FR3109542A1 - A manufacturing process and application of the soil conditioner made from solid waste - Google Patents
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
L’invention se rapporte au domaine du conditionneur de sol, et concerne en particulier un conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides, son procédé de fabrication et son application. Les matières premières pour préparer ledit conditionneur de sol comprennent : de la poudre de granite, de la poudre de marbre, des boues et de l’additif ; Le procédé de fabrication comprend les étapes suivantes: broyer des matières premières (de granite, de marbre et de boue) en poudre fine ; mélanger la poudre de granite, la poudre de marbre, la poudre de boue avec l’additif, ajouter de l’eau jusqu’à obtenir un mélange homogène ; sécher ce mélange pour obtenir la mixture ; activer la mixture à haute température et la laisser refroidir et sécher, afin d’obtenir le produit fini de conditionneur de sol. Ledit conditionneur de sol profite des composants dans les pierres résiduelles, tels que l’oxyde de silicium, l’oxyde d’aluminium, l’oxyde de fer et l’oxyde de calcium, ainsi que des composants riches dans les boues d’épuration, tels que P2O5, l’oxyde de potassium et l’oxyde de magnésium. Sous le traitement thermique, les composants se transforment en cristaux avec moins de défaut, tels que les alumino-silicates. Cela a pour effet d’augmenter la surface spécifique et de former une structure microporeuse de surface, afin de réaliser la décontamination des sols pollués par les métaux lourds.The invention relates to the field of soil conditioner, and relates in particular to a soil conditioner made from solid waste, its manufacturing process and its application. The raw materials for preparing said soil conditioner include: granite powder, marble powder, sludge and additive; The manufacturing process includes the following steps: grinding raw materials (granite, marble and mud) into fine powder; mix the granite powder, marble powder, mud powder with the additive, add water until a homogeneous mixture is obtained; dry this mixture to obtain the mixture; turn the mixture on to a high temperature and allow it to cool and dry, to obtain the finished soil conditioner product. Said soil conditioner takes advantage of components in residual stones, such as silicon oxide, aluminum oxide, iron oxide and calcium oxide, as well as rich components in sewage sludge , such as P2O5, potassium oxide and magnesium oxide. Under the heat treatment, the components turn into crystals with less defect, such as aluminosilicates. This has the effect of increasing the specific surface and forming a microporous surface structure, in order to achieve the decontamination of soils polluted by heavy metals.
Description
L’invention se rapporte au domaine du conditionneur de sol, et concerne en particulier un conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides, son procédé de fabrication et son application.The invention relates to the field of soil conditioner, and relates in particular to a soil conditioner made from solid waste, its manufacturing process and its application.
Avec le développement de l’économie, les produits en pierre naturelle sont de plus en plus appréciés par les consommateurs. Au cours du développement rapide de l’industrie, la pollution due aux déchets générés lors du façonnage, du meulage et du polissage des pierres est de jour en jour plus grave. Selon les rapports, pour fabriquer 30 m² de plaques en pierre, environ 1 tonne de poudre de pierre et de résidu est générée. La Chine à elle seule peut produire plus de 9 millions de tonnes de déchets de poudre de pierre chaque année. La granulométrie de la poudre de pierre est relativement réduite, la poudre peut être facilement diffusée par le vent ou la pluie, ce qui risque de causer une pollution secondaire de l’environnement. Par conséquent, il est urgent de développer de nouveaux moyens pour réaliser le recyclage des déchets de poudre de pierre.With the development of the economy, natural stone products are increasingly appreciated by consumers. During the rapid development of the industry, pollution from waste generated during stone shaping, grinding and polishing is getting more serious every day. According to reports, to make 30 m² of stone slabs, about 1 ton of stone powder and residue is generated. China alone can produce over 9 million tons of stone powder waste every year. The particle size of the stone powder is relatively small, the powder can be easily diffused by wind or rain, which may cause secondary pollution of the environment. Therefore, there is an urgent need to develop new ways to realize the recycling of waste stone powder.
