一种营养自供给生态球颗粒及其制备方法与应用

本发明属于生态修复，具体涉及一种营养自供给生态球颗粒及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着我国工、农业和城市化的快速发展，排放了大量工、农和生活废水，经过污水处理厂处理后仍然会有少量氮(n)和磷(p)排入地表水中，更有甚者未经处理随意排放，导致水体富营养化，降低水环境的自净能力，破坏生态平衡。同时，植物生长需要氮和磷作为肥料。

2、我国许多江河两侧为大量裸露的边坡，若不及时治理，不但影响生态环境景观，甚至有些坡面存在严重的地质灾害隐患。由于裸露边坡等处缺土少肥，进行植被绿化非常困难，人们尝试通过植被混凝土喷射和客土喷播等方法进行边坡绿化，但是这些方法受到技术手段和气候条件的制约，植物的成活率低，在植物未对坡面形成有效防护前极易遭受雨水、江河水流冲刷，造成水土、养分流失，甚至使种子随水土而流失，降低发芽率，不利于植物生长，且后期需要及时补充植被生长所需的养分，养护成本较高，无法达到边坡持续绿化的效果。

技术实现思路

1、本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种既能处理富营养化的污水又能为种子提供营养的营养自供给生态球颗粒。

2、本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述营养自供给生态球颗粒的制备方法。

3、为了解决上述第一个技术问题，本发明提供以下技术方案：

4、营养自供给的生态球颗粒由以下重量份数的原料制成：贝壳类粉10～30、农业废物粉末10～30、市政污泥粉末30～50、河道淤泥粉末12～36、建筑垃圾微粉2～6、矿渣粉2～6、脱硫石膏2～6，且贝壳类粉、农业废物粉末、市政污泥粉末、河道淤泥粉末、建筑垃圾微粉、矿渣粉和脱硫石膏的总重量为100重量份，2重量份的氢氧化钙和1重量份的发泡剂；所述营养自供给的生态球颗粒由内核和外壳组成，其中贝壳类粉、农业废物粉末和市政污泥粉末混合造粒形成内核，河道淤泥粉末、建筑垃圾微粉、矿渣粉、脱硫石膏、氢氧化钙和发泡剂包覆在内核外围经加热分解发泡剂，释放气体成孔形成外壳。

5、所述的贝壳类粉的贝壳为牡蛎壳、蚬子壳、生蚝壳中的一种或几种的混合物，粉碎至粒径为100目及以下的细度。

6、所述的农业废物粉末的农业废物为花生壳、瓜子壳、秸秆中的一种或几种的混合物，粉碎至粒径为100目及以下的细度；所述秸秆是指水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆的一种或几种。

7、所述的市政污泥粉末是经自然晾干后，粉碎筛分至粒径为100目及以下细度的市政污泥。

8、所述的河道淤泥粉末为取自江、河流或湖泊中的淤泥，经自然晾干后，粉碎筛分至粒径为100目及以下的细度。

9、所述的建筑垃圾微粉为废旧混凝土、废旧砖石破碎后的颗粒，粉碎筛分至粒径为100目及以下的细度。

10、所述的发泡剂选用苯磺酰氯与碳酸氢钠混合物。

11、为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的制备方法包括以下具体步骤：

12、(1)取配料：按照以下重量份数称取原料：贝壳10～30、农业废物10～30、市政污泥20～50、河道淤泥12～36、建筑垃圾2～6、矿渣粉2～6、脱硫石膏2～6，且贝壳、农业废物、市政污泥、河道淤泥、建筑垃圾、矿渣粉和脱硫石膏的总重量为100重量份；

13、(2)破碎：分别将贝壳、农业废物、市政污泥、河道淤泥、建筑垃圾粉碎至100目及以下的细度，分别得到贝壳类粉、农业废物粉末、市政污泥粉末、河道淤泥粉末和建筑垃圾微粉；

