生态-资源废渣有效利用系统的制作方法

专利名称：生态-资源废渣有效利用系统的制作方法
生态-资源废渣有效利用系统
背景技术：
1.发明领域本发明涉及生态资源废渣(eco-resource slag)有效利用系统的领域。2.相关领域的说明本发明中使用的选矿过程中产生的钢渣、垃圾焚化厂产生的燃烧灰渣、污水处理 厂产生的废泥浆渣、火力发电厂产生的焦炭燃烧残留物、家畜排泄物的燃烧产生的燃烧灰 渣等通常在工厂的熔融高温燃烧炉(烘箱)中加工成“熔渣”。而且，通过将此类渣加工成熔渣后，在炼铁厂每年产生的3800万吨钢渣中，约有 39万吨废渣未得到利用而成为这个国家的厂区中特定管理的工业废物，因为即使被加工成 熔渣，也不能完全从中除去有害的物质诸如重金属，并且没有有效的利用方法。其它的废渣也存在问题，因为，虽然它们可以熔渣聚集物的方式用作服务于所谓 地面土木工程的产品诸如路基材料和像替代的混凝土产品，但是，它们不适合用作服务于 水利土木工程的产品诸如用于污染水的净化。人们已进行了一些尝试，其中，废渣被处理成块状并安置在海水下以便实现海藻 和珊瑚的植入。然而，其中存在问题，因为由于海水温度的上升、水域的污染和类似的原因， 此类尝试并未如预期地有效。JP-A-11-10140公开了一个常规水净化材料的例子。此类水净化材料1的核心2
是陶瓷粉末的颗粒。而且，JP-A-6-1344M公开了一个常规水净化装置的例子。然而，所述水净化装置 中使用的水净化陶瓷6a和6b不是由选矿过程中产生的钢渣、垃圾焚化厂产生的燃烧灰渣、 污水处理厂产生的废泥浆渣、火力发电厂产生的焦炭燃烧残留物或家畜排泄物的燃烧产生 的燃烧灰渣制成的。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种系统，其中，废渣，包括上述含有有害物质的废渣， 不直接熔化，但是被中和并被加工成生态-资源材料，使得所述废渣能有效地用于净化和 复原大面积的被污染的水而不对环境造成任何负担。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第一实施方式提供生态-资源废渣有效 利用系统，用于中和含有害物质的未利用的废渣以便使其用作生态-资源过滤介质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，捏合预定比例的不可再利用的含有害物质的未利用的废渣，用于陶瓷的 瓷土和用于陶瓷的矿物粘土诸如石英粉或氧化铝粉，由此形成具有适当尺寸的粘土材料， 所述废渣选自矿源金属诸如铁、铜或铝的精炼中产生的副产品渣；第二步，在预定的温度下于陶瓷燃烧炉中对所述粘土材料煅烧预定的时间，以便 液体釉能充分渗透入粘土材料的内部区域，由此形成素坯粘土材料；第三步，向第二步中形成的素坯粘土材料施加液体釉，所述液体釉通过按预定的比例捏合由粉碎的特定天然石制成的粉末和陶瓷釉、随后进行老化而制成；第四步，使液体釉充分渗透入素坯粘土材料的内部区域，由此制备固体物质；第五步，于预定的温度下在陶瓷燃烧炉中再次对此被液体釉浸渍的固体物质高温 煅烧预定的时间，使得所述未利用的废渣中含有的有害组分熔化并包封在玻璃质材料中， 由此形成由玻璃质固体物质制成的玻璃质过滤介质，所述玻璃质固体物质能净化并复原被 污染或弄脏的水；和第六步，将第五步中形成的过滤介质安置在被污染的水域的水下以净化水并复原 正常水。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第二个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，用于中和含有害二恶英的未被加工成熔渣的废物焚化灰渣，由此使其用作生 态-资源过滤介质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，捏合预定比例的含有害二恶英的未被加工成熔渣的废渣，用于陶瓷的瓷 土和用于陶瓷的矿物粘土诸如石英粉或氧化铝粉，由此形成具有适当尺寸的粘土材料，所 述废渣选自可燃性废物焚化厂焚化普通废物过程中产生的废物焚化灰渣；第二步，在预定的温度下于陶瓷或废料燃烧炉中对所述粘土材料煅烧预定的时 间，以便液体釉能充分渗透入粘土材料的内部区域，由此形成素坯粘土材料；第三步，向第二步中形成的素坯粘土材料施加液体釉，所述液体釉通过按预定的 比例捏合由粉碎的特定天然石制成的粉末和陶瓷釉、随后进行老化而制成；第四步，使液体釉充分渗透入素坯粘土材料的内部区域，由此制备固体物质；第五步，于预定的温度下在陶瓷或废料燃烧炉中再次对此被液体釉浸渍的固体物 质高温煅烧预定的时间，使得所述含有有害二恶英的废渣中含有的有害组分熔化并包封在 玻璃质材料中，由此形成由玻璃质固体物质制成的玻璃质过滤介质，所述玻璃质固体物质 能净化并恢复被污染或弄脏的水；和第六步，将第五步中形成的过滤介质安置在被污染的水域的水下以净化水并复原 正常水。