En Chine, l’expansion de l’industrialisation et de l’urbanisation génère à chaque jour une énorme quantité d’eaux usées. Depuis la mise en œuvre du Plan d’action sur la prévention et le traitement de la pollution des eaux en 2015, le gouvernement chinois a participé vigoureusement à la lutte contre la pollution de l’eau. Jusqu’à la fin de 2018, la capacité de traitement des eaux usées urbaines de la Chine est de 167 millions m3/jour, la quantité totale des eaux usées traitées est de 51,9 milliards m3/jour (Communiqué sur l ’ écologie et l ’ environnement de la Chine, 2018). Lors du traitement des eaux usées, la production des boues d’épuration en grande quantité est inévitable. En tant que sous-produit du traitement des eaux usées, les boues d’épuration contiennent des polluants divers, tels que les polluants organiques comme les POPs (abréviation du terme anglais « polluant organique persistant») et les polluants inorganiques comme les composés de métaux lourds. Ces polluants imposent de graves restrictions au recyclage des boues d’épuration.In China, the expansion of industrialization and urbanization generates an enormous amount of wastewater every day. Since the implementation of the Water Pollution Prevention and Treatment Plan of Action in 2015, the Chinese government has participated vigorously in the fight against water pollution. Until the end of 2018, China's urban sewage treatment capacity of 167 million m 3 / day, the total amount of treated wastewater was 51.9 billion m 3 / day (Press on ecology and environment of China, 2018). When treating wastewater, the production of sewage sludge in large quantities is inevitable. As a by-product of wastewater treatment, sewage sludge contains various pollutants, such as organic pollutants such as POPs (abbreviation of the English term "persistent organic pollutant") and inorganic pollutants such as metal compounds. heavy. These pollutants impose severe restrictions on the recycling of sewage sludge.
Selon l’analyse des 9,02 millions d’échantillons de sol prélevés des tests de sol de 2005 à 2011, le pH de 40% des terres cultivées en Chine est inférieur à 6,5, dont 22,85 millions de mu de terres cultivées ont un pH inférieur à 4,5 et 226 millions de mu de terres cultivées ont un pH inférieur à 5,5. L’acidification des sols est grave, ce qui affecte directement la production agricole. Les sols acides sont souvent accompagnés de la pollution par les métaux lourds. Selon leRapport d ’ enquête de la pollution des sols en Chinepublié en 2014, la situation générale des sols de Chine n’est pas optimiste. 16,1% des sols ont dépassé la valeur limite. La pollution dans le sud de Chine est plus grave que celle dans le nord. Le problème est surtout aigu dans les régions telles que le delta du Yangtze, le delta de la rivière des Perles et l’ancienne base industrielle du Nord-Est. Dans le sud-ouest et le centre-sud de la Chine, les métaux lourds dépassent largement les normes limites admises.According to the analysis of 9.02 million soil samples taken from soil tests from 2005 to 2011, the pH of 40% of cultivated land in China is less than 6.5, of which 22.85 million mu of land crops have a pH below 4.5 and 226 million mu of cropland have a pH below 5.5. Soil acidification is severe, which directly affects agricultural production. Acidic soils are often accompanied by heavy metal pollution. According to the Report of investigation of soil pollution in China published in 2014, soil general situation of China is not optimistic. 16.1% of the soils exceeded the limit value. Pollution in southern China is more serious than that in the north. The problem is especially acute in areas such as the Yangtze Delta, the Pearl River Delta and the former industrial base in the Northeast. In southwest and south-central China, heavy metals greatly exceed accepted limit standards.
Les techniques conventionnelles de traitement des sols pollués par des métaux lourds ont des limites : Elles ne s’appliquent pas à la pollution des sols aux métaux lourds de grande ampleur. Par conséquent, le développement d’un conditionneur de sol économique, efficace et facile à produire présente une importance significative pour l’assainissement des sols pollués par des métaux lourds de grande ampleur.Conventional techniques for treating soils polluted with heavy metals have limitations: They do not apply to large-scale heavy metal pollution of soils. Therefore, the development of an economical, efficient and easy to produce soil conditioner is of significant importance for the remediation of soils polluted by large-scale heavy metals.
