【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体废弃物资源化利用和农业领域，具体涉及一种利用固体废弃物制备的类土壤基质及其制备方法。
技术介绍
1、在当今社会，无机固废处理具有至关重要的必要性。随着工业化进程的加速和人类活动的日益频繁，大量无机固废如尾矿、工业废渣等不断产生。若不加以妥善处理，这些无机固废会占据大量土地资源，影响生态景观，造成土地资源的浪费和破坏。同时，部分无机固废可能含有重金属等有害物质，若随意堆放或处置不当，会在雨水冲刷等作用下渗入土壤和水体，引发严重的环境污染问题，对生态系统和人类健康构成巨大威胁。此外，对无机固废进行有效处理和资源化利用，可以节约自然资源，降低对原生资源的依赖，推动循环经济的发展，实现经济、社会和环境的可持续发展。目前，无机固废的主要处理方式集中在了建筑材料、充填、路基材料以及无害化堆存等，但是由于建材市场的不景气和成本较大等缺点，导致大批量的无机固废无法处理，所以新的无机固废大批量处理技术有待研究。
2、另一方面，有机固废资源化处理极具必要性。随着经济的快速发展和人口的持续增长，各类有机固废如厨余垃圾、农业废弃物、污泥等大量产生。若不进行恰当处理，这些有机固废不仅会占用大量土地用于堆放，还会因腐败发酵释放出难闻气味和有害气体，污染空气环境。同时，有机固废中的有害物质可能会渗入土壤和水体，破坏生态平衡，威胁人类健康。目前有机固废处理的主要方法为堆肥、填埋、焚烧以及热解等，均属于异位处理技术，其处理成本较高、价值量低，且容易产生二次污染。
3、目前暂未有利用有机和无机固废制备类土壤基质的相关报道，
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是现有有机固废和无机固废的处理成本高、推广应用困难、容易产生二次污染、资源化处理规模小以及处理工艺复杂的问题。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术提供一种利用固体废弃物制备的类土壤基质，包括固体废弃物的阴燃产物和固体废弃物阴燃过程中的烟气处理产物。
4、上述类土壤基质中，所述固体废弃物的阴燃产物中碳含量＞35％、n含量为0.5％～0.8％、p含量为0.5％～1.2％、k含量为2.8％～3.2％，其保水率＞80％，密度为3.5～4.1g/cm3。
5、上述类土壤基质中，所述固体废弃物阴燃过程中的烟气处理产物中碳含量＞40％、n含量为0.9％～1.8％、p含量为1.1％～2.2％、k含量为3.4％～4.2％，其保水率大于85％，密度为4.5～4.9g/cm3。
6、上述类土壤基质中，所述固体废弃物为无机固废和有机固废。
7、进一步的是，所述无机固废为锡尾矿、磷石膏、烟气脱硫石膏、钛石膏、磷尾矿、钒钛磁铁尾矿、铁尾矿、铜尾矿、铅锌尾矿、煤矸石、粉煤灰、钢渣、锑尾矿中的至少一种。
8、进一步的是，所述有机固废为生活污泥、餐厨垃圾、农业秸秆、枯枝落叶中至少一种。
9、第二方面，本专利技术提供上述类土壤基质的制备方法：
10、将无机固废和有机固废预处理后混合，引燃固废混合物后熄灭明火，利用自身缺氧和间歇性鼓入空气使混合物阴燃燃烧，得到阴燃产物和灰渣；
11、收集阴燃燃烧过程产生的灰渣，加水搅拌得到浆料，用于吸附处理阴燃过程中产生的烟气，得到烟气处理产物；
12、阴燃燃烧完成后，将阴燃产物和烟气处理产物充分混合，得到类土壤基质。
13、进一步的是，上述制备方法中，无机固废和有机固废预处理为：分别将无机固废和有机固废干燥后粉碎。
14、更进一步的是，在60～90℃下干燥至含水率＜5％，然后粉碎至粒径＜50目。
15、进一步的是，上述制备方法中，无机固废和有机固废按1:2～5的质量比混合。
16、进一步的是，上述制备方法中，引燃固废混合物后熄灭明火为：在200～500℃下引燃固废混合物，明火燃烧1～5min后熄灭明火。
17、进一步的是，上述制备方法中，向灰渣中加入5％～20％的水搅拌得到浆料。
18、进一步的是，上述制备方法中，吸附处理阴燃过程中产生的烟气时，浆料的用量为2～5kg/cm3。
19、本专利技术的有益效果是：本专利技术所述类土壤基质的制备方法中，利用预处理后有机固废中含有的木质素、纤维素等成分极易点燃的特点，将固废混合物引燃后再将明火熄灭进行阴燃。阴燃过程中蓬松的固废会引入微量的空气，保持阴燃不熄灭，阴燃产生的高温会持续杀死固废中的害虫，无机固废中的重金属在高温下会被固化稳定化，而植物可利用态元素会被释放，为类土壤基质提供必要的元素组成；同时有机固废阴燃产生的生物碳为类土壤基质提供多孔碳结构，提高类土壤基质的保水率，同时为微生物的附着和营养元素的缓慢释放提供储存场所。