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第三个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，用于中和含有害组分的未处理的废泥浆渣以便使其用作生态-资源过滤介 质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，捏合预定比例的含有害组分的未被加工成废泥浆熔渣的废泥浆渣，用于 陶瓷的瓷土和用于陶瓷的矿物粘土诸如石英粉或氧化铝粉，由此形成具有适当尺寸的粘土 材料，所述废泥浆渣选自污水处理厂污水污泥生产过程中产生的污水泥浆渣；第二步，在预定的温度下于陶瓷燃烧炉或熔炉中对所述粘土材料煅烧预定的时 间，以便液体釉能充分渗透入粘土材料的内部区域，由此形成素坯粘土材料；第三步，向第二步中形成的素坯粘土材料施加液体釉，所述液体釉通过按预定的 比例捏合由粉碎的特定天然石制成的粉末和陶瓷釉、随后进行老化而制成；第四步，使液体釉充分渗透入素坯粘土材料的内部区域，由此制备固体物质；第五步，于预定的温度下在陶瓷燃烧炉或熔炉中再次对此被液体釉浸渍的固体物质高温煅烧预定的时间，使得所述废泥浆渣中含有的有害组分熔化并包封在玻璃质材料 中，由此形成由玻璃质固体物质制成的玻璃质过滤介质，所述玻璃质固体物质能净化并恢 复被污染或弄脏的水；和第六步，将上一步中形成的过滤介质安置在被污染的水域的水下以净化被污染的 水等等并复原正常水。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第四个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，用于中和含有害组分焦炭废渣以便使其用作生态-资源过滤介质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，将通过精研磨火力发电设施燃煤过程中产生的含有害组分的焦炭燃烧残 留物而获得的废渣以及过滤介质安置在被污染的水域的水下以净化被污染的水等等并复 原正常水，所述过滤介质按照与权利要求1-3中任一项所述的固体物质的生产步骤1-5相 同的方式、由焦炭燃烧残留物废渣制成。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第五个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，用于中和含有害组分的家畜排泄物废渣以便使其用作有机生态-资源过滤介 质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，将通过干燥和燃烧家畜诸如牛和猪的有害排泄物获得的排泄物废渣与过 滤介质精研磨成颗粒，所述过滤介质按照与权利要求1-3中任一项所述的固体物质的生产 步骤1-5相同的方式、由排泄物废渣制成；和用铲子将所述颗粒混合在土壤中以使土壤肥沃并复原正常土壤。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第六个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，使通过中和有害废渣获得的生态-资源过滤介质有效地用作为海滩铺砾石/ 滋养海滩的资源，关于被侵蚀的海岸沙丘区，所述生态-资源废渣有效利用系统包括按预定比率混合沿海沙丘残留沙和权利要求1-5中任一项获得的废渣过滤介质； 和使用所得混合物为被侵蚀的沙丘区铺砾石，以便复原被狂浪侵蚀的部分并防止此 类侵蚀。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第七个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，使通过中和有害废渣获得的生态-资源过滤介质有效地用作除去流入已有污 水排水沟的被污染的水的资源，关于用于生活排水、城市排水、工业排水等的已有污水排水沟，所述生态-资源废 渣有效利用系统包括第一步将权利要求1-5中任一项获得的废渣过滤介质装入在网袋、金属网笼等中，随后 将包封袋或笼安置或悬挂在已有污水排水沟的水下，由此除去排水沟内的讨厌气味并净化 流入该排水沟的被污染的水。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第八个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，关于河流、水池、湖泊、海洋等水体中被污染的水域，该系统包括，与水捏合权利要求1-5中任一项获得的废渣固体物质和钢渣的细粉以及炼钢过程中产生的副产物高炉废渣，随后，通过水合反应使所得混合物固化并进一步精研磨所得 固体；按预定比率混合所得产品与用于土木工程的天然沙，随后与附加的水一起捏合并 浇铸成具有适当大小和适当形状的模型，由此形成混凝土过滤介质；通过用诸如借施加水压洗去、以钢丝刷刮除等技术来处理所述混凝土固体物质的 半干表面，仅使所述捏合的过滤介质暴露于外部，由此形成用于安置于水下的块体、驱散波 浪的块体、用于海岸保护工程的块体等；和从水源区上游至最终流入区的下游海洋，接连使用所得块体，使得所述块体接触 淡水区、海水区、淡咸水区等中的被污染的水，由此使所述废渣有效地用作净化和复原被污 染的水域的资源。