Le silicium est un élément nutritif indispensable aux plantes. L’azote, le phosphore, le potassium et le silicium sont les quatre principaux éléments nutritifs dont les plantes ont besoin. Parmi eux, le silicium porte une forte influence sur le rendement des cultures du riz et de la canne. Les sols contiennent de grandes quantités de silicium, mais la plupart d’entre eux existe sous forme cristalline dans les silicates. La teneur en silicium assimilable par la plante, tel que l’acide orthosilicique, est relativement faible. Selon les enquêtes, la carence en silicium dans les sols est sévère dans le sud de la Chine, en particulier dans les régions où la riziculture est déterminante. La carence en silicium des sols exerce une contrainte directe sur la production alimentaire.Silicon is an essential nutrient for plants. Nitrogen, phosphorus, potassium and silicon are the four main nutrients that plants need. Among them, silicon has a strong influence on the yield of rice and cane crops. Soils contain large amounts of silicon, but most of it exists as crystalline in silicates. The content of plant-available silicon, such as orthosilicic acid, is relatively low. According to surveys, silicon deficiency in soils is severe in southern China, especially in areas where rice cultivation is critical. Silicon deficiency in soils is a direct constraint on food production.
Compte tenu des problèmes susmentionnés, l’invention a pour objet de proposer un conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides, son procédé de fabrication et son application. Il s’agit de transformer la phase et la structure des matières premières par la technique de calcination alcaline grâce à un contrôle scientifique des teneurs des éléments, afin de produire un conditionneur de sol présentant une structure poreuse. C’est un conditionneur de sol à base de minéraux naturels qui contient des quantités importantes d’élément secondaire (silicium, calcium) et une quantité supplémentaire de phosphore, de potassium et de magnésium.In view of the aforementioned problems, the object of the invention is to provide a soil conditioner made from solid waste, its manufacturing process and its application. This involves transforming the phase and structure of raw materials by the technique of alkaline calcination through scientific control of the contents of the elements, in order to produce a soil conditioner with a porous structure. It is a soil conditioner made from natural minerals that contains significant amounts of the secondary element (silicon, calcium) and an additional amount of phosphorus, potassium and magnesium.
Le contenu technologique de l’invention est décrit dans ce qui suit :The technological content of the invention is described in the following:
L’invention a pour objet de proposer un conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides, dont les matières premières comprennent : de la poudre de granite, de la poudre de marbre, des boues et de l’additif.The object of the invention is to provide a soil conditioner made from solid waste, the raw materials of which include: granite powder, marble powder, sludge and additive.
La proportion de poudre de granite, de poudre de marbre, de boue et d’additif est 1 : (0,5-1,5) : (0,5-1,5) : (0,1-0,5).The proportion of granite powder, marble powder, mud and additive is 1: (0.5-1.5): (0.5-1.5): (0.1-0.5) .
Ledit additif comprend un ou plusieurs de ceux-ci : hydroxyde de calcium, hydroxyde de sodium, hydroxyde de potassium, carbonate de calcium et carbonate de sodium.Said additive comprises one or more of these: calcium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium carbonate and sodium carbonate.
La teneur en silicium efficace à l’état assimilable dans ledit conditionneur de sol est égale ou supérieure à 20%. La teneur en phosphore est égale ou supérieure à 1%. Les essais en pot précédents ont témoigné que ledit produit de conditionneur de sol peut augmenter efficacement la biomasse dans les cultures, ainsi qu’améliorer les sols et protéger les plantes contre les métaux lourds dans les sols ;The effective silicon content in the assimilable state in said soil conditioner is equal to or greater than 20%. The phosphorus content is equal to or greater than 1%. Previous pot trials have shown that said soil conditioner product can effectively increase biomass in crops, as well as improve soil and protect plants from heavy metals in soils;
L’invention utilise comme matières premières la poudre de pierre résiduelle générée lors du façonnage des pierres et les boues d’épuration issues des usines de traitement des eaux. Lors de ce procédé, l’additif et le traitement thermique de calcination permettent de transformer SiO2cristallin en silicium à l’état assimilable : Ca2SiO4, Ca2SiO4, Na2SiO3, Na2Al2O3; ainsi de transformer le phosphore dans les boues d’épuration en CaNaPO4, Ca3(PO4)2, Ca4Mg5(PO4)6. Cela aide à améliorer la disponibilité des éléments nutritifs et à augmenter la fertilité des sols.The invention uses as raw materials the residual stone powder generated during the shaping of stones and the sewage sludge from water treatment plants. During this process, the additive and the calcination heat treatment make it possible to transform crystalline SiO 2 into silicon in the assimilable state: Ca 2 SiO 4 , Ca 2 SiO 4 , Na 2 SiO 3 , Na 2 Al 2 O 3 ; thus transforming the phosphorus in the sewage sludge into CaNaPO 4 , Ca 3 (PO 4 ) 2 , Ca 4 Mg 5 (PO 4 ) 6 . This helps improve nutrient availability and increase soil fertility.
