[发明专利]基于赤泥基复合固废材料再利用的土壤磷状况改良方法

说明书

本发明提供一种基于赤泥基复合固废材料再利用的土壤磷状况改良方法，包括如下步骤：步骤1：将赤泥与粉煤灰、水泥和水混合、造粒，所得颗粒进行煅烧‑微波活化处理，得到赤泥基复合固废材料；步骤2：将赤泥基复合固废材料应用于含磷废水吸附；步骤3：将吸附磷后的赤泥基复合固废材料投加到酸性的缺磷土壤中，用于缺磷土壤磷素的补偿及碱性土壤改良。本发明采用煅烧‑微波联合活化方法对赤泥基复合固废材料进行活化，将其应用于污水中无机元素磷的吸附，将吸附后的材料应用于酸性缺磷土壤地区。本发明与传统赤泥环保材料相比活化方法更环保，活化材料吸附能强，除磷效率高，固体废物利用率高。

技术领域

本发明属于固体废物改性再利用技术领域，更具体的涉及一种基于赤泥基复合固废材料再利用的土壤磷状况改良方法。

背景技术

磷是土壤中的重要元素，是植物生长的必要元素，磷含量的多少直接关系到土壤肥力的好坏。我国土壤全磷和有效磷平均密度分别为0.6g/m²和3.4g/m²，温度的增加和降水的增加会导致土壤中磷元素快速释放并流失。因此我国热带和亚热带地区土壤中尤其是砖红壤中缺乏磷元素，这严重制约植物生长，制约农业发展和经济发展。

赤泥是氧化铝生产过程中产生的残渣，含有丰富的铁、铝、钙化合物，一般呈碱性，以赤泥作为骨架材料通过对其进行活化改性，变成疏松多孔的活性吸附材料，同时赤泥呈碱性，其表面有大量活性电位可以和磷酸根充分结合，可以用于污水中磷的吸附剂。

现有赤泥基材料改性活化方法主要集中在高温热活化、酸活化，高温热活化活化温度高、时间长、碳排放量大；酸活化消耗酸液较多，浪费资源、废弃酸容易形成二次污染。微波活化让材料内的偶极子高频往复运动，分子间摩擦产生大量能量使材料温度升高，赤泥在CaCO₃分解产生的CO₂和水分蒸发共同作用下形成多孔结构，比表面积增大。联用煅烧活化后，材料化学吸附位点增多，更加强化了材料吸附效果。试验表明单纯煅烧(热)活化的材料吸附量为4.87mg/g，单纯微波活化的材料吸附量为3.52mg/g，而煅烧-微波联合活化的材料吸附量为6.09mg/g，可见煅烧-微波联用活化后的材料具有更好的吸附效果。

现有的研究主要集中于将赤泥复合材料应用于土壤和污水中重金属的去除，此法虽然起到一定效果但是吸附重金属后的材料成为了新的危险废物，吸附后的材料往往进行固化稳定化填埋变成了新的废物，容易污染土壤及地下水。此外吸附重金属后的材料应作为危险废物相关处理规定处理其成本较高，存在二次污染风险。目前对赤泥复合材料对于无机元素吸附后再利用的研究和发明较少。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基于赤泥基复合固废材料再利用的土壤磷状况改良方法，对赤泥复合材料采用新的煅烧-微波联合活化方法，将其应用于污水中无机元素磷的吸附，同时打破常规填埋处理思路，将吸附后的材料应用于酸性缺磷土壤的改性及磷元素补偿。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于赤泥基复合固废材料再利用的土壤磷状况改良方法，包括如下步骤：

步骤1：将赤泥与粉煤灰、水泥和水混合、造粒，所得颗粒进行煅烧-微波联合改性处理，得到赤泥基复合固废材料；

步骤2：将赤泥基复合固废材料应用于含磷废水吸附；

步骤3：将吸附磷后的赤泥基复合固废材料投加到酸性的缺磷土壤中，用于缺磷土壤磷素的补偿和酸性土壤环境的改善。

优选的，步骤1中，所述赤泥采用如下方法制备：采集烧结法工业赤泥，依次进行烘干、破碎、过目筛处理。

优选的，步骤1中，赤泥与粉煤灰、水泥的质量比为85％：10％：5％。具体根据实际工程需求确定如生产1kg热活化材料则需要赤泥1.19kg赤泥，0.14kg粉煤灰和0.07kg水泥。