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第九个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，关于用于铺砌人行道等的路面材料诸如接砌块或外贴砖，所述系统包括按预定比率混合权利要求1-5中任一项所得的废渣过滤介质、炼钢废渣或水合固 化体的研磨产物、以及用于土木工程的天然沙，随后添加水并浇铸成接砌块或贴砖形状的 模型，由此形成路面材料；使用诸如上述借施加水压洗去、刮除等技术，仅使所述捏合的过滤介质暴露于外 部，随后干燥；使用抛光机等抛光所得干燥产品的表面以便产生平坦的表面；和按照与使用接砌块或外贴砖的普通铺砌相同的方式将所得产品用作用于铺砌道 路诸如人行道等表面的材料，由此使所述废渣有效地用作减少铺砌路面上的热岛效应并净 化淹没铺砌路面的污染物等的资源。作为解决上述问题的一个方法，本发明的第十个实施方式提供生态-资源废渣有 效利用系统，使通过中和有害废渣获得的生态-资源过滤介质用作除去家畜尿中含有的 BOD组分的资源，关于牛、猪等家畜的排泄物，所述生态-资源废渣有效利用系统包括在一种尿处理方法中，通过权利要求1-5中任一项获得的废渣过滤介质和预定量 的装在由金属丝网等制成的过滤装置中的过滤介质，对家畜尿过滤2或3次，以便达到减少 所述尿中含有的有害BOD组分的目的，由此简化普通的排泄物处理并实现无害尿的排放。本发明的第一个实施方式有利于以下方面。通过所述第一至第五步对不可再利用 的含有害物质的未利用的废渣进行加工以形成由玻璃质固体物质制成的过滤介质，所述玻 璃质固体物质能净化并复原被污染或弄脏的水，所述废渣选自矿源金属诸如铁、铜或铝的 精炼中产生的副产品渣。所述过滤介质被安置在受污染水域的水下。因此，可以净化并复 原正常水。而且，含有最初有害的物质的未利用的废渣能被中和，使其有效地用作生态-资 源过滤介质。本发明的第二个实施方式有利于以下方面。通过所述第一至第五步对还未被处理 成熔渣的含有有害二恶英的废渣进行加工以形成由玻璃质固体物质制成的过滤介质，所述 玻璃质固体物质能净化并复原被污染或弄脏的水，所述废渣选自可燃性废物焚化厂焚化普 通废物过程中产生的废物焚化灰渣。所述过滤介质被安置在受污染水域的水下。因此，可 以净化并复原正常水。而且，含有最初有害的二恶英的未利用的废渣能被中和，使其有效地用作生态-资源过滤介质。本发明的第三个实施方式有利于以下方面。通过所述第一至第五步对还未被处理 成废泥浆熔渣的含有有害组分的废泥浆渣进行加工以形成由玻璃质固体物质制成的过滤 介质，所述玻璃质固体物质能净化并复原被污染或弄脏的水，所述废泥浆渣选自污水处理 厂污水污泥生产过程中产生的污水泥浆渣。所述过滤介质被安置在受污染水域的水下。因 此，可以净化并复原正常水。而且，含有最初有害的组分的废泥浆渣能被中和，使其有效地 用作生态-资源过滤介质。本发明的第四个实施方式有利于以下方面。按照与第一至第三个实施方式中固体 物质的生产步骤1-5相同的方式处理废渣以便形成由玻璃质固体物质制成的过滤介质，所 述玻璃质固体物质能净化并复原被污染或弄脏的水，所述废渣通过精研磨火力发电设施燃 煤过程中产生的含有害组分的焦炭燃烧残留物而获得。所述过滤介质被安置在受污染水域 的水下。因此，可以净化并复原正常水。而且，通过精研磨含有最初有害的组分的焦炭燃烧 残留物形成的废渣能被中和，使其有效地用作生态-资源过滤介质。本发明的第五个实施方式有利于以下方面。按照与第一至第三个实施方式中固体 物质的生产步骤1-5相同的方式处理排泄物废渣，所述废渣由家畜诸如牛和猪的有害排泄 物的提取加工过程中的干燥或燃烧产生。由所述排泄物废渣制成的过滤介质被精研磨成颗 粒并用铲子混合在土壤中以使土壤肥沃。因此，可复原正常土壤。而且，含有害组分的家畜 排泄物废渣被中和并可用作有机的生态-资源过滤介质。本发明的第六个实施方式有利于以下方面。关于被侵蚀的海岸沙丘区，按预定比 率混合沿海沙丘残留沙和权利要求1-5中任一项获得的废渣过滤介质，所得混合物用于为 受侵蚀的沙丘区铺砾石。因此，可以复原被狂浪侵蚀的部分并防止此类侵蚀。而且，通过中 和有害废渣获得的生态-资源过滤介质可有效地用作为海滩铺砾石/滋养海滩的资源。本发明的第七个实施方式有利于以下方面。使用权利要求1-5中任一项获得的废 渣过滤介质，将所述过滤介质储存在网袋、金属网笼等之中，将所述含有过滤介质的网袋、 金属网笼等安置在水下或悬挂在已有污水排水沟中。因此，可以除去排水沟中的讨厌气味 并净化流入排水系统的被污染的水。而且，通过中和有害废渣获得的生态-资源过滤介质 可有效地用作除去流入已有污水排水沟的被污染的水的资源。本发明的第八个实施方式有利于以下方面。与水捏合权利要求1-5中任一项获得 的废渣过滤材料和钢渣的细粉以及炼钢过程中产生的副产物高炉废渣，通过水合反应进行 固化，随后进一步精研磨。按预定比率混合所得产品与用于土木工程的天然沙，随后与附加 的水一起捏合并浇铸成具有适当大小和适当形状的模型，由此形成混凝土过滤介质。通过 用诸如借施加水压洗去、以钢丝刷刮除等技术来处理所述混凝土过滤介质的半干表面，仅 使所述捏合的过滤介质暴露于外部，由此形成用于安置于水下的块体、驱散波浪的块体、用 于海岸保护工程的块体等。