L’invention propose un procédé de fabrication du conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides, dont le procédé de fabrication comprend les étapes suivantes: broyer des matières premières (de granite, de marbre et de boue) en poudre fine ; mélanger la poudre de granite, la poudre de marbre, la poudre de boue avec l’additif, ajouter de l’eau jusqu’à obtenir un mélange homogène ; sécher ce mélange pour obtenir la mixture ; activer la mixture à haute température et la laisser refroidir et sécher, afin d’obtenir le produit fini de conditionneur de sol.The invention provides a method of manufacturing the soil conditioner made from solid waste, the manufacturing process of which comprises the following steps: grinding raw materials (granite, marble and mud) into fine powder; mix the granite powder, marble powder, mud powder with the additive, add water until a homogeneous mixture is obtained; dry this mixture to obtain the mixture; turn the mixture on to a high temperature and allow it to cool and dry, to obtain the finished soil conditioner product.
Le broyage des matières premières se réalise à concassage électromagnétique. Les matières premières broyées sont filtrées par les tamis de 100-200 mailles, afin de ramener la granulométrie à moins de 0,1mm ;The grinding of raw materials is carried out by electromagnetic crushing. The crushed raw materials are filtered through the 100-200 mesh sieves, in order to reduce the particle size to less than 0.1mm;
Une activation thermique à haute température sert à chauffer et activer la mixture. Pour ce faire, la température de calcination est de 500-100°C, la durée de chauffage est de 0,5-3h, et la vitesse de montée de la température est de 10-40°C/min ;High temperature thermal activation is used to heat and activate the mixture. To do this, the calcination temperature is 500-100 ° C, the heating time is 0.5-3h, and the temperature rise rate is 10-40 ° C / min;
La température de séchage est maintenue entre 80°C et 100°C tout au long du procédé, pour que la teneur en humidité de la mixture soit inférieure à 6% ;The drying temperature is maintained between 80 ° C and 100 ° C throughout the process, so that the moisture content of the mixture is less than 6%;
Ledit refroidissement se réalise rapidement grâce à la trempe à l’eau. Lors de la trempe à l’eau de la masse fondue, plus la trempe à l’eau est fine et plus le refroidissement se fait rapidement, plus la solubilité d’acide citrique du produit est élevée.Said cooling is achieved quickly by quenching in water. When quenching the melt with water, the finer the water quench and the faster the cooling, the higher the solubility of citric acid in the product.
Ladite mixture est filtrée par les tamis de 60-100 mailles après le broyage, pour obtenir le produit.Said mixture is filtered through the 60-100 mesh sieves after grinding, to obtain the product.
Ledit procédé sert d’abord à mélanger la poudre de granite, la poudre de marbre et les boues séchées ; sous l’effet de l’additif, les composants comme le silicium, le calcium et le phosphore sont activés et les éléments nocifs sont fixés, pour que la mixture se transforme en un conditionneur de sol. En premier lieu, lors du traitement thermique, les polluants organiques dans les boues d’épuration sont détruits à haute température et perdent leur nocivité. En deuxième lieu, le point de fusion des matières étant réduit par les additifs, les matières se trouvent à l’état fondu. Les traces de métaux lourds sont enveloppées dans minéraux sous forme résiduelle, ce qui les empêche de se dégager dans l’environnement, réduit la toxicité des matières sans aggraver la pollution des sols. Le conditionneur de sol obtenu contient des cristaux avec moins de défaut, tels que le silicate d’aluminium et le silicate de calcium. Dans la structure cristalline d’alumino-silicates, il existe une grande quantité de cations et de lacunes d’oxygène ; Dans le silicate de calcium, le tétraèdre silicium-oxygène forme une structure stable, dont le calcium peut être remplacé par le cation de métal lourd afin de générer des silicates de métal stables. Lors de la réaction chimique, l’oxyde de fer dans les boues se transforme en α-Fe2O3, la surface spécifique s’accroit, ce qui contribue également à absorber une partie des métaux lourds.Said process is first used to mix granite powder, marble powder and dried sludge; under the effect of the additive, components like silicon, calcium and phosphorus are activated and harmful elements are fixed, so that the mixture turns into a soil conditioner. First, during heat treatment, organic pollutants in sewage sludge are destroyed at high temperature and lose their harmfulness. Second, the melting point of the materials being reduced by the additives, the materials are in the molten state. Traces of heavy metals are enveloped in minerals in residual form, which prevents them from being released into the environment, reduces the toxicity of materials without aggravating soil pollution. The resulting soil conditioner contains crystals with less defect, such as aluminum silicate and calcium silicate. In the crystal structure of aluminosilicates there is a large amount of cations and oxygen vacancies; In calcium silicate, the silicon-oxygen tetrahedron forms a stable structure, the calcium of which can be replaced by the heavy metal cation in order to generate stable metal silicates. During the chemical reaction, the iron oxide in the sludge is transformed into α-Fe 2 O 3 , the specific surface area increases, which also helps to absorb some of the heavy metals.
