申请日2019.12.17
公开(公告)日2020.04.14
IPC分类号C01D3/04; C01B32/05; C08H7/00
摘要
本发明公开了一种海底淤泥综合利用的方法，包括如下步骤:海底淤泥原料前处理后用氢氧化钠溶液浸泡活化，氢氧化钠溶液的浓度范围为5%‑20%;取活化处理后的上层液，调pH值，静置后取沉积物,洗涤、烘干后得到腐植酸;取活化处理后的下层沉积物，加水，热解，待产物冷却至室温后离心分离，得到液体部分和固体部分;将离心分离所得的固体部分洗涤、烘干、过筛得到海底淤泥制备的生物炭;将离心分离所得的液体部分送入蒸发结晶器，蒸发结晶得到氯化钠;本发明不会影响环境，操作简单，经济可行，从海底淤泥制备出腐植酸、生物炭和副产氯化钠，变废为宝，具有良好的经济效益和环境效益。
权利要求书
1.一种海底淤泥综合利用的方法，其特征在于，包括如下步骤:
海底淤泥原料前处理后用氢氧化钠溶液浸泡活化，氢氧化钠溶液的浓度范围为5%-20%，海底淤泥与氢氧化钠溶液的质量比为1:4-6;
取活化处理后的上层液，调pH值范围在2-2.4，静置后取沉积物,洗涤、烘干后得到腐植酸;
取活化处理后的下层沉积物，加水，热解，待产物冷却至室温后离心分离，得到液体部分和固体部分;
将离心分离所得的固体部分洗涤、烘干、过筛得到海底淤泥制备的生物炭;
将离心分离所得的液体部分送入蒸发结晶器，蒸发结晶得到氯化钠。
2.根据权利要求1所述的一种海底淤泥综合利用的方法，其特征在于，所述前处理包括：剔除杂质后过60-80目的筛。
3.根据权利要求1所述的一种海底淤泥综合利用的方法，其特征在于，海底淤泥包括：海洋底泥，海水养殖场淤泥，滩涂养殖泥，清淤抛海的污泥。
4.根据权利要求1所述的一种海底淤泥综合利用的方法，其特征在于，取活化处理后的上层液，用盐酸溶液调pH值范围在2-2.4，静置后取沉积物,用蒸馏水反复洗涤3-6次后烘干，烘干温度为60-80℃，烘干时间为6-9h，得到腐植酸。
5.根据权利要求1所述的一种海底淤泥综合利用的方法，其特征在于，取活化处理后的下层沉积物，加蒸馏水，下层沉积物：蒸馏水的质量比为1:3-6;置于炭化炉中通入氮气保护后热解，炭化炉升温速率3℃/min-10℃/min、水热炭化温度为200-280℃、达到温度后保温停留4-5h，待产物冷却至室温后离心分离，得到液体部分和固体部分。
6.根据权利要求1所述的一种海底淤泥综合利用的方法，其特征在于，将离心分离所得的固体部分进行洗涤，洗涤次数为3-6次，再进行烘干，烘干温度为100-120℃，烘干时间为8-12h，最后过80-100目的筛得到海底淤泥制备的生物炭。
7.根据权利要求1所述的一种海底淤泥综合利用的方法，其特征在于，将离心分离所得的液体部分送入蒸发结晶器，蒸发浓缩温度为80-100℃，浓缩到有结晶析出时取出，在40-60℃进行固液分离，得到氯化钠晶体;二次母液重新回到蒸发设备。
说明书
一种海底淤泥综合利用的方法
技术领域
本发明涉及环境工程领域，特别是一种海底淤泥综合利用的方法。
背景技术
我国海岸线绵长，近海淤泥区域面积大，具有丰富的海底淤泥资源，同时沿海海岸各类码头、航道的水域中，储积了难以计数的淤泥;目前，政府采取多项减淤措施，从海底吸出大量的淤泥，挖泥船采出的大量的海底淤泥被运至远洋深水域中倾倒或堆积在海岸形成滩涂，浪费了海底淤泥的潜在应用价值;因此，如何对挖掘出的海底淤泥进行有效合理处置和开发利用是一个需要面对的问题。