从水源区上游至最终流入区的下游海洋，接连使用所得块体，使 得所述块体接触淡水区、海水区、淡咸水区等水体中的被污染的水，由此实现净化和复原被 污染的水域。而且，此类块体可有效地用作净化和复原被污染的水域的资源。本发明的第九个实施方式有利于以下方面。按预定比率混合权利要求1-5中任一 项所得的废渣过滤介质、炼钢废渣或水合固化体的研磨产物、以及用于土木工程的天然沙， 随后添加水并浇铸成接砌块或贴砖形状的模型，由此形成路面材料。使用诸如上述借施加水压洗去、刮除等技术，仅使所述捏合的过滤介质暴露于外部，随后干燥。使用抛光机等抛 光所得干燥产品的表面以便产生平坦的表面。按照与使用接砌块或外贴砖的普通铺砌相同 的方式将所得产品用作铺砌道路诸如人行道等的表面的材料。由此，使废渣有效地用作降 低铺砌路面上的热岛效应并净化淹没铺砌路面的污染物等的资源。本发明的第十个实施方式有利于以下方面。通过权利要求1-5中任一项所得的废 渣过滤介质和预定量的装在由金属丝网等制成的过滤装置中的过滤介质，对家畜尿过滤2 或3次。因此，可减少所述尿中含有的有害BOD组分。而且，简化了普通排泄物处理并实现 了无害尿的排放。该实施方式的益处还在于，通过中和有害废渣获得的生态-资源过滤介质可用作 除去家畜尿中含有的BOD组分的资源。附图简述图1是能净化并复原被污染或弄脏的水的过滤介质的纵向剖面，该过滤介质通过 本发明的生态-资源废渣有效利用系统的第一至第五步形成。图2是纵向剖面，说明图1的过滤介质的分解和破坏活性造成的对受污染的水的 净化机制。图3是常规过滤介质的纵向剖面。图4是使用图1的过滤介质的水域净化系统的流程图。图5显示形成图1的过滤介质的步骤的流程图和使所述过滤介质应用于多种领域 的整个系统。图6是纵向剖面，显示图1的过滤介质出于净化的目的应用于已有污水排水沟。图7是透视图，显示为净化淡咸水水域，图1的过滤介质作为水下筏的安装状态。图8是透视图，显示含有图1的过滤介质的混凝土捏合/成形模塑制品的刮除状 态。图9显示使用一堆图8的模塑制品构成渔礁。图10显示使用图8的模塑制品构成海底马赛克渔礁的例子。图11是含有图1的过滤介质的混凝土人造珊瑚框架式模塑制品的透视图。图12是显示图11的模塑制品的使用状况的俯视图。图13是正视图，显示成堆用图1的过滤介质装填形成的混凝土箱体的使用状况， 所述箱体被安置在水下。图14是图13的成堆的混凝土箱体的透视图。图15是用图1的过滤介质装填的废弃轮胎被堆积起来的状态的俯视图。图16是图15的轮胎的部分切除纵向剖面。图17是含有图1的过滤介质的接砌块的透视图，所述接砌块在制造完成时抛光过 滤介质。图18是外贴砖的透视图，所述外贴砖在制造完成时抛光含有捏合的过滤介质的
混凝土厚片。图19是使用图1的过滤介质的家畜排泄尿过滤装置的部分切除正视图。图20是部分切除纵向剖面，显示使用通过粉碎图1的过滤介质获得的颗粒建成的 土壤复原系统的状况。
图21是海洋和海滩的部分切除纵向正视图，其中，图1的过滤介质被用作为海滩
铺砾石/营养海滩的例子。图22显示图1的过滤介质的红外光谱发射率(于20°C )的测量结果。图23是用釉料进行高温处理之前炼钢(铁)废渣的透视图。图M是用釉料进行高温处理之后炼钢(铁)废渣的透视图。图25是用釉料进行高温处理之前高炉废渣的透视图。图沈是用釉料进行高温处理之后高炉废渣的透视图。图27是显示图M和沈的废渣的分析结果的表。优选实施方案的描述本发明的第一个至第十个实施方式具有一些共同之处，所以将按如下进行共同说 明。过滤介质a能净化和复原被污染或弄脏的水，其构造在本发明中非常重要，在生 产工艺、操作和效果方面，与能够净化和复原被污染或弄脏的水的常规过滤介质b有很大 区别。形成常规过滤介质b的陶器核心3 (粘土)是通过以下步骤获得的，第一步，在预 定的高温下煅烧预定量的粘土和瓷土达预定的时间以便形成陶瓷材料，第二步，向所得产 品的表面区域3a施加液体釉4，随后在预定的高温下煅烧预定的时间。因此，陶器核心3 (粘土)以某种状态被煅烧，所述状态使得液体釉4仅仅附着到 其表面区域3a而不能充分渗透到内部区域中。因此，当过滤介质b由于外部震动等破碎时，因为其内部未被所述液体釉浸渍，所 以，其净化和复原被污染或弄脏的水的功能不能完全施展。而且，当过滤介质b被粉碎并作为粉末使用时，因为其内部未被所述液体釉浸渍， 所以，其净化和复原被污染或弄脏的水的功能显著降低。相反，本发明的过滤介质a在生产工艺方面与常规的过滤介质b有很大区别。所 述工艺将在下文中明确地说明。S卩，为了形成本发明的过滤介质a，需要先生产液体釉。以下内容描述所述液体釉。本发明的液体釉的主要组分是天然矿石(例如火山岩、玄武岩、花岗石)。此类天 然矿石含有大量不同的元素，具有精细的连续的多孔结构和静电能，具有亲水性，能产生各 种离子并进行氧化还原作用，还能使有害物质变得无害。此外，硅、铝、铁等的分子形成胶体(小颗粒)，这可促进水的净化和活化，赋予间 接抑制有害微生物生长的功能。而且，根据荧光X-射线分析，检测到用于生产本发明的液体釉的天然矿石的组分 是诸如 Si、Al、Fe、Ca、K、Na、Ti、P、S、Mn、Cr、Sr、Cl、Rb、Zr、Ni、Y、Zn、Ga 禾口 As 的元素。上述天然石头含有来自层形式的石头产生时或结晶时的水分。为了使静电能有效地发射到外部，需要在高温炉中实施初步处理-煅烧至约 800°C或更高，由此除去含水分的晶体。因此，天然矿石被粉碎并在基于综合重构温度的温度下煅烧以便除去所含的水 分，然后进一步精研磨成粉末。