L’invention propose un conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides qui est utilisé pour décontaminer les sols pollués par les métaux lourds. L’ajout dudit conditionneur de sol dans les sols à une fraction massique de 0,5-1% peut réduire la teneur efficace des métaux lourds comme Cu, Pb, Zn, Cd dans les sols, baisser la teneur en métaux lourds dans les plantes d’une manière significative, ainsi que de favoriser la croissance des plantes.The invention provides a soil conditioner made from solid waste which is used to decontaminate soils polluted with heavy metals. Adding said soil conditioner in soils at a mass fraction of 0.5-1% can reduce the effective content of heavy metals like Cu, Pb, Zn, Cd in soils, lower heavy metal content in plants significantly, as well as promoting plant growth.
Les effets bénéfiques de l’invention sont suivants :The beneficial effects of the invention are as follows:
Le conditionneur de sol proposé par l’invention profite des composants dans les pierres résiduelles, tels que l’oxyde de silicium, l’oxyde d’aluminium, l’oxyde de fer et l’oxyde de calcium, ainsi que des composants riches dans les boues d’épuration, tels que P2O5, l’oxyde de potassium et l’oxyde de magnésium. Sous le traitement thermique, les composants se transforment en cristaux avec moins de défaut, tels que l’alumino-silicate. Cela a pour effet d’augmenter la surface spécifique et de former une structure microporeuse de surface, afin de réaliser la décontamination des sols pollués par les métaux lourds. Les cristaux générés portent peu de défaut, tels que le silicate d’aluminium et le silicate de calcium ; la capacité d’échange de cations est élevée, ce qui permet aux métaux lourds d’être absorbés dans la structure microporeuse. Après une longue période de vieillissement, les métaux lourds à l’intérieur des cristaux sont fixés sous forme de substance stable, ainsi réduisant la nocivité de métaux lourds dans les sols et le risque de lixiviation à nouveau.The soil conditioner provided by the invention takes advantage of the components in the residual stones, such as silicon oxide, aluminum oxide, iron oxide and calcium oxide, as well as the rich components in sewage sludge, such as P 2 O 5 , potassium oxide and magnesium oxide. Under the heat treatment, the components turn into crystals with less defect, such as alumino-silicate. This has the effect of increasing the specific surface and forming a microporous surface structure, in order to achieve the decontamination of soils polluted by heavy metals. The crystals generated bear few defects, such as aluminum silicate and calcium silicate; the cation exchange capacity is high, which allows heavy metals to be absorbed into the microporous structure. After a long period of aging, the heavy metals inside the crystals are fixed as a stable substance, thus reducing the harmfulness of heavy metals in soils and the risk of leaching again.
