申请日2019.12.30
公开(公告)日2020.04.21
IPC分类号C05G3/80; C05G3/40; C01B32/324; C01B32/348; C01B32/342
摘要
本发明公开了一种污泥基活性炭缓释肥制备方法，包括：将生物质增碳剂在活化剂溶液中充分浸渍，脱水后得到活化增碳剂，其活化剂中含有制肥料所需的K、P等元素;向原始污泥中加入活化增碳剂，充分搅拌使活化增碳剂均匀分布在污泥中，制得改性污泥，根据进料污泥性质调整活化增碳剂配比与掺量，以保证产品污泥炭质量稳定;将上述改性污泥热干化至恒重，制得复合前驱体;在保护气气氛下，对制得的复合前驱体进行绝氧加热炭化，得到污泥基活性炭粗料;清洗所述污泥基活性炭粗料至接近中性，干燥后即得污泥基活性炭缓释肥。本发明用以改善现有污泥炭灰分高、孔隙体积小、比表面小、季节性质量波动大、土地利用效果相对较低等问题。
权利要求书
1.一种污泥基活性炭缓释肥制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)增碳剂预处理：将生物质增碳剂加入KOH、K2CO3、KCl或H3PO4的一种或多种混合的活化剂溶液中，搅拌均匀充分浸渍，脱水后得到活化增碳剂;
(2)原始污泥预处理：向原始污泥中加入步骤(1)所述活化增碳剂，充分搅拌使活化增碳剂均匀分布在污泥中，制得改性污泥;
(3)干化处理：将步骤(2)所述改性污泥热干化至恒重，制得复合前驱体;
(4)炭化处理：在保护气CO2气氛下，对步骤(3)所述复合前驱体进行绝氧加热炭化，得到污泥基活性炭粗料;
(5)清洗干燥：清洗步骤(4)所述污泥基活性炭粗料至接近中性，干燥后即得污泥基活性炭缓释肥。
2.根据权利要求1所述的污泥基活性炭缓释肥制备方法，其特征在于，步骤(1)所述生物质增碳剂为秸秆、稻壳、花生壳、木屑、树枝、落叶等农林废弃物中一种或几种混合的粉末。
3.根据权利要求1所述的污泥基活性炭缓释肥制备方法，其特征在于，步骤(1)所述增碳剂预处理时，活化剂溶液营养元素计浓度和为1～5mol/L，浸渍时间不少于3h。
4.根据权利要求1所述的污泥基活性炭缓释肥制备方法，其特征在于，步骤(2)所述原始污泥预处理时，活化增碳剂与原始污泥的绝干质量比例为0.3～0.5:1。
5.根据权利要求1所述的污泥基活性炭缓释肥制备方法，其特征在于，步骤(4)所述污泥炭化处理时，升温速度为10～30℃/min，炭化温度为700～800℃，温度稳定后炭化时间为1～2h。
6.根据权利要求1所述的污泥基活性炭缓释肥制备方法，其特征在于，步骤(2)所述原始污泥为城镇污水处理厂的剩余污泥，含水率80%左右。
说明书
一种污泥基活性炭缓释肥制备方法
技术领域
本发明属于污泥处理处置技术领域，尤其是涉及一种污泥基活性炭缓释肥制备方法。
背景技术
随着城市人口不断增加及生活污水处理率的提高，市政污泥产量也不断增加。污泥带来的环境污染问题越来越被公众重视。市政污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，含有病原菌、寄生虫，铜、锌、铬、汞等重金属，以及难降解有毒有害物。由于污泥所具有的理化性质，实现彻底减量化、无害化、资源化处置十分困难。