基于陶瓷釉(SrO、TiO2, CoO, FeO, Fe2O3等)(可从市场上购买)，向所述粉末中添 加90-95重量％天然矿石矿物成分和5-10重量％釉成分或80-95重量％矿物成分和5_20 重量％釉成分。然后加入预定量的水，捏合该混合物并老化。由此，形成液体釉。以上是本发明中使用的液体釉。接着，将说明操纵受污染水的净化的过滤介质a的形成。本发明的第一步，通过捏合废渣s与用于陶瓷的瓷土和用于陶瓷的粘土来形成粘 土材料P，所述废渣s是垃圾焚化厂产生的废渣、污水处理厂产生的废泥浆渣、炼铁/铁精炼 厂排放出的废渣、火力发电过程中产生的粉煤灰或家畜排泄物燃烧灰渣形成过程中产生的废渣。所述粘土材料ρ通过捏合以下比率的混合物而形成20-25重量％精研磨废渣S、 40-45重量％瓷土和40-45重量％粘土。在本发明中，所述粘土材料ρ的尺寸和形状不受限制，它可以是条形、矩形等。将 此类材料手工撕成直径约10-15毫米的小件。干燥该粘土材料ρ并于接近800°C的温度下在高温窑炉k中煅烧12-15小时以得 到素坯粘土材料。然后，在液体釉浸渍浴R中将以上获得的液体釉施加于如此获得的素坯粘土材料 的全部表面上，由此，液体釉渗透至所述内部区域。渗透的量比常规陶器粘土材料3的量多 约10倍。然后，进一步进行干燥。对干燥的浸渍了液体釉的素坯粘土材料进行熔化，并于约1200-1300°C的高温下 在高温窑炉k中再次煅烧12-15小时，由此形成玻璃质过滤介质a。因此，有害物质废渣s 被包封在玻璃质的内部区域2中并被阻止流出。而且，所述过滤介质a可直接地或以粉碎的形式用于被污染或弄脏的水的净化。 即使按如上所述以精研磨的粉末形式使用本发明的过滤介质a时，因为在形成所述素坯粘 土材料P之后相当多的釉渗透到整个过滤介质内，所以，所述细粉还能充分地发挥净化和 复原被污染或弄脏的水的功能。接着，将如上获得的过滤介质a安置在被污染的水下，由此按如下所述净化被污 染的水。以下内容描述机制(图2)。由废渣加工而成的本发明的生态-资源过滤介质a按以下方式发挥作用。当使过 滤介质a的表面区域1接触被污染的水(如图2中所示)时，被污染的水发生催化反应，被 处理的目标组分被高度分解或被破坏。因此，有害的物质被中和，讨厌的气味被除去，被污 染的水变得正常。其原因如下。如关于天然矿石的组分所述的，因为整个过滤介质a是含有由作为 主要成分的天然矿石制成的液体釉的玻璃化的固体物质，所以，如此的过滤介质a具有等 于或高于天然矿石的作用机制。而且，虽然除了利用本发明的过滤介质a的催化反应的分解法以外的其它方法因 为较低的处理容量和较慢的速度而不甚有利，但是，本发明的过滤介质a的系统因其高处 理容量和高速度而具有优势。其原因如下。釉料被施加到固体物质形式的过滤介质a上，釉料渗透到整个固体 物质内部，然后，在高温下煅烧(熔化)所述固体物质以引起玻璃化。因此，釉料的组分5具有特定的红外能。当如此的过滤介质a的表面接受特定的光波时，所述釉料的组分起到 吸收光波的作用。而且，在本发明的过滤介质a中，存在为受污染的水特有的光波吸收波长，正常水 吸收的波长不同于受污染的水吸收的波长。当水吸收的波长与所述光波波长一致时，造成 共振，由此，过滤介质a的静电能转移至水中(偏转角/伸缩振动)。这导致催化反应，由此 引起分解和破坏。这种作用对淡水和海水显示出同等的效果。而且，通过分析“红外光谱发射率试验”(图22)，已经证明已完成的过滤介质a中 存在红外静电能波长。而且，该静电能是无限的，所以，除非过滤介质a消失，否则，所述能 量被持续施加并且水持续接受该能量。在其它“粘附/吸附”过程的情况下，由于堵塞，需 要紧密的保养和管理。相反，本发明的过滤介质a的“分解/破坏”过程寿命长并且不需要 保养，因此，它的特点是其可用于安置在整个水域水下的能力。本发明的过滤介质a的一个目的是净化被污染的水。除此之外，近年来，由于海洋 温度的上升，海洋中海水的破坏一直在扩大，对捕鱼业造成越来越多的破坏。据揭露，海洋 温度的上升不仅是因为全球变暖，而且，水域的污染也造成此类海洋温度上升。S卩，被污染的水域异常地吸收太阳热并因此造成浮游生物的发生率增加。还据揭 露，捕鱼业受到的破坏诸如由水母(Echizen jellyfish)造成的破坏尤其发生在被污染的 海域中。被污染的水域的净化已经成为一个重要的课题，所以，本发明的过滤介质a的活性 是人们所期待的。随着本发明的净化过滤介质a的使用频率增加，用于本发明的废渣得到更广泛的 应用。而且，随着废渣的应用从常规地面土木工程转移至水利土木工程，废渣的利用价值上 升了。这种变化可以创造一种新的业务“水利土木工程”。当过滤介质a在使用时被总体装入筐6、网等之中，使得过滤介质a能接触被污染 的水，那么，这种装填起来的过滤介质a用于安置在水域的水下或悬挂在污水管诸如排水 系统内。当如以上方式使用时，过滤介质a净化被污染的水，同时除去讨厌的气味。