赤泥和淤泥的综合生态处理方法与流程

本发明涉及垃圾处理方法，更具体地说是指赤泥和淤泥的综合生态处理方法。

背景技术：

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨；淤泥是一种天然含水量大于流性界限，孔隙比大于1.5的软土。是海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物。富含有机物，常呈灰黑色，力学强度低，压缩性强。地基中如有淤泥则易引起建筑物沉陷。

现对赤泥和淤泥的处理方法是采用填埋法，填埋是一种极其消极、万般无哀的垃圾处理方法，虽然该处理方法投资少、工艺简单、处理量大，并较好地实现了地表的无害化，但是，填埋的垃圾并没有进行无害化处理，残留着大量的细菌病毒；赤泥和淤泥的渗漏液会污染地下水资源，该方法不仅没有实现垃圾的资源化，而且大量占用土地，目前一些地区引用的卫生填埋法仅是部分地解决了地下水污染防治问题和产生朝气的回收问题，对彻底解决该项目的弊端，还有相当大的距离。

综上所述，现有的处理方法，存在污染地下水资源，占地面积大，赤泥和淤泥内的有用矿物质很难有效利用，对生态环境污染太大。

因此，有必要设计一种新的方法，实现环保型地处理赤泥和淤泥，并且占地面积小，有效利用赤泥和淤泥内的有用矿物质，减少对生态环境的污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供赤泥和淤泥的综合生态处理方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：赤泥和淤泥的综合生态处理方法，包括：

将赤泥和淤泥进行净化处理，以得到可处理的赤泥和淤泥；

对可处理的赤泥和淤泥进行脱水，以得到中间物质；

将中间物质进行分解处理，以得到分解物；

将分解物进行处理，并由相变材料存储分解物处理过程所产生的能量；

将相变材料内存储的能量运用于不同设备的工作。

其进一步技术方案为：所述将赤泥和淤泥进行净化处理，以得到可处理的赤泥和淤泥，包括：

将赤泥和淤泥放入净化池静置，以得到静置物；

将静置物内的水抽出并进行过滤处理，以得到可用水源以及可处理的赤泥和淤泥。

其进一步技术方案为：所述对可处理的赤泥和淤泥进行脱水，以得到中间物质之后，包括：

对部分中间物质处理，以得到水泥砖或保温材料或水泥。

其进一步技术方案为：所述对部分中间物质处理，以得到水泥砖或保温材料或水泥，包括：

对部分中间物质进行研磨处理，以得到颗粒；

对颗粒进行处理，以得到水泥砖或保温材料或水泥

其中，将中间物质研磨成5～100目粉的颗粒。

其进一步技术方案为：所述将中间物质进行分解处理，以得到分解物，包括：

将中间物质输入至热解炉中进行热分解，以得到分解物，其中，热解炉的炉内温度为750℃～850℃。

其进一步技术方案为：所述分解物包括合成气体、合成油、木炭以及生物炭。

其进一步技术方案为：所述将分解物进行处理，并由相变材料存储分解物处理过程所产生的能量，包括：

将合成气体用于发电机发电，并将形成的电能对热解炉进行供电以及转换为热能以供相变材料存储；

将合成气体进行火力处理以得到热能，并采用相变材料存储热能；

将合成油用于发电机发电，并将形成的电能转换为热能以供相变材料存储；

将木炭以及生物炭用于火力处理以得到热能，并采用相变材料存储热能。

其进一步技术方案为：所述将中间物质进行分解处理，以得到分解物，包括：

将中间物质输入高温环境内进行降解，以得到降解物；

将降解物与重金属、磷酸盐进行混合，以得到分解物。

其进一步技术方案为：所述分解物包括水以及煤炭。

其进一步技术方案为：所述相变材料按重量份数计包括：

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过对赤泥和淤泥进行净化处理后，对可处理的赤泥和淤泥进行烘干处理，再采用热分解或者水解的方式进行处理中间物质后，得到分解物，再由分解物进行加热和发电，并由相变材料进行蓄热，实现环保型地处理赤泥和淤泥，并且占地面积小，有效利用赤泥和淤泥内的有用矿物质，减少对生态环境的污染。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的赤泥和淤泥的综合生态处理方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的赤泥和淤泥的综合生态处理方法的子流程示意图；

