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      新型生物炭材料的制備方法

      文檔序號(hào):9857375閱讀:870來源:國知局
      新型生物炭材料的制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001 ]本發(fā)明涉及炭材料制備,特別涉及新型生物炭材料的制備方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]雨水花園是自然形成的或人工挖掘的淺凹綠地,被用于匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水,通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化,并使之逐漸滲入土壤,涵養(yǎng)地下水,或使之補(bǔ)給景觀用水、廁所用水等城市用水。是一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設(shè)施。在實(shí)際構(gòu)造中,雨水花園往往包括礫石層、砂層、種植土壤層、覆蓋層及蓄水層。作用大致涵蓋水量和水質(zhì)兩部分控制:水量上一部分是滯蓄,也就是保證一定的水力停留時(shí)間,減少城市排水壓力,是一個(gè)“緩釋劑”。水質(zhì)的控制是最難實(shí)現(xiàn)的,由于雨水污染物眾多,成分復(fù)雜,傳統(tǒng)的去除方法機(jī)理和土壤去除污染物的機(jī)理相當(dāng),但土壤對(duì)于污染物的去除能力有限,特別是對(duì)于一些重金屬或有機(jī)污染物的吸附能力較低,因而會(huì)引起含有污染物的水體透過土壤濾層、砂層進(jìn)入到地下水,造成地下水污染。此外,由于在雨水花園上需要種植景觀植物,植物的作用一方面可以吸收水體中的污染物,另一方面也可起到景觀美化作用,但在植物養(yǎng)護(hù)方面需要噴施農(nóng)藥、化肥,隨降雨的徑流會(huì)進(jìn)入到地下水,從而會(huì)加劇對(duì)地下水的污染。
      [0003]因此,目前傳統(tǒng)的雨水花園存在著以下不足:對(duì)雨水中含有的重金屬、有機(jī)污染物的去除能力有限;雨水花園中的植物能有效吸收污染物質(zhì);還有,農(nóng)藥、化肥的施入又會(huì)帶來新的污染源;再有,雨水花園在晴天時(shí),由于土壤的保水能力較差,因而需要不定時(shí)的進(jìn)行澆注,造成水資源的浪費(fèi)。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足,本發(fā)明提供了一種凈化能力強(qiáng)、營養(yǎng)豐富、變廢為寶的新型生物炭材料的制備方法。
      [0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
      [0006]—種新型生物炭材料的制備方法,所述新型生物炭材料的制備方法包括以下步驟:
      [0007](Al)將秸桿、市政污泥和糞便送攪拌器內(nèi)攪拌;
      [0008](A2)攪拌后的混合物干化;
      [0009 ] (A3)干化后的混合物送炭化爐內(nèi)碳化。
      [0010]根據(jù)上述的新型生物炭材料的制備方法,優(yōu)選地,送入所述攪拌器內(nèi)的秸桿、污泥和糞便的質(zhì)量比為1-3:1-2:1。
      [0011]根據(jù)上述的新型生物炭材料的制備方法,優(yōu)選地,在步驟(A2)中,干化的環(huán)境為:
      [0012]干化溫度為120-150度,停留時(shí)間為3-5小時(shí)。
      [0013]根據(jù)上述的新型生物炭材料的制備方法,優(yōu)選地,在步驟(A3)中,碳化的溫度呈階梯式遞增。
      [0014]根據(jù)上述的新型生物炭材料的制備方法,優(yōu)選地,所述階梯式遞增的具體方式為:
      [0015]以Δ??/min升溫到T1,并停留時(shí)間t1;再以AT2/min升溫到T2,再停留時(shí)間t2,AT1
      > A T2o
      [0016]根據(jù)上述的新型生物炭材料的制備方法,優(yōu)選地,所述1\為200度,所述Τ2*550度。
      [0017]根據(jù)上述的新型生物炭材料的制備方法,優(yōu)選地,所述ti為0.5小時(shí),所述〖2為2小時(shí)。
      [0018]根據(jù)上述的新型生物炭材料的制備方法,優(yōu)選地,所述ΔT1SlO度,所述ΔΤ2*5度。
      [0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有的有益效果為:
      [0020]1.該生物炭材料中碳含量能維持在60%左右,由于碳結(jié)構(gòu)具有較大的比表面積,對(duì)重金屬或有機(jī)污染物的吸附能力非常強(qiáng),是普通土壤吸附能力的400倍,能有效截留雨水中的污染物,且不易形成脫附現(xiàn)象,避免雨水中的污染物穿透土壤層進(jìn)入到地下水,對(duì)地下水造成污染;
      [0021]2.生物炭原材料中含有生活污泥,城市生活污泥中含有大量的營養(yǎng)元素,在碳化過程中得以保存下來,因而整體碳化后的生物炭成分中N、P等營養(yǎng)元素含量較高,并且營養(yǎng)元素富集在碳結(jié)構(gòu)上,在整個(gè)植物生長過程中能夠緩慢釋放持續(xù)提供給植物養(yǎng)分,大大提高了養(yǎng)分的利用率,此外,被生物炭吸附固定的有機(jī)無機(jī)污染物也是植物的養(yǎng)分,做到了變廢為寶,使生物炭在吸附過程中形成一個(gè)開放式的循環(huán),大大延長了生物炭吸附飽和的時(shí)間;
      [0022]同時(shí),由于制備后的生物炭含有一定量的木醋液,能夠大大抑制土壤中有害微生物對(duì)植物的危害,從而整體上大大減少了農(nóng)藥與化肥的施入,也間接避免了化肥農(nóng)藥隨水流進(jìn)入到周圍湖泊,造成對(duì)水體的污染;