而且，如第八个实施方式中所述，将过滤介质a与沙子和水合混凝土一起捏合以 形成混凝土模塑制品8，所述混凝土模塑制品的表面通过诸如洗去或刮除的技术来处理以 便使过滤介质a暴露并能接触受污染的水。而且，所述模塑制品8不仅仅用于海洋的净化。通过从上游至下游在流入海洋的 整个水域的水域线路中连续使用此类模塑制品，可阻止污染物流入海洋。此外，通过净化整个水域，海洋g可以复原至初始的状态，即正常状态。因此，这有 望阻止海水受破坏的增加并促进海藻类的生长。而且，本发明的过滤介质a不仅可以用于水域的净化，而且可用作使海滩沙丘33 的侵蚀被复原的材料(如第六个实施方式中所述)(图21)。近年来，海水的上升造成沙丘被侵蚀。整个国家内，每年约有160公顷(大于东京 巨蛋(TOKYO DOME)的约34倍)的沿海地区被侵蚀。据已揭露，虽然驱散海浪的块体不能有效地阻止侵蚀，但是，当为海滩铺上砾石 时，海沙h自然地集中在砾石之间的缝隙中，约两个月后海滩上的沙就得以恢复。因此，本 发明的过滤介质a可以被粉碎成大小为Φ 10-20的砾石的形状，或者，已成形的过滤介质a 可以被粉碎成类似砾石的大小，并用于铺砾石，由此，过滤介质a可以用作为海滩铺砾石/营养海滩的材料。而且，可以通过上述的技术诸如洗去或刮除抛光35本发明的过滤介质a的表面， 由此可用作道路铺砌材料诸如接砌块9或外贴砖10。而且，当本发明的过滤介质a用作铺砌材料时，预计此类过滤介质a能除去路面上 的被污染的水并防止所述被污染的水流入河流等。而且，通过对原材料进行颜色处理后，所述过滤介质a能吸收太阳热，因此有望减 少大都市中的热岛效应。而且，根据第五个实施方式的家畜排泄物燃烧废渣可以进一步粉碎成颗粒，用铲 子混合在已有田野的土壤11中，用作复原土壤的材料。所述土壤11由于农用化学品、酸雨等因素而失去其功能。虽然通过有机耕作等尝 试使用堆肥12恢复土壤，但是，在土壤本身受农用化学品等破坏的情况下，仅通过堆肥是 不可能复原的。本发明的颗粒状过滤介质13可以与已有田野土壤14和堆肥12混合，然后使用铲 子将其混合在土壤11中以得到混合土壤16。过滤介质13的光谱由于下雨或洒水而对应于 被污染的水的光谱，促使堆肥12的腐殖化和熟化，而且，蚯蚓和微生物由于发酵而增加。因 此，希望有效地复原遭农用化学品等破坏的土壤，使它们变成原始土壤。还可以精研磨本发明的颗粒状的过滤介质13并与水混合，使用喷洒器等喷洒所 述混合物以便改善土壤并使土壤肥沃。附图标记17是种植在混合土壤16中的农产品。在根据第十个实施方式的家畜尿的过滤中，本发明的过滤介质a被装入过滤筐18 中，尿从顶部渗透通过所述过滤筐两次或三次而被过滤。因此，可除去尿的讨厌气味。附图 标记19是过滤池，20是尿导管，21是已过滤液体的储存部分，22是排液管。作为指示污染程度的BOD值的测量结果，显示，好氧细菌实施所述尿中有机物质 的氧化降解所需的氧的量与未处理的水相比大大减少。因此，这能有效地防止因直接排放家畜尿造成的河流等的污染，也能有效地解决 烦扰家畜饲养员和居民的讨厌气味的问题。关于本发明的实施例，以下参考


具体的细节。在图7中，如上所述，本发明的过滤介质a放置在筐6中并悬挂或安置在被用作已 有污水排水沟的U形槽23或类似物的水下，由此，该过滤介质a净化被污染的水并除去讨 厌的气味。因此，它的有利之处在于可防止被污染的水流出，可保护生活环境不受恶臭污染 的影响。附图标记M是排水U形槽23的盖子部分。以下说明图8中显示的用于净化淡咸水区的水下筏C。水下筏c在使用时被安置在淡水与海水混合的淡咸水区的水下。其构造如下。捏合水合混凝土 25、本发明的废渣过滤介质a和一种过滤介质的粉 碎细粉并使混合物固化以得到筏材料25。然后，通过刮除34或类似的手段处理所述筏材料 25的表面区域以暴露过滤介质a。此种暴露使过滤介质a与淡咸水接触，由此在淡咸水区中实施净化。淡咸水区是鱼类和甲壳类动物产卵的重要地点。然而，由于该水域的污染，使它们 无处产卵，这也是鱼类和甲壳类动物数量减少的原因。
因此，筏c提供产卵的场所，鱼和甲壳类动物在通过筏c中的空间获得纯化的区域 内产卵。而且，根据本发明，如图8和9中所示，由过滤介质a形成混凝土捏合/成形框架 式模塑制品26，该模塑制品沈的表面区域27被刮除。通过如图9和10中所示地堆积，所 得产品可以构建成渔礁观，或者构建成如图10中所示的海底马赛克渔礁四，并安置在水下 海底。因此，该海域可被净化，海藻类在所述渔礁上附着并生长，如上所述，鱼类和甲壳类动 物产卵。而且，被安置于水下后，此类产品可以排列成描绘Ryugu-jo (海神的海下宫殿)的 马赛克等。因此，在净化和复原海洋的同时，它们能用作传达关于净化海洋污染的信息的工 具。本发明可以按如下用于实现在整个水域包括淡水、海水和淡咸水区域中水下安置。S卩，捏合本发明的废渣过滤介质a、一种能净化和复原被污染或弄脏的水的过滤介 质的粉碎细粉和水合混凝土，并使混合物成形以得到人造珊瑚体d。然后，将本发明的过滤 介质a置于所述人造珊瑚体d中，使用时安置于水下海底等。因此，可实现该水域的净化和 复原，促进珊瑚和海藻类包括海草的生长。还可以在所述人造珊瑚体d的边缘预先种植珊 瑚或海藻幼苗并将此类珊瑚体d安置于水下。