应兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益，将污泥合理资源化利用成为人们研究的热点之一。
由于将污泥进行土地利用这种方式因投资较少、能耗水平较低、运行费用较少、可起到土壤改良作用等优点而被认为是最有发展潜力的一种污泥处置方式，其前提是污泥中有毒有害物质含量不应超过环境所能承受的容量范围，科学合理的土地利用，可减少污泥中污染物质带来的负面环境效应。污泥土地利用包括以下三个方面：(1)作为农作物、牧草肥料用于农用，并进入食物链;(2)作为园林绿化肥料;(3)作为沙地、盐碱地、废弃矿区基质土壤改良。用于林地和市政绿化时能够避免污泥中污染物的环境风险进入食物链，因而成为污泥土地利用的重要方式。污泥用于土壤改良，能够在处置污泥的同时实现对生态环境的修复，因而具有重要的环境效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥生物炭土壤修复剂的制备方法。
本发明的另一个目的是提供由上述制备方法制备得到的污泥生物炭土壤修复剂。
本发明的技术方案如下：一种污泥生物炭土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取含固率为40～60g/L的剩余污泥，在剩余污泥中加入活化剂，之后进行热碱预处理，热碱预处理的温度为20-100℃，热碱预处理的时间为1～5h;
(2)加入蒙脱石、氯化铁和聚丙烯酰胺并搅拌2～10min，其中，所述剩余污泥的固体和蒙脱石重量比为：1：0.2～1：1，氯化铁的投加量为4～10g/L，聚丙烯酰胺的加入量为0～1%;
(3)将步骤(2)调理好的污泥导入高压的压滤装置中，压滤脱水得到泥饼，压滤脱水时的气压强度为20～60psi;
(4)在厌氧环境中或真空条件下，将泥饼高温热解，高温热解的温度为200℃～600℃，高温热解的时间为1～3h，得到的热解产物即为污泥生物炭土壤修复剂。
步骤(1)中所述活化剂为KOH溶液。
步骤(1)中所述活化剂为强碱溶液，其浓度为0～1mol/L。
所述污泥生物炭土壤修复剂由上述方法制备得到。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明所制备的生物炭土壤修复剂孔隙结构发达且比表面积高，具有良好的吸附性、保水性和保肥性，是一种良好的土壤修复剂，非常适用于城市绿化、沙地改良和低浓度重金属有机物污染土壤修复。
(2)本发明原材料价廉易得，将污泥变废为宝，缓解能源危机，提高污泥的附加值，为污泥资源化利用提供技术支持。