公布日：2023.09.05
申请日：2023.06.02
分类号：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
本发明公开了一种利用污泥生物炭控制钢渣碱性释放并资源化利用的方法及其制品和应用，属于融渣的处理技术领域。该方法包括如下步骤：(1)降低钢渣的粒径，筛分得到细化钢渣颗粒；(2)市政污泥经干燥处理，随后降低市政污泥的粒径，筛分得到细化污泥颗粒；(3)所述细化污泥颗粒在无氧条件下经碳化处理，得到污泥生物炭；(4)将所述污泥生物炭与所述细化钢渣颗粒混合均匀，控制钢渣碱性释放并资源化利用，得到堆填材料。该方法环境友好、反应条件简单。堆填材料具有水体净化作用，可作为过滤材料应用，为钢渣的资源化利用又开辟了一条水环境治理的新道路。
权利要求书
1.一种利用污泥生物炭控制钢渣碱性释放并资源化利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)降低钢渣的粒径，筛分得到细化钢渣颗粒；(2)市政污泥经干燥处理，随后降低市政污泥的粒径，筛分得到细化污泥颗粒；(3)所述细化污泥颗粒在无氧条件下经碳化处理，得到污泥生物炭；(4)将所述污泥生物炭与所述细化钢渣颗粒混合均匀，控制钢渣碱性释放并资源化利用，得到堆填材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，筛分后所述细化钢渣颗粒的粒径位于0.5～50mm之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述干燥处理的温度为40～120℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，筛分后所述细化污泥颗粒的粒径位于0.5～10mm之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述碳化处理的温度为250～500℃，处理时间为0.1～10h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述污泥生物炭与所述细化钢渣颗粒的质量比为0.1～3：1。
7.一种堆填材料，其特征在于：采用如权利要求1～6任一项所述的方法制成。
8.一种根据权利要求7所述的堆填材料作为过滤材料在净化水体中的应用。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，在本发明的第一方面，提供了一种环境友好、反应条件简单的利用污泥生物炭控制钢渣碱性释放并资源化利用的方法，包括如下步骤：
(1)降低钢渣的粒径，筛分得到细化钢渣颗粒；
(2)市政污泥经干燥处理，随后降低市政污泥的粒径，筛分得到细化污泥颗粒；
(3)所述细化污泥颗粒在无氧条件下经碳化处理，得到污泥生物炭；
(4)将所述污泥生物炭与所述细化钢渣颗粒混合均匀，控制钢渣碱性释放并资源化利用，得到堆填材料。
市政污泥作为一种固废物，通过碳化处理后，其中的有机物得到有效稳定化和资源化利用，同时还能够降低污泥体积，减少对土地和环境的占用。市政污泥碳化处理后呈酸性，选用酸性污泥生物炭与钢渣混合，控制钢渣的碱性。该控制钢渣碱性释放的方法价格低廉、环境友好、反应条件简单，既可以实现对污泥的资源化利用，又可有效中和钢渣中的碱性物质，实现钢渣的改性，便于后续作为水生态材料的处理。
优选的，所述步骤(1)中，筛分后所述细化钢渣颗粒的粒径位于0.5～50mm之间。
进一步优选的，筛分后所述细化钢渣颗粒的粒径位于3～10mm之间。
优选的，所述步骤(2)中，所述干燥处理的温度为40～120℃。
优选的，所述步骤(2)中，筛分后所述细化污泥颗粒的粒径位于0.5～10mm之间。
优选的，所述步骤(3)中，所述碳化处理的温度为250～500℃，处理时间为0.1～10h。
进一步优选的，所述碳化处理的温度为250～300℃，处理时间为3～5h。
通过控制碳化的温度与时间，以达到控制污泥生物炭的酸碱性。在进一步优选条件下，可以使污泥生物炭的酸性达到以钢渣最佳的适配范围。
优选的，所述步骤(4)中，所述污泥生物炭与所述细化钢渣颗粒的质量比为0.1～3：1。
进一步优选的，所述污泥生物炭与所述细化钢渣颗粒的质量比为0.5～2：1。
在本发明的第二方面，提供了一种对水体有良好净化作用的堆填材料，所述堆填材料采用本发明第一方面提供的方法制成。
在本发明的第三方面，提供了本发明第二方面的堆填材料作为过滤材料在净化水体中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明提供了一种利用污泥生物炭控制钢渣碱性释放并资源化利用的方法，该方法环境友好、反应条件简单。本发明方法选择市政污泥制备污泥生物炭，通过碳化处理使污泥的体积减小，有害物质减少，对环境的危害大幅降低，成为一种资源化利用材料。污泥生物炭呈酸性，采用污泥生物炭作为钢渣的中和剂，不仅能够中和钢渣中的碱性物质，其疏松多孔的结构以及其化学性能导致污泥生物炭有较强的吸附能力，能吸附部分有机物、重金属等污染物质，既实现了对污泥的处置以及资源化利用，又能控制钢渣的碱性，降低钢渣中游离的氧化钙对环境的影响。
本发明提供了一种堆填材料，堆填材料中包括污泥生物炭，具有微生物生长所需的良好条件，能提供充足的碳源，污泥生物炭降低钢渣的碱性后，极大程度上地提升了钢渣作为微生物挂膜载体的可能性，二者的混合物很大程度上提升了钢渣对于水体净化的作用。
本发明还提供了堆填材料作为过滤材料在净化水体中的应用，为钢渣的资源化利用又开辟了一条水环境治理的新道路。
（发明人：钟华;王浚懿;常剑波）