图3为本发明实施例提供的赤泥和淤泥的综合生态处理方法的子流程示意图；

图4为本发明另一实施例提供的赤泥和淤泥的综合生态处理方法的子流程示意图；

图5为本发明第三实施例提供的赤泥和淤泥的综合生态处理方法的流程示意图；

图6为本发明第三实施例提供的赤泥和淤泥的综合生态处理方法的子流程示意图；

图7为本发明实施例提供的相变材料的蓄热量测试台的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1～7所示的具体实施例，本实施例提供的赤泥和淤泥的综合生态处理方法，可以运用于城市或者农村，将赤泥和淤泥进行环保型处理，并有效利用赤泥和淤泥所携带的有用矿物质。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的赤泥和淤泥的综合生态处理方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括以下步骤s110至s150。

s110、将赤泥和淤泥进行净化处理，以得到可处理的赤泥和淤泥。

在本实施例中，上述的可处理的赤泥和淤泥包括经过过滤后的赤泥和淤泥。

在一实施例中，请参阅图2，上述的步骤s110可包括步骤s111～s112。

s111、将赤泥和淤泥放入净化池静置，以得到静置物。

在本实施例中，净化池是指用于供赤泥和淤泥进行净化的水池；该静置物是指水与非溶于水的物质分层后形成的物质。

具体地，将赤泥和淤泥放入净化池内静置一段时间，使得水以及一些非溶于水的物质进行分层后，以得到静置物。

s112、将静置物内的水抽出并进行过滤处理，以得到可用水源以及可处理的赤泥和淤泥。

在本实施例中，可用水源是指可以直接使用的水源，可处理的赤泥和淤泥是指赤泥和淤泥中去除溶于水的物质后剩余的物质。

将赤泥和淤泥中可溶于水中的物质去除后，可避免这些溶于水的物质在后续处理过程中，产生污染生态环境的物质，也为了后续能更好的利用赤泥和淤泥内的有用矿物质，提高赤泥和淤泥内的有用矿物质的利用率，减少对生态环境的污染。

s120、对可处理的赤泥和淤泥进行脱水处理，以得到中间物质。

在本实施例中，中间物质是指将可处理的赤泥和淤泥脱水后形成的物质。

在本实施例中，将可处理的赤泥和淤泥输进入烘干设备，将可处理的赤泥和淤泥里面的水分烘干，水分低于10％。

s130、将中间物质进行分解处理，以得到分解物。

将处理后的有机物输入至热解炉中进行热分解，以得到分解物，其中，热解炉的炉内温度为750℃～850℃。

在本实施例中，上述的分解物包括合成气体、合成油、木炭以及生物炭。

中间物质进入热解炉中，热解炉的炉内温度控调在750℃～850℃，也就是在800℃左右，中间物质会在该温度下转为木炭和生物炭，因为温度很高，需要冷却设备进行冷却得到分解物；在冷却的过程中，可以采用相变材料进行吸热，提高整个赤泥和淤泥的利用率。

s140、将分解物进行处理，并由相变材料存储分解物处理过程所产生的能量。

在一实施例中，请参阅图3，上述的步骤s140可包括步骤s141～s144。

s141、将合成气体用于发电机发电，并将形成的电能对热解炉进行供电以及转换为热能以供相变材料存储；

s142、将合成气体进行火力处理以得到热能，并采用相变材料存储热能；

s143、将合成油用于发电机发电，并将形成的电能转换为热能以供相变材料存储；

s144、将木炭以及生物炭用于火力处理以得到热能，并采用相变材料存储热能。

木炭以及生物炭可以直接采用火力处理方式进行发电，还可以进行火力处理后，得到热能，并由相变材料存储热能；而在热分解过程中，产生的高温合成气体，此时也需要冷却设备进行冷却散热，并由相变材料吸收其冷却过程中的热能，此时油、木炭以及生物炭可以用来发电，也可以进行火力处理，以用相变材料进行存储热能；合成气体到一个密闭的燃烧发电机组里面发电，也可以进行火力处理，以用相变材料进行存储热能，此时从而将所有设备的损耗的能量全部有效的利用，从而达到最有生态和环保的赤泥和淤泥处理。

s150、将相变材料内存储的能量运用于不同设备的工作。

相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热，物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大，从而可满足不同设备工作过程中所需的能量。

