基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法与流程

本申请属于固体废弃物综合利用技术领域，尤其涉及一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法。

背景技术：

随着社会经济的发展和城市人口的聚集，河道中聚集着各种工业、生活垃圾沉淀物，形成淤泥，城市防洪、排涝、灌溉、供水、通航等各项功能将会受到严重影响。为恢复河道正常功能，政府会定期对河道进行清淤疏浚工程，恢复河道原有深度和宽度，也改善河流水质。然而，对清理河道的淤积和污泥等如不进行回收处理和再利用，将会对环境产生二次污染。对于清理上岸的淤积和污泥，传统处理方式是运输至指定的场地露天堆放、回填区填埋或者作为燃料焚烧，这种方法需要占用较大堆放空间，而且淤泥往往含有多种有害物，堆放、填埋或焚烧的方法容易引发对环境的二次污染。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法，旨在解决现有技术中对淤泥无法实现绿色回收利用的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法，包括如下步骤：

提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，所述淤泥的重量为干重，所述淤泥、所述无机胶凝材料、所述植物生长营养质、所述发泡剂和所述添加剂的份数比为(80～90)：(5～15)：(2～5)：(0.5～1)：(0.5～1)；

将所述淤泥、所述无机胶凝材料、所述植物生长营养质、所述发泡剂和所述添加剂进行混料处理，得到第一混合物；

将所述第一混合物和水进行造粒处理，得到基于淤泥的人造土壤颗粒。

第二方面，本申请提供一种由所述的基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法制备得到的人造土壤颗粒，所述人造土壤颗粒包括如下重量份的组份：

本申请第一方面提供的基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法，该人造土壤颗粒的制备方法以淤泥作为原材料，且淤泥的重量为干重，通过添加无机胶凝材料，无机胶凝材料经过水化反应形成凝胶结构，将淤泥牢固的粘结在一起，并对其中的有害成分进行充分固化、逐步硬化形成固化体，可以实现使用少量无机胶凝材料粘合大量的淤泥，制备人造土壤；同时混合发泡剂，发泡剂通过混料处理的机械作用力在内部引入空气，产生大量泡沫，在人造土壤颗粒的内部形成大量的微孔结构，保证制得的人造土壤具有足够的力学强度和内部孔结构；还协同了植物生长营养质和添加剂，保证人造土壤具有良好的综合性能，且能为植物生长提供必须的营养成分，可作为植物培养土壤颗粒；进一步再进行造粒处理，有效地控制凝结速度，促进人造土壤的颗粒成型。该制备方法简单方便，实现了高效率回收处理清理上岸的淤泥，大大减少了淤泥的堆放空间和回收处理压力，可实现淤泥的大体量绿色回收利用，并有效防止淤泥产生的二次污染。

本申请第二方面提供的人造土壤颗粒具有足够的力学强度和内部孔结构，且具有植物生长必须的营养成分，能够有效作为植物生长的土壤材料，有利于将淤泥进行回收利用。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一xx也可以被称为第二xx，类似地，第二xx也可以被称为第一xx。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例第一方面提供一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法，包括如下步骤：

s01.提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，淤泥的重量为干重，淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂的份数比为(80～90)：(5～15)：(2～5)：(0.5～1)：(0.5～1)；

s02.将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂进行混料处理，得到第一混合物；

s03.将第一混合物和水进行造粒处理，得到基于淤泥的人造土壤颗粒。

基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法，以淤泥作为原材料，通过添加无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂进行混料处理，在混料处理过程中，无机胶凝材料经过水化反应形成凝胶结构，将淤泥牢固的粘结在一起，并逐步硬化形成固化体；同时，发泡剂通过混料处理的机械作用力在内部引入空气，产生大量泡沫，从而在人造土壤颗粒的内部形成大量的微孔结构，该微孔结构成为后续液体有机肥、水分的富集场所，能够有利于使用；还协同了植物生长营养质和添加剂，保证人造土壤具有良好的综合性能，且能为植物生长提供必须的营养成分，可作为植物培养土壤颗粒；进一步再进行造粒处理，有效地控制凝结速度，促进人造土壤的颗粒成型。该制备方法简单方便，实现了高效率回收处理清理上岸的淤泥，大大减少了淤泥的堆放空间和回收处理压力，可实现淤泥的大体量绿色回收利用，并有效防止淤泥产生的二次污染。