Le conditionneur de sol proposé par l’invention présente une teneur en silicium assimilable par les plantes égale ou supérieure à 20% et contient des éléments essentiels aux plantes tels que le calcium, le phosphore, le potassium et le magnésium. Le produit présente une faible alcalinité qui peut améliorer les sols acides tout en offrant aux plantes les éléments nutritifs de silicium, calcium, phosphore, potassium et magnésium. Il contribue à augmenter sensiblement le rendement des cultures, à améliorer la fertilité des sols, à réduire la teneur en métaux lourds dans les plantes, et à protéger les plantes contre les métaux lourds ;The soil conditioner proposed by the invention has a silicon content which can be assimilated by plants equal to or greater than 20% and contains essential elements for plants such as calcium, phosphorus, potassium and magnesium. The product has a low alkalinity which can improve acidic soils while providing plants with the nutrients of silicon, calcium, phosphorus, potassium and magnesium. It helps to significantly increase crop yield, improve soil fertility, reduce heavy metal content in plants, and protect plants against heavy metals;
Pour conclure, le procédé de fabrication du conditionneur de sol proposé par l’invention utilise les matières premières provenant de nombreuses sources, facile à obtenir et à faible coût ; La formule et la technique sont simples à maîtriser ; Il met à profit la poudre de pierre résiduelle générée lors du façonnage des pierres et les boues d’épuration issues des usines de traitement des eaux, afin de transformer les déchets en ressource énergétique, de diminuer les coûts matières et de lutter contre la pollution à travers le recyclage des déchets. L’ajout d’additif peut réduire la température d’activation et raccourcir la durée d’activation. Ce procédé facile à maîtriser et à faible coût de production est avantageux pour la promotion et l’utilisation à grande échelle. Les perspectives du marché sont très prometteuses.In conclusion, the manufacturing process of the soil conditioner proposed by the invention uses raw materials from many sources, easy to obtain and at low cost; The formula and technique are easy to master; It takes advantage of the residual stone powder generated during the shaping of stones and the sewage sludge from water treatment plants, in order to transform waste into an energy resource, to reduce material costs and to fight against pollution. through waste recycling. Adding the additive can reduce the activation temperature and shorten the activation time. This easy-to-learn, low-cost process is advantageous for promotion and large-scale use. The market outlook is very promising.
Description détaillée d’exemples de réalisation de l’inventionDetailed description of embodiments of the invention
Dans ce qui suit, l’invention sera décrite plus en détail en référence aux exemples de réalisation spécifiques. Il est à noter que, les exemples de réalisation décrits ci-dessous ne servent qu’à expliquer l’invention, et que l’invention n’est pas limitée aux différents exemples de réalisation décrits. À la lecture de l’invention, l’homme du métier peut apporter d’autres modifications de nature équivalente sans sortir du cadre de l’invention et il est prévu de revendiquer toutes ces modifications comme faisant partie de la portée des revendications de l’invention.In what follows, the invention will be described in more detail with reference to specific embodiments. It should be noted that the embodiments described below only serve to explain the invention, and that the invention is not limited to the various embodiments described. On reading the invention, one skilled in the art can make other modifications of an equivalent nature without departing from the scope of the invention and it is intended to claim all such modifications as being within the scope of the claims of the invention. invention.
Sauf indication contraire, toutes les matières premières et les réactifs utilisés dans l’invention sont des produits conventionnels disponibles sur le marché.Unless otherwise indicated, all raw materials and reagents used in the invention are conventional products available on the market.