20、从环保角度来看：本方法不仅使用于大批量的无机和有机固废处理，同时，在阴燃过程中产生的烟气利用阴燃灰渣进行处理，灰渣已经具备土壤性质，其主要表现出弱碱性的性质，在具有一定含水率的条件下其聚合的土壤胶体会对阴燃过程中产生的颗粒物、nox、so2、vocs以及co和co2进行吸附，实现烟气中营养物质的截留，同时实现了阴燃烟气的净化，弱酸性的阴燃气体和弱碱性的阴燃产物灰渣反应，实现了中和效果，进一步保证类土壤基质的效果。
21、从可持续发展的角度来看：本方法具有重要的战略意义，一方面，这种方法可以实现有机固废和无机固废的资源化利用，减少对环境的污染。另一方面，这种方法可以为健康土壤基质提供了一个新的来源途径，实现了真正意义上的变废为宝，为农业生产提供养分，实现资源的循环利用。此外，这种方法还可以带动相关产业的发展，如固废处理行业和农业等，创造更多的就业机会和经济效益。
22、本专利技术利用固体废弃物制备类土壤基质的方法简单、就地取材、原位处理，可以实现固废的高附加值资源化利用，实现资源的循环利用，具有广阔的发展前景。
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1.利用固体废弃物制备的类土壤基质，其特征在于：包括固体废弃物的阴燃产物和固体废弃物阴燃过程中的烟气处理产物；
2.根据权利要求1所述的利用固体废弃物制备的类土壤基质，其特征在于：无机固废为锡尾矿、磷石膏、烟气脱硫石膏、钛石膏、磷尾矿、钒钛磁铁尾矿、铁尾矿、铜尾矿、铅锌尾矿、煤矸石、粉煤灰、钢渣、锑尾矿中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的利用固体废弃物制备的类土壤基质，其特征在于：有机固废为生活污泥、餐厨垃圾、农业秸秆、枯枝落叶中至少一种。
4.如权利要求1～3任一项所述的类土壤基质的制备方法，其特征在于：将无机固废和有机固废预处理后混合，引燃固废混合物后熄灭明火，利用自身缺氧和间歇性鼓入空气使混合物阴燃燃烧，得到阴燃产物和灰渣；收集阴燃燃烧过程产生的灰渣，加水搅拌得到浆料，用于吸附处理阴燃过程中产生的烟气，得到烟气处理产物；阴燃燃烧完成后，将阴燃产物和烟气处理产物充分混合，得到类土壤基质。
5.根据权利要求4所述的类土壤基质的制备方法，其特征在于：无机固废和有机固废预处理为：分别将无机固废和有机固废干燥后粉碎。
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7.根据权利要求4所述的类土壤基质的制备方法，其特征在于：无机固废和有机固废按1:2～5的质量比混合。
8.根据权利要求4所述的类土壤基质的制备方法，其特征在于：引燃固废混合物后熄灭明火为：在200～500℃下引燃固废混合物，明火燃烧1～5min后熄灭明火。
9.根据权利要求4所述的类土壤基质的制备方法，其特征在于：向灰渣中加入5％～20％的水搅拌得到浆料。
10.根据权利要求4所述的类土壤基质的制备方法，其特征在于：吸附处理阴燃过程中产生的烟气时，浆料的用量为2～5kg/cm3。
...【技术特征摘要】
1.利用固体废弃物制备的类土壤基质，其特征在于：包括固体废弃物的阴燃产物和固体废弃物阴燃过程中的烟气处理产物；
2.根据权利要求1所述的利用固体废弃物制备的类土壤基质，其特征在于：无机固废为锡尾矿、磷石膏、烟气脱硫石膏、钛石膏、磷尾矿、钒钛磁铁尾矿、铁尾矿、铜尾矿、铅锌尾矿、煤矸石、粉煤灰、钢渣、锑尾矿中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的利用固体废弃物制备的类土壤基质，其特征在于：有机固废为生活污泥、餐厨垃圾、农业秸秆、枯枝落叶中至少一种。
4.如权利要求1～3任一项所述的类土壤基质的制备方法，其特征在于：将无机固废和有机固废预处理后混合，引燃固废混合物后熄灭明火，利用自身缺氧和间歇性鼓入空气使混合物阴燃燃烧，得到阴燃产物和灰渣；收集阴燃燃烧过程产生的灰渣，加水搅拌得到浆料，用于吸附处理阴燃过程中产生的烟气，得到烟气处理产物；阴燃燃烧完成后，将阴燃产物和烟气处理产物充分混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴丰辉，张玉，任远川，牛强，陈丹丹，何亚芳，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：
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