安置于水下后，当在河流中使用时，可以像天然石头一样排列此类珊瑚体d，而当 在湖泊、池塘、海洋等中使用时，可以将它们堆起来使用以起到渔礁的作用。而且，如图13和14中所示，本发明的过滤介质a用作混凝土容器箱e。该容器箱 e用于安置在海洋、湖泊、池塘等的水下。所述容器箱e按如下方法使用。将本发明的过滤介质a和腐殖土物质交替地装入 具有盖子的混凝土箱e中，用于安置在水下，所述混凝土箱e由水合混凝土和能净化和复原 被污染或弄脏的水的过滤介质a的粉碎细粉制成。作为此类水下安置的结果，在净化和复原水域的同时，可以向该水域提供营养物 质。因此，这在珊瑚和海藻类的种植和生长以及为鱼类和甲壳类动物提供产卵场所方面是 很有效的。本发明的过滤介质a还可以用作利用废弃汽车轮胎的箱体f和用于安置在海洋、 湖泊、池塘等的水下，如图15和16中所示。轮胎箱f设计成包括具有开口 31的废弃轮胎 30和位于开口 31上的冲压金属、金属丝网等制成的盖子32。在盖上盖子32之前，将本发 明的废渣过滤介质a装入其中，随后用螺栓固定。由此形成轮胎箱f。而且，可以将植物纤维材料诸如大麻纤维材料作为基础材料喷涂在所述轮胎30 的表面上并使其干燥，随后将此类箱体f安置在水下。因此，将海藻和藻类植入其中，箱体 f在实施净化和复原的同时可用作鱼类和甲壳类动物产卵的场所。还可以事先向所述基础材料喷洒斩碎的海藻和藻类的碎片，在它们生根后将箱体 置于水下。附图标记s是精研磨的废渣，R是液体釉浸渍浴。
权利要求
1.一种生态-资源废渣有效利用系统，用于中和含有有害物质的未利用的废渣以使其 用作生态-资源过滤介质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，捏合预定比例的不可再利用的含有害物质的未利用的废渣，用于陶瓷的瓷土 和用于陶瓷的矿物粘土如石英粉或氧化铝粉，由此形成具有适当尺寸的粘土材料，所述废 渣选自矿源金属如铁、铜或铝的精炼中产生的副产品渣；第二步，在预定的温度下于陶瓷燃烧炉中对所述粘土材料煅烧预定的时间，以便液体 釉能充分渗透入粘土材料的内部区域，由此形成素坯粘土材料；第三步，向第二步中形成的素坯粘土材料施加液体釉，所述液体釉通过按预定的比例 捏合由粉碎的特定天然石制成的粉末和陶瓷釉、随后进行老化而制成；第四步，使液体釉充分渗透入素坯粘土材料的内部区域，由此制备固体物质； 第五步，于预定的温度下在陶瓷燃烧炉中再次对此被液体釉浸渍的固体物质高温煅烧 预定的时间，使得所述未利用的废渣中含有的有害组分熔化并包封在玻璃质材料中，由此 形成由玻璃质固体物质制成的玻璃质过滤介质，所述玻璃质固体物质能净化并恢复被污染 或弄脏的水；和第六步，将第五步中形成的过滤介质安置在被污染的水域的水下以净化水并复原正常水。
2.—种生态-资源废渣有效利用系统，用于中和含有有害二恶英的未被处理成熔渣的 废物焚化灰渣，由此使其用作生态-资源过滤介质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，捏合预定比例的含有害二恶英的未被加工成熔渣的废渣，用于陶瓷的瓷土和 用于陶瓷的矿物粘土如石英粉或氧化铝粉，由此形成具有适当尺寸的粘土材料，所述废渣 选自可燃性废物焚化厂普通废物燃烧过程中产生的废物焚化灰渣；第二步，在预定的温度下于陶瓷或废料燃烧炉中对所述粘土材料煅烧预定的时间，以 便液体釉能充分渗透入粘土材料的内部区域，由此形成素坯粘土材料；第三步，向第二步中形成的素坯粘土材料施加液体釉，所述液体釉通过按预定的比例 捏合由粉碎的特定天然石制成的粉末和陶瓷釉、随后进行老化而制成；第四步，使液体釉充分渗透入素坯粘土材料的内部区域，由此制备固体物质； 第五步，于预定的温度下在陶瓷或废料燃烧炉中再次对此被液体釉浸渍的固体物质高 温煅烧预定的时间，使得所述含有有害二恶英的废渣中含有的有害组分熔化并包封在玻璃 质材料中，由此形成由玻璃质固体物质制成的玻璃质过滤介质，所述玻璃质固体物质能净 化并恢复被污染或弄脏的水；和第六步，将第五步中形成的过滤介质安置在被污染的水域的水下以净化水并复原正常水。
3.—种生态-资源废渣有效利用系统，用于中和含有有害组分的未处理的废泥浆渣以 使其用作生态-资源过滤介质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，捏合预定比例的含有害组分的未被加工成废泥浆熔渣的废泥浆渣，用于陶瓷 的瓷土和用于陶瓷的矿物粘土如石英粉或氧化铝粉，由此形成具有适当尺寸的粘土材料，所述废泥浆渣选自污水处理厂污水污泥生产过程中产生的污水泥浆渣；第二步，在预定的温度下于陶瓷燃烧炉或熔炉中对所述粘土材料煅烧预定的时间，以 便液体釉能充分渗透入粘土材料的内部区域，由此形成素坯粘土材料；第三步，向第二步中形成的素坯粘土材料施加液体釉，所述液体釉通过按预定的比例 捏合由粉碎的特定天然石制成的粉末和陶瓷釉、随后进行老化而制成；第四步，使液体釉充分渗透入素坯粘土材料的内部区域，由此制备固体物质； 第五步，于预定的温度下在陶瓷燃烧炉或熔炉中再次对此被液体釉浸渍的固体物质高 温煅烧预定的时间，使得所述废泥浆渣中含有的有害组分熔化并包封在玻璃质材料中，由 此形成由玻璃质固体物质制成的玻璃质过滤介质，所述玻璃质固体物质能净化并恢复被污 染或弄脏的水；和第六步，将上一步中形成的过滤介质安置在被污染的水域的水下以净化被污染的水等 等并复原正常水。