Dans l’exemple de réalisation, la poudre de pierre résiduelle provient de la ville de Yunfu dans la province du Guangdong ; les boues d’épuration proviennent d’une usine de traitement des eaux de la ville de Canton dont la granulométrie est inférieure à 0,1mm. L’analyse de la composition chimique de la poudre de granite et de la poudre de marbre dans la poudre de pierre résiduelle ainsi que des boues d’épuration est présentée ci-dessous :In the example embodiment, the residual stone powder comes from Yunfu City in Guangdong Province; the sewage sludge comes from a water treatment plant in the city of Canton with a particle size of less than 0.1mm. The analysis of the chemical composition of granite powder and marble powder in tail stone powder as well as sewage sludge is presented below:
Tableau 1 Composition de la poudre de granite (wt%)Table 1 Composition of granite powder (wt%)
Tableau 2 Composition de la poudre de marbre (wt%)Table 2 Composition of marble powder (wt%)
Tableau 3 Composition des boues (wt% de boues séchées)Table 3 Composition of sludge (wt% dried sludge)
Exemple de réalisation 1Example 1
Un conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides :A soil conditioner made from solid waste:
1) Mélange des matières : La poudre de granite, la poudre de marbre et les boues sont concassées à l’aide du broyeur électromagnétique pour obtenir une poudre 100-200 mailles. Il s’agit de mélanger la poudre de granite, la poudre de marbre, la poudre de boue et l’additif en proportion de 10 : 5 : 5 : 1 en ajoutant de l’eau jusqu’à obtenir un mélange homogène, et puis le sécher à 80°C pour obtenir la mixture ;1) Mixing of materials: Granite powder, marble powder and sludge are crushed using the electromagnetic mill to obtain a 100-200 mesh powder. This involves mixing the granite powder, marble powder, mud powder and additive in a proportion of 10: 5: 5: 1, adding water until a homogeneous mixture is obtained, and then dry it at 80 ° C to obtain the mixture;
2) Activation thermique à haute température : Il s’agit de mettre la mixture dans le four à moufle préchauffé à 500°C pour une calcination qui dure 0,5h, dont la vitesse de montée de la température est de 10°C/min. Le chauffage permet d’activer la mixture ;2) High temperature thermal activation: This involves placing the mixture in the muffle furnace preheated to 500 ° C for a calcination which lasts 0.5 hours, the temperature of which is rising at 10 ° C / min. . Heating activates the mixture;
3) Trempe à l’eau : La mixture activée est trempée dans l’eau froide pour un refroidissement rapide.3) Water Quench: The activated mixture is quenched in cold water for rapid cooling.
4) Séchage : Après le refroidissement rapide, la mixture est séchée et broyée en poudre de 60-100 mailles pour obtenir le produit de conditionneur de sol. Les testes ont montré que la teneur efficace en silicium est de 20,92%.4) Drying: After rapid cooling, the mixture is dried and ground into 60-100 mesh powder to obtain the soil conditioner product. Tests have shown that the effective silicon content is 20.92%.
Exemple de réalisation 2Example 2
Un conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides :A soil conditioner made from solid waste:
1) Mélange des matières : La poudre de granite, la poudre de marbre et les boues sont concassées à l’aide du broyeur électromagnétique pour obtenir une poudre 100-200 mailles. Il s’agit de mélanger la poudre de granite, la poudre de marbre, la poudre de boue et l’additif en proportion de 10 : 10 : 10 : 3 en ajoutant de l’eau jusqu’à obtenir un mélange homogène, et puis le sécher à 90℃ pour obtenir la mixture ;1) Mixing of materials: Granite powder, marble powder and sludge are crushed using the electromagnetic mill to obtain a 100-200 mesh powder. This involves mixing the granite powder, marble powder, mud powder and additive in the proportion of 10:10: 10: 3, adding water until a homogeneous mixture is obtained, and then dry it at 90 ℃ to obtain the mixture;
2) Activation thermique à haute température : Il s’agit de mettre la mixture dans le four à moufle préchauffé à 800°C pour une calcination qui dure 2h, dont la vitesse de montée de la température est de 25°C/min. Le chauffage permet d’activer la mixture ;2) High temperature thermal activation: This involves placing the mixture in the muffle furnace preheated to 800 ° C for a calcination that lasts 2 hours, with a temperature rise rate of 25 ° C / min. Heating activates the mixture;
3) Trempe à l’eau : La mixture activée est trempée dans l’eau froide pour un refroidissement rapide.3) Water Quench: The activated mixture is quenched in cold water for rapid cooling.
4) Séchage : Après le refroidissement rapide, la mixture est séchée et broyée en poudre de 60-100 mailles pour obtenir le produit de conditionneur de sol. Les testes ont montré que la teneur efficace en silicium est de 20,21%.4) Drying: After rapid cooling, the mixture is dried and ground into 60-100 mesh powder to obtain the soil conditioner product. Tests have shown that the effective silicon content is 20.21%.