在步骤s01中，提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，淤泥的重量为干重，淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂的份数比为(80～90)：(5～15)：(2～5)：(0.5～1：(0.5～1)。

具体的，基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法以淤泥为主要原料，通过该制备方法将大量的淤泥作为主要组分，协同少量的其他活性物质进行作用，即可得到人造土壤颗粒，该制备方法实现了高效率回收处理清理上岸的淤泥，大大减少了淤泥的堆放空间和回收处理压力，可实现淤泥的大体量绿色回收利用，并有效防止淤泥产生的二次污染。优选的，淤泥选自河道淤泥，采用河道淤泥作为原材料，能够较好地实现人造土壤颗粒的制备，同时也达到较好地清理河道淤泥的效果。

具体的，淤泥的重量为干重，且淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂的份数比为(80～90)：(5～15)：(2～5)：(0.5～1)：(0.5～1)。优选的，淤泥的添加份数为80～90份。其中，干重是指“组分进行干燥处理失去水分后的重量”。在本发明说明书中，淤泥的干重指经过干燥处理失去水分后的淤泥的重量，采用干燥处理失去水分后的淤泥作为原材料，方能直接进行造粒处理。在本发明具体实施例中，淤泥的添加份数为80份、81份、82份、83份、84份、85份86份、87份、88份、89份、90份。

淤泥为积聚在河道中的工业、生活垃圾沉淀物，可选为我国乃至全世界地域范围内的河道中的淤积。优选的，淤泥为经过干燥处理的干化淤积粉末，使进行人造土壤颗粒的制备过程中，采用干燥处理后的淤泥，保证主要组分淤泥的含水量较低，使土壤颗粒能够较好固化，有利于产品造粒。

优选的，淤泥的中位粒径为1～40微米。通过控制淤泥的中位粒径为1～40微米，使得淤泥的粒径大小适中，促进淤泥最大限度地被包进由无机凝胶材料经水化反应形成的凝胶网络结构内，保证对淤泥中有害成分的良好的固化效果，并有利于提高人造土壤的力学强度。当淤泥的粒径过小时，反应过程中容易出现团聚，不利于淤泥的回收利用以制备具有良好力学性能的人造土壤；当淤泥的粒径过大时，发生水化反应不均衡，会导致所形成的凝胶网络结构过于稀疏，不利于淤泥被完全包覆在水泥固化体中，无法保证人造土壤的力学性能，且淤泥中有害成分的固化效果也会受到一定程度的影响。

进一步，以淤泥为主要组分的基础上，还包括无机胶凝材料；通过添加无机胶凝材料，无机胶凝材料经过水化反应形成凝胶结构，将淤泥牢固的粘结在一起，并对其中的有害成分进行充分固化、逐步硬化形成固化体，可以实现使用少量无机胶凝材料粘合大量的淤泥，制备人造土壤。

具体的，淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂的份数比为(80～90)：(5～15)：(2～5)：(0.5～1)：(0.5～1)。优选的，在淤泥的添加份数为80～90份的基础上，无机胶凝材料的添加份数为5～15份。本发明采用少量的无机胶凝材料与大量的淤泥主要组分进行复配使用，由于无机胶凝材料能够经过水化反应形成凝胶结构，将淤泥牢固的粘结在一起，并对其中的有害成分进行充分固化、逐步硬化形成固化体，因此，实现了使用少量无机胶凝材料粘合大量的淤泥，制备人造土壤。若无机胶凝材料的添加份数过量，则会导致无机胶凝材料的浪费，影响人造土壤颗粒的正常使用；若无机胶凝材料的添加份数过少，则会影响淤泥的交联效果，无法形成土壤颗粒。

在本发明具体实施例中，无机胶凝才俩的添加份数选自5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份。

优选的，无机胶凝材料选自硅酸盐水泥、磷酸盐水泥、地聚物水泥中的至少一种。在本发明优选实施例中，无机胶凝材料选自地聚物水泥，地聚物水泥以铝硅相固废和化学激发剂为原料经过适当工艺处理并通过化学反应而成，更为具体地，以si、o、al等以共价键连接成的具有三维氧化物网络骨架结构的无机聚合材料，以地聚物水泥为无机胶凝材料与淤泥进行复配使用，能够对淤泥中的有害成分具有良好的固化效果，胶凝和硬化速度快，聚合度高，在土壤颗粒的制备过程中，能明显提高对有害成分的固化效果也保证人造土壤具有良好的力学性能。

