[发明专利]一种用于海绵城市建设的钢渣滤料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于海绵城市建设的钢渣滤料的制备方法，将钢渣加工成用于海绵城市建设中的冶金渣滤料，通过对钢渣进行水热、球磨和级配设计，可延缓雨水下渗实现错峰排放，并有利于控制生物滞留系统排空时间；采用的钢渣滤料具有多孔微粒结构，并有一定的碱性，对雨水中的悬浮物和重金属等污染物有良好的去除作用，有利于保证生物滞留系统中的水环境；此外通过对钢渣进行水热处理，有利于后续球磨粉化，并降低钢渣碱性，避免钢渣滤料碱性过强而危害周边土壤环境的问题。本发明所述钢渣滤料可满足海绵城市建设中生物滞留系统水安全要求，并有效解决目前钢渣等工业废弃物资源化利用问题，具有重要的经济和环境效益。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用，具体涉及一种用于海绵城市建设的钢渣滤料及其制备方法。

背景技术

海绵城市建设是国家城市建设的重要发展方向，国家每年投入大量资金用于海绵城市建设，计划到2020年完成全国城市建成区20％的海绵城市建设改造，2030年完成全国城市建成区的80％。

生物滞留池(Bioretention)是海绵城市建设绿地系统的主要构成单元，负担着雨水调蓄和水质净化的重要功能。生物滞留池中常种植有耐淹耐旱植物，如菖蒲、芦苇、水葱、旱伞草、灯心草、香蒲等，这类植物在其生长期景观效果尚可，但是在休眠期(枯萎期)，其景观功能较差且用于小区中存在一定的安全隐患。另一方面，一般的四季常青植物虽然景观效果较好，但不耐淹耐旱，难以在生物滞留池中应用。以上原因造成目前海绵城市建设中排水需求与景观需求之间的矛盾。专利CN201710418936.X提供了一种新的生物滞留池系统，它采用边部排水布局，中部种植布局，通过在生物滞留池边部设置排水区，使用冶金渣滤料实现生物滞留池系统排水和水质净化功能，而垫高中央种植区，保障生物滞留系统正常渗透功能的前提下，使其具备种植普通常绿植物的功能，实现排水需求与景观需求的统一。其中冶金渣滤料是该生物滞留池系统的重要组成部分。

我国钢铁冶金行业总产能占世界钢铁总产能的50％以上，每年产生钢渣约2亿吨。目前，我国钢渣有效资源化利用率不到30％，大量钢渣难以利用，占用大量土地，并污染环境，是钢铁冶金行业尚未被有效利用的最大宗固体废弃物。由于钢渣具有多孔性和吸附性，有大量研究将钢渣作为废水处理材料使用，比如，薛芳斌等人利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMBA)表面活性剂、酸浸泡、碱浸泡、高温活化等方法对钢渣进行改性，从而强化钢渣对COD废水的处理效果。专利CN101830553B提供了一种用于污水处理的除磷晶种的制备方法及除磷晶种，将钢渣与石灰、SiO₂混合后再加入高浓度的NaOH溶液中进行水热合成制备除磷晶种等等。这类技术一般是将钢渣加工为具有一定细度或表面活性的方法，强调如何改善和提高钢渣对特定污染物的去除效果，从而将其用于污染物浓度较高、处理效果较严格的污水处理领域。对于一般的雨水净化而言，由于雨水本身污染物浓度不高，且处理要求不高，现有技术方法用于雨水处理领域存在工艺复杂，成本高的问题，同时也缺乏对材料透水效果地工艺控制手段，不适用于边部排水式生物滞留池系统。

发明内容

本发明的主要目的是针对边部排水式生物滞留池中需要使用的同时具有可控透水效果、一定污染物去除功能、成本低廉等要求的雨水过滤介质，通过简单加工和工艺控制手段，将钢渣制用作满足边部排水式生物滞留池需求的滤料，有效解决了钢渣等工业废弃物资源化利用问题，减少社会资源消耗，具有重要的经济和环境效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于海绵城市建设的钢渣滤料，其制备方法包括如下步骤：

1)将破碎选铁后粒径小于5mm的钢渣置于反应釜进行水热反应；

2)将步骤1)所得反应产物进行过滤，将所得固体产物烘干，然后进行球磨；

3)将球磨后的钢渣进行筛分，分离出大于35目、35目至60目之间、60目至200目之间和小于200目四个部分的粉砂料；