海底淤泥富含腐植酸，腐植酸是一种无定形的高分子有机物,其分子中含有共扼双键、芳香环、醌基及半醌基等基团,是天然的土壤改良剂;腐植酸广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋中,是潜在的可大力开发和综合利用的有机资源;目前市场上常见的商品腐植酸类产品主要有两种来源，一种是从风化煤中提取的矿源腐植酸，一种是从秸秆类物质中提取的生化腐植酸，其中以矿源腐植酸为主。相对于商品腐植酸,淤泥腐植酸含有的有机物种类更多,脂肪类物质和氮化合物含量更高,氧化度更低，生理活性优于前者。
同时海底淤泥富含有机质，是制备生物炭的理想来源。生物炭是生物质经过热解后形成的具有多孔特性的木炭，生物炭的低成本和可持续性预示它将是未来主要的环保材料。但海底淤泥具有高含水率和高盐分的特点，已有的污泥炭化技术将污泥脱水再高温炭化不但增加生产成本，也没有涉及高盐分生物质原料处理的问题。同时，海底淤泥含有大量的盐分，如炭化液不经处理排放不但会对环境造成影响，还浪费了有效资源的充分利用。
市场需要一种能够综合利用海底淤泥且不会对环境造成影响的方法，本发明解决这样的问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种海底淤泥综合利用的方法，不会影响环境，操作简单，经济可行，从海底淤泥制备出腐植酸、生物炭和副产氯化钠，变废为宝，具有良好的经济效益和环境效益。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种海底淤泥综合利用的方法，包括如下步骤:
海底淤泥原料前处理后用氢氧化钠溶液浸泡活化，氢氧化钠溶液的浓度范围为5%-20%，海底淤泥与氢氧化钠溶液的质量比为1:4-6;
取活化处理后的上层液，调pH值范围在2-2.4，静置后取沉积物,洗涤、烘干后得到腐植酸;
取活化处理后的下层沉积物，加水，热解，待产物冷却至室温后离心分离，得到液体部分和固体部分;
将离心分离所得的固体部分洗涤、烘干、过筛得到海底淤泥制备的生物炭;
将离心分离所得的液体部分送入蒸发结晶器，蒸发结晶得到氯化钠。
前述的一种海底淤泥综合利用的方法，前处理包括：剔除杂质后过60-80目的筛。
前述的一种海底淤泥综合利用的方法，海底淤泥包括：海洋底泥，海水养殖场淤泥，滩涂养殖泥，清淤抛海的污泥。
前述的一种海底淤泥综合利用的方法，取活化处理后的上层液，用盐酸溶液调pH值范围在2-2.4，静置后取沉积物,用蒸馏水反复洗涤3-6次后烘干，烘干温度为60-80℃，烘干时间为6-9h，得到腐植酸。
前述的一种海底淤泥综合利用的方法，取活化处理后的下层沉积物，加蒸馏水，下层沉积物：蒸馏水的质量比为1:3-6;置于炭化炉中通入氮气保护后热解，炭化炉升温速率3℃/min-10℃/min、水热炭化温度为200-280℃、达到温度后保温停留4-5h，待产物冷却至室温后离心分离，得到液体部分和固体部分。
前述的一种海底淤泥综合利用的方法，将离心分离所得的固体部分进行洗涤，洗涤次数为3-6次，再进行烘干，烘干温度为100-120℃，烘干时间为8-12h，最后过80-100目的筛得到海底淤泥制备的生物炭。
前述的一种海底淤泥综合利用的方法，将离心分离所得的液体部分送入蒸发结晶器，蒸发浓缩温度为80-100℃，浓缩到有结晶析出时取出，在40-60℃进行固液分离，得到氯化钠晶体;二次母液重新回到蒸发设备。
本发明的有益之处在于：
本发明的原料易得，利用海底淤泥，制备出腐植酸、生物炭和副产氯化钠，具有良好的经济效益和环境效益，实现海底淤泥的资源化全利用;
本发明采用碱溶酸析法提取腐植酸，海底淤泥中存在的大量矿质元素还留在下层提取母液中，本发明利用母液再制备生物炭，保留了海底淤泥中所含有的矿质元素;
本方法变废为宝的过程中不用对原料进行脱水脱盐处理，能实现环境的零排放;
本发明在研究过程中发现只有在氢氧化钠溶液浓度为5%-20%时，能够得到较高产率的腐植酸和生物炭。（发明人娄欢;于红艳;张昕欣;袁佳佳;江欣）
