热水解污泥作为制备花盆原料的应用和透水免烧污泥制营养花盆及其制备方法与流程

1.本发明属于功能性免烧花盆技术领域，更具体地，涉及热水解污泥作为制备花盆原料的应用和透水免烧污泥制营养花盆及其制备方法。


背景技术：

2.花盆可以由陶瓷、塑料、混凝土等多种材质制备而成，其中陶制花盆是最常用、最适合花草生产，但一般的陶制花盆需经过烧制，能耗较高，规模生产碳排放量巨大。
3.现有花盆存在以下问题：
4.1.现有的花盆大多为高温烧制或高能耗加工制成，不仅制作成本高，且碳排放量较大，不利于产品加工制作的生态可持续性；
5.2.大多数的花盆为陶瓷或者塑料花盆，仅其底部设有一个通孔，花盆本体的壁面和底面为致密结构，其渗水性能差；
6.3.现有花盆大多为无机材料制作而成，仅少量花盆能为栽培花卉提供微量的营养成分，花卉生长仍需进行制肥，提高花卉培养成本。
7.而城市生活污泥作为污水处理过程所产生的固体废弃物，其无害化处理和资源化利用也是排水行业的一大难题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于解决上述问题，提供一种透水、透气、强度高、质量轻、常温固化形成的营养花盆及其制备方法。本发明利用热水解板框脱水污泥中的有机物、氮磷钾等有机营养物质和微量元素养护花卉植物生长。
9.为了实现上述目的，本发明的第一方面提供热水解污泥作为制备花盆原料的应用。
10.城市生活热水解污泥中含有丰富的有机物、氮、磷、钾等营养成分，可作为植物花卉生产的营养材料。热水解污泥中含有大量植物生长所需的有机物、氮磷钾等营养成分和多种微量元素，经无害化处理后的热水解污泥能够高效地进行资源化应用到植物栽培领域，有效地解决污泥资源化处置问题。
11.本发明的第二方面提供热水解污泥和锯末作为制备花盆原料的应用。
12.本发明的第三方面提供一种透水免烧污泥制营养花盆，该透水免烧污泥制营养花盆的组成包括：
13.热水解污泥20wt％
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50wt％，水泥37wt％
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48wt％，沙粒10wt％
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30wt％，锯末0.6wt％
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1.25wt％，聚丙烯纤维1wt％
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2wt％。
14.根据本发明，获得的透水免烧污泥制营养花盆主体形成透水、透气微孔。在花盆本体上热水解污泥中的有机物、氮磷钾等营养成分和多种微量元素可缓释到花盆栽培基质内，为花卉生长提供营养成分，可满足植物生长所需的透气性、透水性和部分养分提供。
15.根据本发明，热水解污泥优选选用含水率不高于60％，有机物含量不低于40％，经165℃以上高温，在5mpa大气压的环境下进行蒸煮，充分对污泥中的病原体和蛔虫卵等进行灭活和消毒处理的热水解污泥。利用污泥含水率不高于60％的热水解污泥中的有机物和微量元素作为营养成分。热水解污泥经165℃以上高温，在5mpa大气压的环境下进行蒸煮，充分对污泥中的病原体和蛔虫卵等进行灭活和消毒处理，再经厌氧消化和板框脱水后，可达到利用标准，满足花卉植物生长的卫生要求。热水解污泥中有机物含量不低于40％，氮磷钾总含量不低于5％，可为花卉生长提供营养成分，进而获得的透水免烧污泥制营养花盆可提供营养成分。
16.根据本发明，原料中由于加入了热水解污泥和锯末，使得花盆的质量减轻了15％
‑
25％。由于加入了聚丙烯纤维，从而花盆强度大为提高。
17.透气、透水性的获得在于热水解污泥聚合絮体骨架结构与锯末的结合，形成0.02
‑
0.6mm微孔，不仅可以透水透气，同时可以保水调湿。作为优选方案，所述热水解污泥为粒径为0.02mm
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1mm的污泥颗粒。作为优选方案，所述锯末的粒径为0.2mm
‑
1mm。在上述条件的加持下，更好地保证了0.02mm
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0.6mm微孔的形成。
18.作为优选方案，所述水泥为p.c 32.5型硅酸盐水泥。
19.作为优选方案，所述沙粒为粒径为0.5mm
‑
1mm的石英砂。
20.本发明的第四方面提供上述的透水免烧污泥制营养花盆的制备方法，该制备方法包括：
21.(1)将热水解污泥、水泥、沙粒、锯末、聚丙烯纤维混合均匀得到混合粉料；
22.(2)将混合粉料与水混合均匀得到混合浆料；
23.(3)将混合浆料灌注于花盆模具，固化、脱模；
24.(4)将脱模后的花盆置于水中进行养护，再经修整、干燥后得到所述透水免烧污泥制营养花盆。
25.作为优选方案，混合粉料与水的重量比为1:0.8
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1.25。
26.作为优选方案，步骤(3)中，固化的温度为18℃～40℃，固化的时间为10h～16h。
27.作为优选方案，步骤(4)中，养护的温度为4℃～24℃。
28.作为优选方案，步骤(4)中，干燥的时间为10d～20d。
29.根据本发明，在一个具体的实施方式中，透水免烧污泥制营养花盆的制备方法包括：
30.步骤1，将热水解污泥、水泥、沙粒、锯末、聚丙烯纤维按照原料组分放入搅拌设备进行混合搅拌，搅拌时间10min，混合后形成均匀的混合粉料；
31.步骤2，按混合粉料与水比例1:1加入清水，在搅拌混合设备中再次搅拌5min，形成均匀的混合浆料；
32.步骤3，将步骤2中混拌好的混合浆料灌注于花盆模具，在18℃以上固化12h，再经脱模；
33.步骤4，脱模后的花盆放入4℃以上的水箱内进行养护，水面高于花盆盆体，以提高花盆强度，48h后取出，修整、打磨，自然干燥14d，即可为成型透气花盆。
34.根据本发明，可根据栽培不同花卉植物所需的不同营养成分，在物料混拌过程中另外投加一定数量的有机或无机肥料，以制备适应不同植物所需，不同营养成分数量的营