在一实施例中，上述的相变材料按重量份数计包括：

其中，在一实施例中，可以不加入石墨碳粉，仅按照上述的对应分量加入有机盐、羧甲基纤维素、氯化镁、羧甲基纤维素钠，也可以得到相变材料。

相变材料所需原料来源丰富、价格低廉；相变材料的相变蓄热大(大于400mj/m3)、导热率大(大于1.2w/m·k)；相变温度在40℃～60℃，对于回收空调的冷凝器热量以及其他废热回收领域较为有利；过冷度较小(3℃～5℃)，因而对于所需热量的释放是极为有利，因此利用该相变材料回收处理生活垃圾后形成的资源，可以使得回收率大大增大。

对于相变材料的蓄热量测试如下：采用如图7所示的测试台进行测试，该测试台由电加热器、加热水箱、循环水泵、蓄热水箱、进出水管道及蓄热材料棒等构成，相变材料等质量密封于圆柱形金属料棒内，料棒棒壳为304不锈钢。

其中，电加热器由温控器、电加热棒和测温铂电阻构成，加热过程中功率恒定。加热前在温控器上设定温度范围，加热期间温控器通过比较测温铂电阻测得的加热水箱水文和设定温度值来控制电加热棒电流的通断，进而控制加热水箱水温；加热水箱是用304不锈钢钢板焊接而成的长方体结构，以水为热能载体，是整个蓄热测试的热源；在蓄热水箱的进出水管道上各装有一台微型水泵，测试开始前，通过调节两胎水泵的转速，使得进、出蓄热水箱的水流量相等，进而确保测试期间加热水箱和蓄热水箱的水位维持不变；对于蓄热水箱，采用304不锈钢钢板焊接而成的长方体结构，为了将蓄热水箱中的水和来自于加热水箱的水充分混合，蓄热水箱进水管道在穿过蓄热水箱内壁面后沿水平方向分成三路，布置于蓄热水箱的上部，且每路进水管都钻有多个出水小孔，同理，蓄热水箱的出水管由三路密布小孔的分管汇合成一路，布置于蓄热竖向底部，测试开始前，用电子天平对蓄热水箱箱体及进、出水管道的总质量进行了测量，测量值为11.80kg；将相变材料等质量密封于蓄热材料棒体内，在测试过程中共使用了54根蓄热材料棒。

在测试过程中，加热水箱中的水经电加热器加热到65℃左右，打开蓄热水箱进、出水截止门，开启循环水泵，使得加热竖向中的水和蓄热水箱中的水进行混合换热，当蓄热水箱进、出水温度与蓄热水箱箱体中部的水温接近时，则认为两个水箱的水混合完成，水温在48℃左右，此时测试开始；在整个测试过程中，电加热器给加热水箱中的水加热，当水温由48℃左右升至65℃以上时，温控器开始调节，自动将加热水箱的水温控制在61至65℃范围内，加热水箱中的水通过循环水泵与蓄热水箱中的水进行混合换热，蓄热水箱中的水再将吸收的热量通过蓄热材料棒的金属外壳传递给相变材料。

整个测试的步骤如下：

调整蓄热水箱进、出水泵转速，使得蓄热水箱的进、出流量保持一致，确保加热水箱和蓄热水箱的水位在试验期间保持不变；停止进、出水水泵，关闭蓄热水箱进、出水阀门；测量蓄热水箱的水位高度；开启加热水箱的电加热器，将加热水箱的水加热至60℃左右；打开蓄热水箱进、出水阀门，开启进、出水水泵；加热水箱和蓄热水箱的水通过循环进行混合，当蓄热水箱水温和蓄热水箱进、出水水温基本接近时，测试计时开始，记录流量计累计流量值；蓄热过程进行约两小时后，在蓄热水箱的进、出水温度之差接近0.8℃时，认为蓄热过程结束，试验停止计时，记录流量计累计流量。