进一步，以淤泥为主要组分的基础上，还包括植物生长营养质，添加植物生长营养质，保证人造土壤具有良好的综合性能，且能为植物生长提供必须的营养成分，可作为植物培养土壤颗粒。一般而言，由于人类活动而产生淤积中会含有相应营养元素，但会因为地区及河流的不同而不同，因此，在制备土壤颗粒的过程中，可适当增加含有营养质的物质，以提高产品的养分更有利于植物的种植。

具体的，淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂的份数比为(80～90)：(5～15)：(2～5)：(0.5～1)：(0.5～1)。优选的，在淤泥的添加份数为80～90份、无机胶凝材料的添加份数为5～15份的基础上，植物生长营养质的添加份数为2～5份。若植物生长营养质的的添加量过少，则制备得到的人造土壤颗粒所含植物生长的营养质较少，不利于作为植物培养土壤颗粒；若添加量过多，会导致土壤颗粒不易储存，影响使用。在本发明具体实施例中，植物生长营养质的添加份数选自2份、2.5份、3份、3.6份、4.1份、4.5份或5份。

优选的，植物生长营养质选自氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素、腐殖质和有机质中的至少一种。植物生长营养质均为植物生长所需的必要养分，可满足不同植物生长的需求。在一些实施例中，植物生长营养质可通过添加化学添加剂的方式引入人造土壤颗粒中。在另一些实施例中，植物生长营养质可以通过在人造土壤颗粒的制备工艺中加入腐败动、植物体或动物排泄物的方式引入人造土壤颗粒中。在又一些实施例中，植物生长营养质可以通过在人造土壤颗粒的制备工艺中加入含有营养质的废弃物，如餐厨垃圾、植被落叶等的方式引入人造土壤颗粒中。具体可根据实际情况进行灵活调整。

进一步，以淤泥为主要组分的基础上，还包括发泡剂，发泡剂通过混料处理的机械作用力在内部引入空气，产生大量泡沫，在人造土壤颗粒的内部形成大量的微孔结构，保证制得的人造土壤具有足够的力学强度和内部孔结构。

具体的，淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂的份数比为(80～90)：(5～15)：(2～5)：(0.5～1)：(0.5～1)。优选的，在淤泥的添加份数为80～90份、无机胶凝材料的添加份数为5～15份、植物生长营养质的添加份数为2～5份的基础上，发泡剂的添加份数为0.5～1份，确保人造土壤颗粒具有良好的微孔结构，以增加土壤的透气性，防止土壤板结，并利于土壤和空气中的水氧交换，促进植物生长，能够实现良好的透气效果。在本发明具体实施例中，发泡剂的添加份数选自0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。

优选的，发泡剂选自松香脂类发泡剂、离子表面活性剂型发泡剂、非离子表面活性剂型发泡剂、植物蛋白型发泡剂、动物蛋白型发泡剂和复合型发泡剂中的至少一种。其中，松香脂类发泡剂包括松香皂和松香热聚物等，离子表面活性剂型发泡剂包括烷基苯磺酸盐、聚乙二醇、烷基酚聚氧乙烯醚等，植物蛋白型发泡剂包括茶皂素和皂角苷等，动物蛋白型发泡剂水解动物蹄角、水解废动物毛、水解血胶等。这些发泡剂具有单位体积产泡量大、泡沫稳定性高、可长时间不消泡、泡沫细腻和相容性好等优点。

在一些实施例中，发泡剂选自复合型发泡剂，相对于单一成分的水泥发泡剂，复合型发泡剂高效，通过多成分之间的互补增效，可以达到全面高性能要求，突破单一成分发泡剂的局限性。进一步优选地，复合发泡剂包括十二烷基硫酸钠(sds)和十二烷基二甲基胺乙内酯(bs-12)的组合，聚乙二醇和十二烷基硫酸钠的组合，十二烷基硫酸钠和皂素溶液的组合，十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸树脂340和糖基聚氧乙烯醚表面活性剂的组合，α-烯烃磺酸钠(aos)、有机硅稳泡剂(zt-1)和羧甲基纤维素(cmc)的组合，xk型动物蛋白混凝土发泡剂、十二烷基苯磺酸钠(las)、十二烷基硫酸钠(sds)和明胶的组合等。

