申请日2019.11.25
公开(公告)日2020.03.06
IPC分类号C02F11/00; C05G3/80; C05G3/70
摘要
本发明提供一种污泥固化剂、土壤保水增肥剂及其制备方法和使用方法。该污泥固化剂包括磷酸盐、轻烧氧化镁、粉煤灰和聚丙烯酰胺，在污泥固化剂中，粉煤灰的质量占比为5～35%，聚丙烯酰胺的质量占比为0.2～2%，轻烧氧化镁和磷酸盐的总的质量占比为64%～94%，并且轻烧氧化镁与磷酸盐的质量比为4:1～5:1。该污泥固化剂的组分均为工业级原料，易于取得，并且成本低。将该污泥固化剂添加到污泥中，经搅拌混合、成型养护、粉碎造粒得到土壤保水增肥剂。污泥固化剂与污泥中的水发生反应，形成多孔骨架，达到运输要求;固化产物磷酸镁钾含有K、P、Mg三种植物生长所必需的营养元素，聚丙烯酰胺和多孔骨架结构共同作用，具有保水作用，实现了高水污泥资源化目的。
权利要求书
1.一种的污泥固化剂，其特征在于，包括磷酸盐、轻烧氧化镁、粉煤灰和聚丙烯酰胺，在所述污泥固化剂中，粉煤灰的质量占比为5～35%，聚丙烯酰胺的质量占比为0.2～2%，轻烧氧化镁和磷酸盐的总的质量占比为64%～94%，并且轻烧氧化镁与磷酸盐的摩尔比比为4：1～5：1。
2.一种土壤保水增肥剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
搅拌混合：按照重量配比称取污泥及污泥固化剂，将所述污泥及所述污泥固化剂进行搅拌混合，所述污泥固化剂为权利要求1所述的污泥固化剂;
成型养护：将搅拌混合后的所述污泥及所述污泥处理剂在水泥净浆模具中成型，并脱模进行养护得到固化体;
粉碎造粒，将经过养护的所述固化体进行粉碎，得到所述土壤保水增肥剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌混合的时间为2～5分钟。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述成型养护的条件为在10～30℃的环境中空气养护3～7天。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述污泥固化剂占所述污泥的质量比为20～60%。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述污泥固化剂占所述污泥的质量比为20～30%。
7.一种土壤保水增肥剂，其特征在于，所述土壤保水增肥剂由权利要求2-6中任一项所述的方法制得。
8.权利要求7所述的土壤保水增肥剂的使用方法，其特征在于，所述土壤保水增肥剂的施用量为所需的磷肥施用量/(土壤保水增肥剂中污泥固化剂的含量*污泥固化剂中磷酸盐的含量)。
说明书
污泥固化剂、土壤保水增肥剂及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及污泥的固化及利用技术领域，更具体地涉及一种污泥固化剂、土壤保水增肥剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
城市化进程的快速发展以及环境要求的提高，带来的主要问题包括大量污泥的处理，这些污泥的来源只要有：一是城市污水处理过程产生的污泥;二是城市内和周边水体由于环保及河道自身疏浚，产生的河道沉积污泥;三是城市建设过程中如高架桥桥墩地基等施工产生的大量污泥。这些污泥体积庞大、组分复杂、含水率高，因此污泥的运输、贮存和后续的资源化利用存在诸多不便。因此，高水污泥的有效处理处置已成为城市发展所面临主要的问题之一。
目前，高水污泥的主要处理处置方法主要是：通过污泥的预先调理技术，对污泥进行浓缩、调理、脱水、稳定，降低污泥的含水率。然而，由于污泥颗粒具有高度亲水性和特殊的絮体结构，使得污泥的物理和化学性质极不稳定，处理难度和处理成本较大。而污泥的处理通常还包括干燥、焚烧、填埋、用作建材等最终处置或利用，这些最终处置或利用之前需对污泥进行一系列的处理以使其具有良好的特性。由高水污泥制备土壤保水增肥剂技术是一种向污泥中添加具有土壤增肥、水化生成骨架结构固化剂使高水污泥固化便于运输、能够代替部分肥料增肥土壤的技术。目前，该技术存在固化剂制备繁琐，形成的土壤保水增肥剂效果不理想等缺点。
发明内容
针对现有技术中利用高水污泥制备土壤保水增肥剂方面存在的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种污泥固化剂、土壤保水增肥剂及其制备方法和使用方法。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种污泥固化剂，包括：磷酸盐、轻烧氧化镁、粉煤灰和聚丙烯酰胺，在所述污泥固化剂中，粉煤灰的质量占比为5～35%，聚丙烯酰胺的质量占比为0.2～2%，轻烧氧化镁和磷酸盐的总的质量占比为64%～94%，并且轻烧氧化镁与磷酸盐的摩尔比质量比为4：1～5：11/4～1/5。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种土壤保水增肥剂的制备方法，包括以下步骤：
搅拌混合：按照重量配比称取污泥及污泥固化剂，将所述污泥及所述污泥固化剂进行搅拌混合，所述污泥固化剂为权利要求1所述的污泥固化剂;
成型养护：将搅拌混合后的所述污泥及所述污泥处理剂在水泥净浆模具中成型，并脱模进行养护得到固化体;
粉碎造粒，将经过养护的所述固化体进行粉碎，得到所述土壤保水增肥剂。
可选地，所述搅拌混合的时间为2～5分钟。
可选地，所述成型养护的条件为在10～30℃的环境中空气养护3～7天。
可选地，所述污泥固化剂占所述污泥的质量比为20～60%。
可选地，所述污泥固化剂占所述污泥的质量比为20～30%
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种土壤保水增肥剂，该土壤保水增肥剂由本发明第二方面所述的方法制得。
根据本发明的第四方面，本发明提供了一种土壤保水增肥剂的使用方法，其中该土壤保水增肥剂的施用量为所需的磷肥施用量/(土壤保水增肥剂中污泥固化剂的含量*污泥固化剂中磷酸盐的含量)。
如上所述，本发明的污泥固化剂、土壤保水增肥剂及其制备方法和使用方法具备如下有益效果：
本发明的污泥固化剂，包括磷酸盐、轻烧氧化镁、粉煤灰和聚丙烯酰胺，在该污泥固化剂中，粉煤灰的质量占比为5～35%，聚丙烯酰胺的质量占比为0.2～2%，轻烧氧化镁和磷酸盐的总的质量占比为64%～94%，并且轻烧氧化镁与磷酸盐的质量比为4：1/～5：1。污泥固化剂的上述组分均为工业级原料，易于取得，并且成本低。
上述污泥固化剂加入到污泥中之后，与可以与污泥中的水发生反应，形成多孔骨架，使得高水污泥快速失去流动性，达到运输要求;该固化剂的水化热较高，能够在负温环境(如 -10℃)条件下正常使用，环境适应性更强。
污泥经过该固化剂处理后，得到的固化产物(磷酸镁钾)作为一种多元素缓释肥料，含有钾(K)、磷(P)、镁(Mg)三种植物生长所必需的营养元素，同时由于聚丙烯酰胺和多孔骨架结构共同作用，具有全保水作用，形成土壤保水增肥剂，达到高水污泥资源化目的。另外，土壤保水增肥剂的制备和使用过程简单，易于生产和施用。（发明人王琦;宋鹏;陈延昌;张京波;刘裕;刘明乐）