[發明專利]一種利用底泥和園林垃圾制備生物炭的方法及其應用

有效

• 申請號: 202110373813.5
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113171750B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 李萍;熊濤;管秀娟
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C10B53/00;C10B53/02;C10B57/04;C10B57/10;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 孫鳳俠

本發明提供了一種利用底泥和園林垃圾制備生物炭的方法及其應用。首先清理、烘干底泥和園林垃圾，粉碎備用，按質量比1：0.25～4取底泥和園林垃圾，加水混合均勻，干燥得到混合物A，將混合物A在300℃～700℃下熱解1～5h得到混合物B，再以NaOH或FeCl₃作為改性劑，與混合物B加水混合均勻，干燥得到所述生物炭。本發明的生物炭能吸附水體中的氮磷供景觀植物使用，給植物提供養分從而減少植物施肥量，實現了廢物資源化，有效解決了底泥和園林垃圾處置難、水體中磷濃度高的問題，形成了水體環境中多種物質的良性循環，極大地降低了水體環境的維護成本。

技術領域

本發明屬于景觀水體生態修復技術領域。更具體地，涉及一種利用底泥和園林垃圾制備生物炭的方法及其應用。

背景技術

園林垃圾，也稱綠色垃圾或園林植物廢棄物，主要是指園林植物自然凋落或人工修剪所產生的植物殘體，主要包括樹葉、草屑、樹木與灌木剪枝等。隨著經濟和社會的發展，城市景觀水環境面積越來越大，而景觀植物作為城市景觀水環境的重要組成部分，其產生的園林垃圾自然也就越來越多，而且為了維持植物景觀，施肥助長時使用氮、磷進入景觀水體，導致景觀水體富營養化，進一步加重了水環境的惡化；此外，死亡的藻類與黏土、泥沙等懸浮物沉積到水底，形成了表層底泥，也成為了水環境惡化的重要污染源；因此，底泥和園林垃圾處置難、水體中磷濃度高成為了富營養化水環境治理的主要障礙。

目前常見的是采用堆肥的方式同時處理底泥和園林垃圾，如[1]楊長瑞.污泥與園林廢棄物好氧堆肥和厭氧消化生產生物碳土的研究[D].北京林業大學,2019.，但堆肥占地面積大，耗費時間長，過程中會產生臭味，且堆肥對底泥和園林垃圾利用處理不徹底，容易導致對周圍環境的二次污染；另一種常見的方式是將底泥或者園林垃圾單獨熱解，基于底泥和園林垃圾收集處置困難，且底泥無機質較多，可生化性弱，不易熱解，目前還沒有將底泥和園林垃圾共熱解制備生物炭方面的研究。

因此，尋找一種能夠同時利用底泥和園林垃圾制備生物炭的方法，可有效解決底泥和園林垃圾處置難的問題，對景觀水體生態修復技術領域具有相當的必要性。

發明內容

本發明針對現有景觀水體生態修復方法的不足，旨在提供一種利用底泥和園林垃圾制備生物炭的方法及其應用。本發明制備的生物炭能有效吸附水體中的氮磷，并原位給植物提供養分，減少植物的施肥量，實現了廢物資源化，同時解決底泥和園林垃圾處置難、水體中磷濃度高的問題，形成了水體環境中多種物質的良性循環，極大地降低了水體環境的維護成本。

本發明的目的之一是提供一種利用底泥和園林垃圾制備生物炭的方法。

本發明的又一目的是提供上述方法制備得到的生物炭。

本發明的再一目的是提供上述生物炭在水污染治理方面的應用。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種利用底泥和園林垃圾制備生物炭的方法，包括以下步驟：

S1.清理、烘干底泥和園林垃圾，粉碎備用；

S2.按質量比1：0.25～4取底泥和園林垃圾，加水混合均勻，干燥得到混合物A；

S3.將混合物A在300℃～700℃下熱解1～5h，得到混合物B；

S4.以NaOH或FeCl₃作為改性劑，將改性劑與步驟S3所得的混合物B加水混合均勻，干燥得到所述生物炭；

其中，步驟S4所述改性劑與混合物A的質量比為1：4～100。

底泥和園林垃圾收集處置困難，且底泥無機質較多，可生化性弱，不易熱解；本發明通過特定設置底泥和園林垃圾的混合比例，才得以平衡兩者的物化特性，尤其是密度、可燃性、元素組成、比表面積和孔隙等方面，使得兩者能夠實現后續的共熱解。