进一步，以淤泥为主要组分的基础上，还包括添加剂，添加剂能够保证人造土壤具有良好的综合性能，更有利于进行使用。

具体的，淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂的份数比为(80～90)：(5～15)：(2～5)：(0.5～1)：(0.5～1)。优选的，在淤泥的添加份数为80～90份、无机胶凝材料的添加份数为5～15份、植物生长营养质的添加份数为2～5份、发泡剂的添加份数为0.5～1份的基础上，添加剂的添加份数为0.5～1份，确保人造土壤颗粒具有良好的综合性能。在本发明具体实施例中，添加剂的添加份数选自0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。

优选的，添加剂选自减水剂、缓凝剂中的至少一种。其中，添加减少剂能够分散混合物的颗粒，改善各组分的工作性能，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性，进一步改善人造土壤的制备工艺。缓凝剂能够调节人造土壤的凝结速度，促进人造土壤颗粒成型。

进一步优选的，添加剂的具体组成可参根据所要制备的人造土壤的性能进行灵活调整，包括但不限于木质素磺酸盐及其改性或衍生物、羟基羧酸及其盐或其改性和衍生物、锌盐、硼酸盐、磷酸盐、氯化物、铵盐及其衍生物、碳水化合物及多聚糖酸或糖酸或纤维素醚、密胺衍生物、萘衍生物、聚硅氧烷和磺化碳氢化合物等水溶性聚合物。

在步骤s02中，将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂进行混料处理，得到第一混合物；在混料处理过程中，一方面是为了使各组分材料混合均匀，另一方面，通过混料处理，能够使无机胶凝材料经过水化反应形成凝胶结构，将淤泥牢固的粘结在一起，并对其中的有害成分进行充分固化、逐步硬化形成固化体，同时混料的机械作用力能够在发泡剂的内部引入空气，产生大量泡沫，在人造土壤颗粒的内部形成大量的微孔结构，保证制得的人造土壤具有足够的力学强度和内部孔结构。

进一步地，为了调节混合物的工作性能，例如调节混合物粘度，一些实施例中，将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂进行混料处理的步骤中加入有水，使得无机胶凝材料与水发生水化反应形成胶凝网络结构，从而制得本申请实施例的人造土壤。

优选的，将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂进行混料处理的步骤中，将将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂于50～80转/分钟的条件下混料处理20～25分钟。控制在上述转速条件下进行一定时间的混料处理，保证各组分混合均匀，且无机胶凝材料能够发生胶凝作用以及发泡剂能够引入大量微孔结构，有利于土壤颗粒的制备。

在步骤s03中，将第一混合物和水进行造粒处理，得到基于淤泥的人造土壤颗粒，通过造粒处理，有效地控制凝结速度，促进人造土壤的颗粒成型。

将混合物和水进行造粒处理的具体操作可参考本领域的常规技术，一些实施例中，水通过缓慢加入到混合物的方式，例如以水喷雾形式，以实现混合造粒，具体地，将混合物投入造粒机中，并在造粒的过程中缓慢加入水。

优选的，将第一混合物进和水行造粒处理的步骤中，将第一混合物和水于为40～45转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为10～15分钟。控制造粒处理的转速和时间，使人造土壤迅速成型，有利于使用。

优选的，水的添加份数为70-80份。优选的，在淤泥的添加份数为80～90份、无机胶凝材料的添加份数为5～15份、植物生长营养质的添加份数为2～5份、发泡剂的添加份数为0.5～1份、添加剂的添加份数为0.5～1份的基础上，水的添加份数为70～80份。

优选的，制备方法还包括：将人造土壤颗粒依次进行养护干燥处理以及碳化处理。

进一步地，本申请所提供的制备方法还包括：将人造土壤依次进行养护处理和碳化处理。

在一些实施例中，进行养护处理的步骤包括：将人造土壤在温度为18～25℃及相对湿度为90％～100％的条件下进行养护处理7～8天，使制备得到的人造土壤中的无机胶凝材料充分水化，加速人造土壤硬化，防止人造土壤因风吹日晒等自然影响变得干燥而产生不正常的收缩裂缝，保证人造土壤良好的力学性能。

在一些实施例中，碳化处理的步骤包括：将经过养护处理的人造土壤于体积浓度为20％～30％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天。由于无机胶凝材料与水作用后会生成大量氢氧化钙，导致其人造土壤的ph值呈碱性，通过进行碳化处理，使二氧化碳气体与氢氧化钙发生中和反应，降低人造土壤的ph值，使其ph趋于中性，有利于广泛运用于植物培养土壤。

