[发明专利]基于污泥水热气化副产物的土壤改良剂、制备方法及应用

说明书

本发明公开基于污泥水热气化副产物的土壤改良剂、制备方法及应用，所述土壤改良剂按重量份计包括：改性焦炭48‑52份；尿素4‑6份；磷矿粉4‑6份；生石灰8‑12份；天然沸石8‑12份；腐殖酸8‑12份；秸秆8‑12份。所述制备方法包括以下步骤：改性焦炭的制备、制备土壤改良剂；采用上述土壤改良剂应用于重金属镉污染的土壤。本发明以市政污泥水热气化过程中的副产物焦炭为基础材料，实现了污泥资源化利用过程中副产物的二次利用，促进了固体废物的进一步资源化，无需特地高温制备生物炭材料，有利于节能与生态保护；有效提高污泥水热气化产物的综合价值，并降低土壤改良剂制备成本。

技术领域

本发明涉及市政污泥资源化处理领域，具体是一种基于污泥水热气化副产物的土壤改良剂、制备方法及应用。

背景技术

市政污泥是污水处理过程中无法避免的副产物，市政污泥中含有大量的病原体、微生物、污染物与重金属等，如未对其进行适当处理、处置，将带来环境二次污染风险。我国污泥年产量巨大且仍逐年升高，污泥的处理、处置成为我国多个城市亟待解决的环境问题。

填埋、焚烧、土地利用及材料制备是四类最为常见的污泥处置方式，但目前这四类方式均存在一定局限性。污泥填埋需满足卫生填埋场对污泥入场含水率的要求(≤60％)；而污泥焚烧为了更高的热值也要求较低的含水率。而目前，仅带式压滤脱水或离心脱水后的污泥，含水率仍达80％左右，进一步深度脱水需通过干化等手段实现，能耗较高。而土地利用中，主要受污泥污染特性的限制而使用有限。材料制备虽是一种较好的污泥资源化利用方式，但其污泥消纳量很低，无法应对我国大量的污泥处置需求。

水热气化是一种新型的污泥资源化利用技术，将未脱水的湿污泥在密闭容器中加热，使污泥中含有的水分转化至亚/超临界状态，使其具备强氧化性、有机质溶解性等特性，成为一种良好的反应介质。污泥中的有机污染物将在水热状态下分解转化，最终形成CH₄、H₂、CO₂、CO的混合燃气。水热气化避免了污泥干化，且能降解污泥污染物，弥补了目前常见技术的短板(高含水率及污染风险)，极具市场应用潜力。但目前该技术发展中，由于污泥组分过于复杂、反应不彻底等因素，将导致副产物焦炭在反应过程中生成。目前还暂时缺少有效抑制其生成的技术方法。焦炭的生产将导致混合燃气产量降低，从而降低污泥水热气化产品价值，因此有必要挖掘副产物焦炭的利用价值。

焦炭是一类含碳量很高的混合物，理化性质与生物炭较为相似，而生物炭在土壤重金属修复中展现出较大的应用潜力。目前，生物炭类土壤改良剂的基础为制备生物炭，都需要先将生物质材料先经过高温水热炭化(＞300℃)才能制成，能耗大、成本高。因此本发明考虑，对污泥水热气化过程中的副产物进行回收，通过改性，使其性质接近生物炭，并作为土壤改良剂，修复Cd、Pb重金属污染土壤。实现变废为宝(污泥水热气化产燃气)过程中的产品增值(副产物焦炭制土壤改良剂)，通过该方式，可有效提高污泥水热气化产物的价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于污泥水热气化副产物的土壤改良剂、制备方法及应用，较低的成本促进固体废物减量化资源化，降低土壤中重金属的含量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于污泥水热气化副产物的土壤改良剂，所述土壤改良剂按重量份计包括：

改性焦炭48-52份；

尿素4-6份；

磷矿粉4-6份；

生石灰8-12份；

天然沸石8-12份；

腐殖酸8-12份；

秸秆8-12份。

进一步的，所述土壤改良剂按重量份计包括：

改性焦炭48份；