养花盆。
35.根据本发明，如制作不透气花盆，可在盆体表面涂以仿瓷涂料或聚氨酯漆等图层。
36.本发明的有益效果：
37.本发明综合解决了花盆免烧、节约燃料、变废为宝、提供营养、降低生产成本等问题。
38.1.本发明花盆为热水解污泥 锯末 水泥浇筑制成，制作简单，加工能耗明显低于陶瓷、塑料等花盆，且制作成本较低，减少碳排放量，有利于产品加工制作的生态可持续性；
39.2.本发明花盆本体的壁面和底面为空隙透水透气结构，同时可起到保水调湿作用，有利于栽培花卉的生长；
40.3.本发明花盆比一般水泥花盆重量较轻，便于搬运；
41.4.大多花盆为无机材料制作而成，仅少量花盆能为栽培花卉提供微量的营养成分，花卉生长仍需进行制肥，提高花卉培养成本。本发明花盆污泥中含有丰富的有机物、氮、磷、钾等营养成分，可作为植物花卉生产的营养材料；
42.5.本发明花盆不仅有效的为污泥资源化处置问题开辟了新途径，同时高效的利用了污泥中的营养价值，可作为污泥处理处置新型应用示范推广。
43.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
44.图1示出了本发明的一个实施例的透水免烧污泥制营养花盆的制备方法流程图。
具体实施方式
45.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
46.图1示出了本发明的一个实施例的透水免烧污泥制营养花盆的制备方法流程图。参见图1，本发明各实施例的透水免烧污泥制营养花盆的制备方法包括：
47.步骤1，将热水解污泥、水泥、沙粒、锯末、聚丙烯纤维按照原料组分放入搅拌设备进行混合搅拌，搅拌时间10min，混合后形成均匀的混合粉料；
48.步骤2，按混合粉料与水比例1:1加入清水，在搅拌混合设备中再次搅拌5min，形成均匀的混合浆料；
49.步骤3，将步骤2中混拌好的混合浆料灌注于花盆模具，在18℃以上固化12h，再经脱模；
50.步骤4，脱模后的花盆放入4℃以上的水箱内进行养护，水面高于花盆盆体，以提高花盆强度，48h后取出，修整、打磨，自然干燥14d，即可为成型透气花盆。
51.本发明各实施例中，热水解污泥为q/bdg 45045
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2017北京排水集团企业标准污泥高级厌氧消化制有机营养土，水泥为p.c 32.5型硅酸盐水泥，沙粒为粒径为0.5mm
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1mm的石英砂，锯末粒径为0.2mm
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1mm，聚丙烯纤维来源于市售。
52.实施例1：
53.一种透水、透气、污泥制营养花盆，该花盆本体的胚料重量份如下：热水解污泥20份、水泥48份、沙粒29.5份、锯末1.25份、聚丙烯纤维1.25份；本实施例花盆本体微孔孔径在0.02mm
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0.2mm，适合制作尺寸为25口径以上的花盆，由于花盆本体的尺寸较大，虽孔径较小，但大盆的表面积大，能保证花盆本体的高透水、透气效果。
54.实施例2：
55.一种透水、透气、污泥制营养花盆，该花盆本体的胚料重量份如下：热水解污泥25份、水泥45份、沙粒27.5份、锯末1.1份、聚丙烯纤维1.4份；本实施例花盆本体微孔孔径在0.02mm
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0.3mm，适合制作尺寸为18
‑
30口径的花盆。
56.实施例3：
57.一种透水、透气、污泥制营养花盆，该花盆本体的胚料重量份如下：热水解污泥30份、水泥42.5份、沙粒25份、锯末1份、聚丙烯纤维1.5份；本实施例花盆本体微孔孔径在0.05mm
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0.4mm，适合制作尺寸为15
‑
30口径的花盆。
58.实施例4：
59.一种透水、透气、污泥制营养花盆，该花盆本体的胚料重量份如下：热水解污泥40份、水泥37.5份、沙粒20份、锯末1份、聚丙烯纤维1.5份；本实施例花盆本体微孔孔径在0.08mm
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0.5mm，适合制作尺寸为10
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25口径的花盆。
60.实施例5：
61.一种透水、透气、污泥制营养花盆，该花盆本体的胚料重量份如下：热水解污泥50份、水泥37份、沙粒10份、锯末1份、聚丙烯纤维2份；本实施例花盆本体微孔孔径在0.08mm
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0.6mm，适合制作尺寸为9
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15口径的花盆。
62.对比实施例1
‑
5，花盆中污泥的重量比例控制在20％
‑
50％间，均可制作成型，为确保花盆强度，随着污泥比例增加，花盆的口径逐渐减小，且花盆本体的微孔孔径逐渐增大。
63.花盆本体难以有效测量花盆的透气、透水效果。本发明利用花盆盆体的吸水性来间接透气性能，一般认为吸水性能越好，其透气性越好，调节湿度的能力越明显。
64.将实施例20％
‑
50％污泥重量比例的制备花盆每种称取重量1000g，浸没于自来水中，浸泡10min，之后将花盆取出，晾干至没有水滴地下，称取浸水后的重量，测试结果见下表。吸水性实验表明污泥用量越大，花盆的透水、透气调节性能越好。
65.表1
[0066] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5吸水量(g)75788495106
[0067]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。