本申请第二方面提供了一种由基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法制备得到的人造土壤颗粒，人造土壤颗粒包括如下重量份的组份：

本申请第二方面提供的人造土壤颗粒具有足够的力学强度和内部孔结构，且具有植物生长必须的营养成分，能够有效作为植物生长的土壤材料，有利于将淤泥进行回收利用。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，淤泥的添加份数为80份，无机胶凝材料的添加份数为15份、植物生长营养质的添加份数为2份、发泡剂的添加份数为0.7份和添加剂的添加份数为0.8份，水的添加份数为73份，淤泥的重量为干重；

其中，淤泥选自广东地区的淤泥；无机胶凝材料选自地聚物水泥；植物生长营养质通过添加腐败落叶引入原料体系中；发泡剂选自xk型动物蛋白混凝土发泡剂、十二烷基苯磺酸钠(las)、十二烷基硫酸钠(sds)和明胶的组合，形成最终发泡剂混合物；添加剂选自木质素磺酸钠和聚羧酸系高性能减水剂等的组合，购自江苏苏博特新材料股份有限公司。

(2)将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂于50转/分钟的条件下混料处理20分钟，得到第一混合物。

(3)将第一混合物于为40转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为10分钟，得到粗制人造土壤颗粒。

(4)将粗制人造土壤颗粒在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造土壤颗粒于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到基于淤泥的人造土壤颗粒。

实施例2

一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，淤泥的添加份数为85份，无机胶凝材料的添加份数为10份、植物生长营养质的添加份数为2份、发泡剂的添加份数为0.7份和添加剂的添加份数为0.8份，水的添加份数为78份，淤泥的重量为干重；

其中，淤泥选自广东地区的淤泥；无机胶凝材料选自地聚物水泥；植物生长营养质通过添加落叶引入原料体系中；发泡剂选自十二烷基硫酸钠(sds)和十二烷基二甲基胺乙内酯(bs-12)的组合，形成最终发泡剂混合物；添加剂选自木质素磺酸钠和聚羧酸系高性能减水剂等的组合，购自江苏苏博特新材料股份有限公司。

(2)将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂于60转/分钟的条件下混料处理22分钟，得到第一混合物。

(3)将第一混合物于为40转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为13分钟，得到粗制人造土壤颗粒。

(4)将粗制人造土壤颗粒在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造土壤颗粒于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到基于淤泥的人造土壤颗粒。

实施例3

一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，淤泥的添加份数为90份，无机胶凝材料的添加份数为5份、植物生长营养质的添加份数为2份、发泡剂的添加份数为0.7份和添加剂的添加份数为0.8份，水的添加份数为80份，淤泥的重量为干重；

其中，淤泥选自广东地区的淤泥；无机胶凝材料选自地聚物水泥；植物生长营养质通过添加落叶引入原料体系中；发泡剂选自十二烷基硫酸钠(sds)和十二烷基二甲基胺乙内酯(bs-12)的组合，形成最终发泡剂混合物；添加剂选自木质素磺酸钠和聚羧酸系高性能减水剂等的组合，购自江苏苏博特新材料股份有限公司。

(2)将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂于70转/分钟的条件下混料处理25分钟，得到第一混合物。

(3)将第一混合物于为45转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为13分钟，得到粗制人造土壤颗粒。

(4)将粗制人造土壤颗粒在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造土壤颗粒于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到基于淤泥的人造土壤颗粒。

实施例4

一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，淤泥的添加份数为80份，无机胶凝材料的添加份数为15份、植物生长营养质的添加份数为2份、发泡剂的添加份数为0.7份和添加剂的添加份数为0.8份，水的添加份数为73份，淤泥的重量为干重；

其中，淤泥选自广东地区的淤泥；无机胶凝材料选自普通硅酸盐水泥；植物生长营养质通过添加落叶引入原料体系中；发泡剂选自十二烷基硫酸钠(sds)和十二烷基二甲基胺乙内酯(bs-12)的组合，形成最终发泡剂混合物；添加剂选自木质素磺酸钠和聚羧酸系高性能减水剂等的组合，购自江苏苏博特新材料股份有限公司。

(2)将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂于75转/分钟的条件下混料处理25分钟，得到第一混合物。

(3)将第一混合物于为45转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为15分钟，得到粗制人造土壤颗粒。

(4)将粗制人造土壤颗粒在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造土壤颗粒于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到基于淤泥的人造土壤颗粒。