污泥炭化是一种有前景的污泥处置方式，通过热处理将污泥极大的减量，并钝化重金属、消灭有害微生物、去除难降解有毒有机物，最终形成污泥炭资源。污泥炭极大的保留了污泥中的碳值及磷等养分，其多孔结构可改良板结土壤，十分适合土地利用。而目前多数污泥炭化工程项目中所制得的污泥炭产品，存在灰分高、孔隙体积小、比表面小、季节性质量波动大、土地利用效果相对较低等问题，导致污泥炭不能高值化利用。污泥炭化更多作为一种处置方式来消纳污泥，其产品还不具有较好的市场竞争力。污泥炭的下游去路成为制约污泥炭化技术发展应用的因素之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥基活性炭缓释肥制备方法，以改善现有污泥炭灰分高、孔隙体积小、比表面小、季节性质量波动大、土地利用效果相对较低等问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种污泥基活性炭缓释肥制备方法，包括如下步骤：
(1)增碳剂预处理：将生物质增碳剂加入KOH、K2CO3、KCl或H3PO4的一种或多种混合的活化剂溶液中，搅拌均匀充分浸渍，脱水后得到活化增碳剂，其活化剂根据肥效需要调整K、P元素比例及浓度;
(2)原始污泥预处理：向原始污泥中加入步骤(1)所述活化增碳剂，充分搅拌使活化增碳剂均匀分布在污泥中，制得改性污泥，根据进料污泥性质调整活化增碳剂配比与掺量，以保证产品污泥炭质量稳定;
(3)干化处理：将步骤(2)所述改性污泥热干化至恒重，制得复合前驱体;
(4)炭化处理：在保护气CO2气氛下，对步骤(3)所述复合前驱体进行绝氧加热炭化，得到污泥基活性炭粗料;
(5)清洗干燥：清洗步骤(4)所述污泥基活性炭粗料至接近中性，干燥后即得污泥基活性炭缓释肥。
作为优选，步骤(1)所述生物质增碳剂为秸秆、稻壳、花生壳、木屑、树枝、落叶等农林废弃物中一种或几种混合的粉末。
作为优选，步骤(1)所述活化剂种类根据肥料所需的营养元素要求与材料性质选用，采用混合活化剂时，活化剂之间应相互不干扰，使K与P质量比5～10:1。
作为优选，步骤(1)所述增碳剂预处理时，活化剂溶液营养元素计浓度和为1～5mol/L，浸渍时间不少于3h。
作为优选，步骤(2)所述原始污泥预处理时，活化增碳剂与原始污泥的绝干质量比例为0.3～0.5:1，根据原始污泥性质调整掺量使改性污泥有机质绝干含量稳定在75%以上。
作为优选，步骤(4)所述污泥炭化处理时，升温速度为10～30℃/min，炭化温度为700～800℃，温度稳定后炭化时间为1～2h，以便充分改善污泥孔隙结构并钝化重金属。
作为优选，步骤(5)所述污泥基活性炭粗料清洗时，用自来水将污泥基活性炭粗料清洗至pH值控制在6～8。
作为优选，步骤(2)所述原始污泥为城镇污水处理厂的剩余污泥，含水率80%左右。
与现有技术相比，本发明的优点与积极效果在于：
(1)本发明污泥在活化剂作用下，在CO2气氛下炭化，大大改善了污泥炭的孔隙结构分布，显著提高了比表面积和总孔体积等参数，使污泥炭活化为污泥基活性炭，提高了土地利用价值。
(2)本发明通过使用含K、P的活化剂，提高了污泥基活性炭中营养元素含量，减缓了营养元素释放速率，使污泥基活性炭转化为污泥基活性炭缓释肥料，使污泥高值化资源利用，产生经济效益。
(3)本发明通过加入生物质增碳剂，使污泥提高含碳量以降低灰分，同时根据季节性污泥进料性质差异调整生物质增碳剂的掺量，来保证污泥基活性炭缓释肥的产品质量稳定。
(4)本发明通过将生物质增碳剂作为活化剂载体，直接将活化增碳剂与原始污泥混合复配，相对于溶液浸渍活化，避免了污泥直接在活化剂中浸渍稀释导致脱水难、药剂浪费的情况。（发明人罗壮;余龙;李波;匡丕桩;洪军）