在本次测试中，相变材料的质量为10.311kg，在以48℃至65℃的底纹热水作为热源条件下，两次蓄热测试的蓄热量分别为4352.6kj和4527.8kj，蓄热密度分别为422.1kj/kg和439.1kj/kg，平均蓄热密度为430.6kj/kg。

由此可见，该相变材料的相变蓄热大、导热率大，可提高整个生活垃圾处理后所产生的资源利用率。

上述的赤泥和淤泥的综合生态处理方法，通过对赤泥和淤泥进行净化处理后，对可处理的赤泥和淤泥进行烘干处理，再采用热分解或者水解的方式进行处理中间物质后，得到分解物，再由分解物进行加热和发电，并由相变材料进行蓄热，实现环保型地处理赤泥和淤泥，并且占地面积小，有效利用赤泥和淤泥内的有用矿物质，减少对生态环境的污染。

图4是本发明另一实施例提供的一种赤泥和淤泥的综合生态处理方法的流程示意图。如图4所示，本实施例的赤泥和淤泥的综合生态处理方法针对步骤s130，采用的是水解的方式对中间物质进行分解处理，具体地，该实施例中的步骤s130可包括步骤s131～s132。

s131、将中间物质输入高温环境内进行降解，以得到降解物；

s132、将降解物与重金属、磷酸盐进行混合，以得到分解物。

在本实施例中，降解物是指中间物质在高温环境下降解的带有用矿物质的物质。所述分解物包括水以及煤炭。

处理后的有机物先进入碎桨罐，通过蒸气和高温，高压，使温度升高，从而使得中间物质在高温下降解，得到降解物，然后降解物进入反应炉，此时温度下降使得降解物内的碳水化合物、重金属以及磷酸盐进行混合，从而进入冷却槽中，通过相变材料来进行吸热，从温度下降到18℃以下，从而产生出来纯水和煤碳可以燃烧发电给相变材料来供热，也能实现环保型地处理赤泥和淤泥，并且占地面积小，有效利用赤泥和淤泥内的有用矿物质，减少对生态环境的污染。

图5是本发明另一实施例提供的一种赤泥和淤泥的综合生态处理方法的流程示意图。如图5所示，本实施例的赤泥和淤泥的综合生态处理方法包括步骤s210-s260。其中步骤s210-s220与上述实施例中的步骤s110-s120类似，其中步骤s230-s260与上述实施例中的步骤s130-s150类似，在此不再赘述。下面详细说明本实施例中所增加的步骤s230。

s230、对部分中间物质处理，以得到水泥砖或保温材料或水泥。

在一实施例中，请参阅图6，上述的步骤s230可包括步骤s231～s232。

s231、对部分中间物质进行研磨处理，以得到颗粒；

其中，将部分中间物质研磨成5～100目粉的颗粒。

在本实施例中，将可处理的赤泥和淤泥输进入烘干设备，将可处理的赤泥和淤泥里面的水分烘干，水分低于10％，才将烘干后的可处理的赤泥和淤泥进入研磨，以得到粉末颗粒再，可以使得后续的处理效率更高。

s232、对颗粒进行处理，以得到水泥砖或保温材料或水泥。

将可处理的赤泥和淤泥分成两份，一份进行研磨处理后再处理，形成水泥砖或保温材料或水泥，另外一份可进行热解或者水解后用相变材料进行蓄能，以供不同设备的能量所需。

将脱水后的可处理的赤泥和淤泥，用磨粉机将可处理的赤泥和淤泥磨成5～100目粉，并形成水泥砖、保温材料以及水泥使用，当然，还可以直接进行铺路。以使得所有赤泥和淤泥能最大程度的被利用。

上述的赤泥和淤泥的综合生态处理方法，通过对赤泥和淤泥进行净化处理后，对可处理的赤泥和淤泥进行烘干处理，中间物质采用研磨等处理后形成水泥砖、保温材料或水泥再使用，另外部分中间物质采用热分解或者水解的方式进行处理中间物质后，得到分解物，再由分解物进行加热和发电，并由相变材料进行蓄热，实现环保型地处理赤泥和淤泥，并且占地面积小，有效利用赤泥和淤泥内的有用矿物质，减少对生态环境的污染。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。