实施例5

一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，淤泥的添加份数为80份，无机胶凝材料的添加份数为15份、植物生长营养质的添加份数为2份、发泡剂的添加份数为0.7份和添加剂的添加份数为0.8份，水的添加份数为73份，淤泥的重量为干重；

其中，淤泥选自广东地区的淤泥；无机胶凝材料选自磷酸盐水泥；植物生长营养质通过添加落叶引入原料体系中；发泡剂选自十二烷基硫酸钠(sds)和十二烷基二甲基胺乙内酯(bs-12)的组合，形成最终发泡剂混合物；添加剂选自木质素磺酸钠和聚羧酸系高性能减水剂等的组合，购自江苏苏博特新材料股份有限公司。

(2)将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂于80转/分钟的条件下混料处理25分钟，得到第一混合物。

(3)将第一混合物于为45转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为15分钟，得到粗制人造土壤颗粒。

(4)将粗制人造土壤颗粒在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造土壤颗粒于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到基于淤泥的人造土壤颗粒。

对比例1

一种基于淤泥的人造土壤颗粒的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂，其中，淤泥的添加份数为80份，无机胶凝材料的添加份数为15份、植物生长营养质的添加份数为2份、发泡剂的添加份数为0.7份和添加剂的添加份数为0.8份，水的添加份数为73份，淤泥的重量为干重；

其中，淤泥选自广东地区的淤泥；无机胶凝材料选自地聚物水泥；植物生长营养质通过添加落叶引入原料体系中；发泡剂选自十二烷基硫酸钠(sds)和十二烷基二甲基胺乙内酯(bs-12)的组合，形成最终发泡剂混合物；添加剂选自木质素磺酸钠和聚羧酸系高性能减水剂等的组合，购自江苏苏博特新材料股份有限公司。

(2)将淤泥、无机胶凝材料、植物生长营养质、发泡剂和添加剂于50转/分钟的条件下混料处理20分钟，得到第一混合物。

(3)将第一混合物于为40转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为10分钟，得到粗制人造土壤颗粒。

(4)将粗制人造土壤颗粒在空气条件下进行养护处理，得到基于淤泥的人造土壤颗粒。

结果分析：

测试实施例1～5和对比例1制备得到的基于淤泥的人造土壤颗粒的孔隙率和毒性浸出标准，同时利用实施例1～5和对比例1得到的基于淤泥的人造土壤颗粒用于植物生长，测定植物的生长情况。

测试结果如下表1所示：实施例1制备得到的基于淤泥的人造土壤颗粒的孔隙率为72％，毒性浸出符合危险废物鉴别标准(gb/t5083.3-2007)，采用实施例1制备的人造土壤颗粒进行植物种植，植物的生长情况一般。

实施例2制备得到的基于淤泥的人造土壤颗粒的孔隙率为78％，毒性浸出符合危险废物鉴别标准(gb/t5083.3-2007)，采用实施例2制备的人造土壤颗粒进行植物种植，植物的生长情况良好。

实施例3制备得到的基于淤泥的人造土壤颗粒的孔隙率为84％，毒性浸出符合危险废物鉴别标准(gb/t5083.3-2007)，采用实施例3制备的人造土壤颗粒进行植物种植，植物的生长情况优异。

实施例4制备得到的基于淤泥的人造土壤颗粒的孔隙率为73％，毒性浸出符合危险废物鉴别标准(gb/t5083.3-2007)，采用实施例4制备的人造土壤颗粒进行植物种植，植物的生长情况优异。

实施例5制备得到的基于淤泥的人造土壤颗粒的孔隙率为70％，毒性浸出符合危险废物鉴别标准(gb/t5083.3-2007)，采用实施例5制备的人造土壤颗粒进行植物种植，植物的生长情况优异。

对比例1制备得到的基于淤泥的人造土壤颗粒的孔隙率为73％，毒性浸出符合危险废物鉴别标准(gb/t5083.3-2007)，采用对比例1制备的人造土壤颗粒进行植物种植，植物的生长情况差。

可以看出，实施例1～5得到的土壤颗粒孔隙率均超过70％，且实施例3的孔隙率为84％，孔隙率最大，在使用过程中效果最好。制备得到的颗粒均符合毒性浸出标准，能够保证较好地使用。植物生长情况中，采用实施例1～5得到的土壤颗粒进行植物生长，植物生长情况为一般～优异，而对比例1得到土壤颗粒植物生长情况差，不利于植物生长。

表1

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

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