      [0023]3.變廢為寶,廢棄物的資源化利用:此生物炭的原材料分別為秸桿、市政污泥以及動(dòng)物糞便組成,這三種材料在一定程度上都是廢棄物,特別是市政污泥,目前國家在污泥處置上面往往是以傳統(tǒng)的填埋以及焚燒為主,不僅造成對(duì)環(huán)境的二次污染,而且也導(dǎo)致了“資源”的大量浪費(fèi),因此該發(fā)明很好的一定程度上解決了生物廢棄物的出路問題,通過干餾碳化,不僅可以起到消減的作用,而且剩余物是很好的資源,在改良土壤結(jié)構(gòu)、吸附固定環(huán)境中污染物等方面具有非常好的作用,能夠真正實(shí)現(xiàn)從垃圾一資源的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。
      【附圖說明】
      [0024]參照附圖,本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
      [0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的新型生物炭材料的制備方法的流程圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0026]圖1和以下說明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案,已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此,本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式,而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
      [0027]實(shí)施例:
      [0028]圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的新型生物炭材料的制備方法的流程圖,如圖1所示,所述新型生物炭材料的制備方法包括以下步驟:
      [0029](Al)將植物秸桿、市政污泥和動(dòng)物糞便按照一定比例送攪拌器內(nèi)攪拌,優(yōu)選地,送入所述攪拌器內(nèi)的秸桿、污泥和糞便的質(zhì)量比為1-3:1-2:1;
      [0030](A2)攪拌后的混合物干化;干化的環(huán)境為:干化溫度為120-150度,停留時(shí)間為3-5小時(shí);
      [0031](A3)干化后的混合物送炭化爐內(nèi)碳化,碳化的溫度呈階梯式遞增:
      [0032]以10度/min升溫到200度,并保留0.5小時(shí);再以5度/min升溫到550度,再保留2小時(shí),使得碳化的總時(shí)間為4小時(shí)。
      [0033]上述方法制得的生物炭整體上碳含量維持在55%-65%左右,有機(jī)質(zhì)含量維持在35-40%左右,營養(yǎng)元素維持在5%-10%左右,而且成型為顆粒狀,避免了傳統(tǒng)的秸桿炭質(zhì)量輕,易于飄散到空中,引起大氣污染的弊端。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.一種新型生物炭材料,所述生物炭材料為顆粒狀,其中碳含量在55%-65%,有機(jī)質(zhì)含量在35-40%,營養(yǎng)元素在5%-10%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型生物炭材料的制備方法,所述新型生物炭材料的制備方法包括以下步驟: (Al)將秸桿、市政污泥和糞便送攪拌器內(nèi)攪拌; (A2)攪拌后的混合物干化; (A3)干化后的混合物送炭化爐內(nèi)碳化。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型生物炭材料的制備方法,其特征在于:送入所述攪拌器內(nèi)的秸桿、污泥和糞便的質(zhì)量比為1-3:1-2:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型生物炭材料的制備方法,其特征在于:在步驟(A2)中,干化的環(huán)境為: 干化溫度為120-150度,停留時(shí)間為3-5小時(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型生物炭材料的制備方法,其特征在于:在步驟(A3)中,碳化的溫度呈階梯式遞增。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型生物炭材料的制備方法,其特征在于:所述階梯式遞增的具體方式為: 以Δ Ti/min升溫到Ti,并停留時(shí)間ti;再以Δ T2/min升溫到T2,再停留時(shí)間t2,A Ti〉Δ?2ο7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型生物炭材料的制備方法,其特征在于:所述1^*150-200度,所述Τ2*500-650度。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型生物炭材料的制備方法,其特征在于:所述ti為0.5小時(shí),所述t2為2小時(shí)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型生物炭材料的制備方法,其特征在于:所述AT1SlO度,所述A T2為5度。
      【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型生物炭材料的制備方法,所述新型生物炭材料的制備方法包括以下步驟:(A1)將秸稈、市政污泥和糞便送攪拌器內(nèi)攪拌;(A2)攪拌后的混合物干化;(A3)干化后的混合物送炭化爐內(nèi)碳化。本發(fā)明具有凈化效果好、變廢為寶等優(yōu)點(diǎn)。
      【IPC分類】C05G3/04, C05G3/00
      【公開號(hào)】CN105622267
      【申請?zhí)枴緾N201511023885
      【發(fā)明人】唐偉, 王靜, 陳俠勝
      【申請人】聚光科技(杭州)股份有限公司
      【公開日】2016年6月1日
      【申請日】2015年12月30日
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