[發明專利]一種含鐵城市污泥的全資源化處理方法

有效

• 申請號: 202110677101.2
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113321390B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 宿新泰;周含峰;張麗娟;袁晶華
• 申請（專利權）人: 清遠綠由環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;C02F11/00;C02F11/121;C02F11/10;C09K17/02;C09K17/40
• 代理公司: 廣州市科豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44467
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于固廢資源化處理技術領域，公開了一種含鐵城市污泥的全資源化處理方法。所述處理方法包括如下步驟：將含鐵城市污泥經脫水后與氯化劑混合均勻，然后于250～400℃在惰性氣氛下進行焙燒熱解處理；在熱解處理后的固體物料中加水進行物理沉降，上層懸浮物經分離烘干，得到Fe?N?C材料；下層殘渣經干燥得到可以用于土地利用的含腐植酸產品。本發明處理方法工藝簡單、成本低、見效快、處理量大，可以實現城市污泥資源化綜合利用。

技術領域

本發明屬于固廢資源化處理技術領域，具體涉及一種含鐵城市污泥的全資源化處理方法。

背景技術

工業廢棄地土壤中的鉻污染主要來源于鉻工業，如鉻鹽生產、冶金、電鍍、制革、印染、制藥、紡織、顏料等。鉻在土壤中主要以Cr(III)和Cr(VI)兩種價態存在，其中Cr(VI)是對人體危害最大的八種化學物質之一，是一種典型的高遷移性、高毒性重金屬，有嚴重致癌和致突變危害。

近年來，化學固化技術引起了鉻污染場地修復研究者的廣泛關注，其通過加入修復劑與重金屬發生反應，使高毒性、高活性的重金屬最終以低毒性的形態固定于土壤中，因此不少學者致力于修復農用地污染土壤重金屬鉻的鈍化劑的研究。然而，現有技術中的鈍化劑大多為化學合成類鈍化劑，長期使用，其在一定程度上改變了原來的土壤結構，造成原土壤肥力破壞，對土壤微生物或植物生長產生抑制，而且還存在二次污染等問題。因此，急需開發新型綠色的鈍化劑。

在這方面，污泥基鐵摻雜碳材料最近已成為鉻污染土壤修復領域的研究熱點，由于污泥里面具有能夠轉化成Fe-Nx配合物的化學環境。尤其是城市污泥(以下簡稱“污泥”)，它是城市污水處理之后產生的(半)固態廢棄物。這類污泥中除含有大量的含氮有機物外，還包括大量病原微生物、重金屬(例如Fe)等有害物質，因此這類污泥具有環境和資源雙重屬性。

目前污泥轉化為鐵摻雜碳材料的工藝均存在耗能高等特點。例如專利CN106076256 A公開了采用“500～900℃進行熱解碳化-熱還原”的方式，制得納米Fe(0)-多孔污泥碳材料，但由于工藝耗能高等問題，部分污泥沒有得到有效的處理處置。專利CN111646547 A公開了于600～800℃高熱解溫度下，獲得了污泥衍生自摻雜鐵、氮物種碳材料，同樣存在上述問題。因此，急需開發簡單、節能、高效、無資源浪費的污泥資源化為鉻污染土壤修復鈍化劑的技術。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種含鐵城市污泥的全資源化處理方法。該方法工藝簡單、成本低、見效快、處理量大、能夠有效處理污泥，可實現大規模連續化工業化生產，獲得可以用于土地利用的含腐植酸產品，可以用于農用、氯化、草地、土壤改良、土壤修復、礦山修復等，實現污泥資源化利用，變廢為寶。且采用該方法制備的Fe-N-C可以高值化為鉻污染場地修復的鈍化劑，大幅度提升鉻污染場地的修復效率。

本發明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的Fe-N-C材料。

本發明的再一目的在于提供上述Fe-N-C材料作為鉻污染土壤修復鈍化劑的應用。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種含鐵城市污泥的全資源化處理方法，包括如下處理步驟：

(1)將含鐵城市污泥經脫水后與氯化劑混合均勻，然后于250～400℃在惰性氣氛下進行焙燒熱解處理；

(2)在步驟(1)熱解處理后的固體物料中加水進行物理沉降，上層懸浮物經分離烘干，得到Fe-N-C材料；下層殘渣經干燥得到可以用于土地利用的含腐植酸產品。

優選的，步驟(1)中所述含鐵城市污泥為厭氧污泥、好氧污泥、剩余污泥等城市污泥中的一種或兩種以上的混合。

優選的，步驟(1)中所述脫水后的水循環回用至步驟(2)的物理沉降過程中。