4.一种生态-资源废渣有效利用系统，用于中和含有有害组分的焦炭废渣以使其用作 生态-资源过滤介质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，将通过精研磨火力发电设施煤燃烧过程中产生的含有害组分的焦炭燃烧残留 物而获得的废渣以及过滤介质安置在被污染的水域的水下以净化被污染的水等等并复原 正常水，所述过滤介质按照与权利要求1-3中任一项所述的固体物质的生产步骤1-5相同 的方式、由焦炭燃烧残留物废渣制成。
5.一种生态-资源废渣有效利用系统，用于中和含有有害组分的家畜排泄物废渣以使 其用作有机生态-资源过滤介质，所述生态-资源废渣有效利用系统包括第一步，将通过干燥和燃烧家畜如牛和猪的有害排泄物获得的排泄物废渣与过滤介质 一起精研磨成颗粒，所述过滤介质按照与权利要求1-3中任一项所述的固体物质的生产步 骤1-5相同的方式、由排泄物废渣制成；和用铲子将所述颗粒混合在土壤中以使土壤肥沃并复原正常土壤。
6.一种生态-资源废渣有效利用系统，其通过中和有害废渣获得的生态-资源过滤介 质可有效地用作为海滩铺砾石/滋养海滩的资源，关于被侵蚀的海岸沙丘区，所述生态-资源废渣有效利用系统包括 按预定比率混合沿海沙丘残留沙和权利要求1-5中任一项获得的废渣过滤介质；和 使用所得混合物为被侵蚀的沙丘区铺砾石，以便复原被狂浪侵蚀的部分并防止此类侵蚀。
7.—种生态-资源废渣有效利用系统，其通过中和有害废渣获得的生态-资源过滤介 质可有效地用作除去流入已有污水排水沟的被污染的水的资源，关于用于生活排水、城市排水、工业排水等的已有污水排水沟，所述生态-资源废渣有 效利用系统包括第一步将权利要求1-5中任一项获得的废渣过滤介质装入在网袋、金属网笼等中，随后将包 封袋或笼安置或悬挂在已有污水排水沟的水下，由此除去排水沟内的讨厌气味并净化流入 该排水沟的被污染的水。
8.—种生态-资源废渣有效利用系统，关于河流、水池、湖泊、海洋等水体中被污染的 水域，该系统包括与水一起捏合权利要求1-5中任一项获得的废渣固体物质和钢渣的细粉以及炼钢过 程中产生的副产物高炉渣，随后，通过水合反应使所得混合物固化并进一步精研磨所得固 体；按预定比率混合所得产品与用于土木工程的天然沙，随后与附加的水一起捏合并浇铸 成具有适当大小和适当形状的模型，由此形成混凝土过滤介质；通过用诸如借施加水压洗去、以钢丝刷刮除等技术来处理所述混凝土固体物质的半干 表面，仅使所述捏合的过滤介质暴露于外部，由此形成用于水下安置的块体、驱散波浪的块 体、用于海岸保护工程的块体等；和从水源区上游至最终流入区的下游海洋，接连使用所得块体，使得所述块体接触淡水 区、海水区、淡咸水区等中的被污染的水，由此使所述废渣有效地用作净化和复原被污染的 水域的资源。
9.一种生态-资源废渣有效利用系统，关于用于铺筑人行道等的路面材料如接砌块或 外贴砖，所述系统包括按预定比率混合权利要求1-5中任一项所得的废渣过滤介质、炼钢废渣或水合固化体 的研磨产物、以及用于土木工程的天然沙，随后添加水并浇铸成接砌块或贴砖形状的模型， 由此形成路面材料；使用诸如上述借施加水压洗去、刮除等技术，仅使所述捏合的过滤介质暴露于外部，随 后干燥；使用抛光机等抛光所得干燥产品的表面以便产生平坦的表面；和按照与使用接砌块或外贴砖的普通铺砌相同的方式将所得产品用作用于铺砌道路如 人行道等表面的材料，由此使所述废渣有效地用作减少铺砌路面上的热岛效应并净化淹没 铺砌路面的污染物等的资源。
10.一种生态-资源废渣有效利用系统，其通过中和有害废渣获得的生态-资源过滤介 质可用作除去家畜尿中含有的BOD成分的资源，关于牛、猪等家畜的排泄物，所述生态-资源废渣有效利用系统包括在一种尿处理方法中，通过权利要求1-5中任一项获得的废渣过滤介质和预定量的装 在由金属丝网等制成的过滤装置中的过滤介质，对家畜尿过滤2或3次，以便达到减少所述 尿中含有的有害BOD组分的目的，由此简化普通的排泄物处理并实现无害尿的排放。
全文摘要
废渣(包括含有有害物质的废渣)不直接熔化，但是被中和并被加工成生态-资源材料，使得所述废渣能有效地用于净化和复原大面积的被污染的水而不对环境造成任何负担。捏合预定比例的不可再利用的含有害物质的未利用的废渣，用于陶瓷的瓷土和用于陶瓷的矿物粘土如石英粉或氧化铝粉，以便形成具有适当尺寸的粘土材料，所述废渣选自矿源金属如铁、铜或铝的精炼中产生的副产品渣。在预定的温度下于陶瓷燃烧炉中对所述粘土材料煅烧预定的时间，以便液体釉能充分渗透入粘土材料的内部区域，由此形成素坯粘土材料。向例如所述素坯粘土材料施加液体釉，所述液体釉通过按预定的比例捏合由粉碎的特定天然石制成的粉末和陶瓷釉、随后进行老化而制成。因此，含有有害物质的未利用的废渣被中和并可用作生态-资源过滤介质。
文档编号C04B33/135GK102133576SQ20101053675
公开日2011年7月27日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年1月22日
发明者利根川二郎 申请人:株式会社关东管财