14、(3)搅拌：将步骤(2)中破碎后的贝壳类粉、农业废物粉末、市政污泥粉末混合均匀；

15、(4)造粒：将步骤(3)搅拌后的物料，输送至造粒机中造粒，得到球状颗粒；

16、(5)共热解：将步骤(4)中的球状颗粒，放入可编程管式电炉中，在n2气氛下加热至800℃，升温速度10℃/min，保温时间2h，自然冷却，得到内核；

17、(6)搅拌：将步骤(2)中破碎后的河道淤泥粉末、建筑垃圾微粉与矿渣粉、脱硫石膏，及总重量2％的氢氧化钙、总重量1％的发泡剂，混合均匀；

18、(7)包覆：将步骤(6)搅拌后的物料均匀包覆在步骤(5)制得的内核外围；

19、(8)成孔：将步骤(7)得到的球粒放入温度为100℃的马弗炉中30min，分解发泡剂，释放气体成孔，取出后自然冷却。

20、本发明还提供了上述营养自供给生态球颗粒在边坡治理的应用，所述边坡为江河两侧裸露的边坡，所述治理是对边坡进行植被绿化。

21、本发明方法制备得到的生态球颗粒的内核具有较好地吸附污水中的氮磷营养成分的能力，将污水中的富营养成分转化为种子的营养，达到营养自供给效果；的生态球颗粒的外壳既能提供一定的强度，为内核提供一层屏障，又能协同内核固定吸附的氮磷营养成分，防止吸附在内核的n、p流失。原料采用各种废弃物，资源再生利用，来源广泛、易得，能为城市环境保护减轻负担；生产成本相对于同类产品，也比较低，具有较好的经济效益和社会效益。

技术特征：

1.一种营养自供给生态球颗粒，其特征在于，该营养自供给的生态球颗粒由以下重量份数的原料制成：贝壳类粉10～30、农业废物粉末10～30、市政污泥粉末30～50、河道淤泥粉末12～36、建筑垃圾微粉2～6、矿渣粉2～6、脱硫石膏2～6，且贝壳类粉、农业废物粉末、市政污泥粉末、河道淤泥粉末、建筑垃圾微粉、矿渣粉和脱硫石膏的总重量为100重量份，2重量份的氢氧化钙和1重量份的发泡剂；所述营养自供给的生态球颗粒由内核和外壳组成，其中贝壳类粉、农业废物粉末和市政污泥粉末混合造粒形成内核，河道淤泥粉末、建筑垃圾微粉、矿渣粉、脱硫石膏、氢氧化钙和发泡剂包覆在内核外围经加热分解发泡剂，释放气体成孔形成外壳。

2.根据权利要求1所述的营养自供给生态球颗粒，其特征在于，所述的贝壳类粉的贝壳为牡蛎壳、蚬子壳、生蚝壳中的一种或几种的混合物，粉碎至粒径为100目及以下的细度。

3.根据权利要求1或2所述的营养自供给生态球颗粒，其特征在于，所述的农业废物粉末的农业废物为花生壳、瓜子壳、秸秆中的一种或几种的混合物，粉碎至粒径为100目及以下的细度。

4.根据权利要求3所述的营养自供给生态球颗粒，其特征在于，所述秸秆是指水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的营养自供给生态球颗粒，其特征在于，所述的市政污泥粉末是经自然晾干后，粉碎筛分至粒径为100目及以下细度的市政污泥。

6.根据权利要求1或2所述的营养自供给生态球颗粒，其特征在于，所述的河道淤粉末为取自江、河或湖泊中的淤泥，经自然晾干后，粉碎筛分至粒径为100目及以下的细度。

7.根据权利要求1或2所述的营养自供给生态球颗粒，其特征在于，所述的建筑垃圾粉末为废旧混凝土、废旧砖石破碎后的颗粒，粉碎筛分至粒径为100目及以下的细度。

8.根据权利要求1或2所述的营养自供给生态球颗粒，其特征在于，所述的发泡剂为苯磺酰氯与碳酸氢钠混合物。

9.一种营养自供给生态球颗粒的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

10.权利要求1至8任一项所述的营养自供给生态球颗粒在边坡治理的应用。

技术总结
本发明公开了一种营养自供给生态球颗粒。该生态球颗粒由内核和外壳两部分组成。内核由贝壳类粉、农业废物粉末、市政污泥粉末经搅拌混合均匀和造粒后得到。外壳由河道淤泥粉末、建筑垃圾微粉、矿渣粉、脱硫石膏、氢氧化钙及发泡剂搅拌混合均匀，并包覆在内核外围，经加热分解发泡剂成孔后得到。本发明还公开了上述生态球颗粒的制备方法和应用。本发明方法制备的生态球颗粒的内核能吸附污水中的氮磷，起到脱氮除磷的作用，为种子提供营养，达到营养自供效果；外壳具有良好的强度，起到保护内核作用，既能解决大量工、农业废物的问题，又治理了江河两侧的边坡，成本低廉且绿色环保。

技术研发人员：陆海军,何一凡,徐俊,董祎挈,臧濛,赵能浩,曾晨,张静,蔡光华
受保护的技术使用者：武汉轻工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16