Exemple de réalisation 3Example of realization 3
Un conditionneur de sol fabriqué à partir de déchets solides :A soil conditioner made from solid waste:
1) Mélange des matières : La poudre de granite, la poudre de marbre et les boues sont concassées à l’aide du broyeur électromagnétique pour obtenir une poudre 100-200 mailles. Il s’agit de mélanger la poudre de granite, la poudre de marbre, la poudre de boue et l’additif en proportion de 10 : 15 : 15 : 5 en ajoutant de l’eau jusqu’à obtenir un mélange homogène, et puis le sécher à 100℃ pour obtenir la mixture ;1) Mixing of materials: Granite powder, marble powder and sludge are crushed using the electromagnetic mill to obtain a 100-200 mesh powder. This involves mixing the granite powder, the marble powder, the mud powder and the additive in the proportion of 10:15:15: 5, adding water until a homogeneous mixture is obtained, and then dry it at 100 ℃ to obtain the mixture;
2) Activation thermique à haute température : Il s’agit de mettre la mixture dans le four à moufle préchauffé à 1000℃ pour une calcination qui dure 3h, dont la vitesse de montée de la température est de 40℃/min. Le chauffage permet d’activer la mixture ;2) High temperature thermal activation: This involves placing the mixture in the muffle furnace preheated to 1000 ℃ for a calcination that lasts 3 hours, with a temperature rise rate of 40 ℃ / min. Heating activates the mixture;
3) Trempe à l’eau : La mixture activée est trempée dans l’eau froide pour un refroidissement rapide.3) Water Quench: The activated mixture is quenched in cold water for rapid cooling.
4) Séchage : Après le refroidissement rapide, la mixture est séchée et broyée en poudre de 60-100 mailles pour obtenir le produit de conditionneur de sol. Les testes ont montré que la teneur efficace en silicium est de 21,68%.4) Drying: After rapid cooling, the mixture is dried and ground into 60-100 mesh powder to obtain the soil conditioner product. Tests have shown that the effective silicon content is 21.68%.
Exemple d’essai 1Test example 1
Cet exemple prélève du sol de la couche superficielle (0-25cm) près de la Mine Dabaoshan de la ville de Shaoguan dans la province du Guangdong, le laisse sécher à l’air libre et en élimine les impuretés, et passe ce sol à travers un tamis de mailles de 2 mm après le broyage ;This example takes soil from the top layer (0-25cm) near the Dabaoshan Mine in Shaoguan City, Guangdong Province, allows it to air dry and removes impurities, and passes this soil through a 2 mm mesh sieve after grinding;
Selon la mesure, la valeur pH du sol est de 4,28 (eau : sol = 2,5 : 1), la teneur en carbone organique est de 19,06g/kg, l’azote à action rapide 33,25mg/kg, le phosphore à action rapide 8,38mg/kg, le potassium à action rapide 79,67 mg/kg, et la teneur à l’état assimilable en silicium est de 15,33mg/kg. Selon la méthode d’extraction au DTPA (abréviation du terme anglais « Diethylenetriaminepentaacetic acid »), le Cu à l’état assimilable est de 54,13mg/kg, le Pb à l’état assimilable est de 142,98mg/kg, le Zn à l’état assimilable est de 19,57mg/kg et le Cd à l’état assimilable est de 0,19mg/kg ;According to the measurement, the pH value of the soil is 4.28 (water: soil = 2.5: 1), the organic carbon content is 19.06g / kg, the fast-acting nitrogen 33.25mg / kg , the fast-acting phosphorus 8.38 mg / kg, the fast-acting potassium 79.67 mg / kg, and the content in the assimilable state of silicon is 15.33 mg / kg. According to the DTPA extraction method (abbreviation of the English term “Diethylenetriaminepentaacetic acid”), the Cu in the assimilable state is 54.13 mg / kg, the Pb in the assimilable state is 142.98 mg / kg, the Zn in the assimilable state is 19.57 mg / kg and the Cd in the assimilable state is 0.19 mg / kg;
Dans cet exemple, il s’agit d’ajouter les solutions de nitrate de cuivre, nitrate de plomb, nitrate de zinc et nitrate de cadmium, et les mélanger suffisamment afin d’augmenter la concentration de Cu, Pb, Zn et Cd à l’état assimilable. Il faut attendre 15 jours pour que ce mélange atteigne l’équilibre, et qu’il soit laissé sécher à l’air libre. Selon la mesure, les concentrations de Cu, Pb, Zn et Cd à l’état assimilable sont respectivement de 188,84mg/kg, 518,98mg/kg, 291,24mg/kg et 3,14mg/kg. Le mélange est stocké en conditions naturelles pour future utilisation ;In this example, it is a question of adding the solutions of copper nitrate, lead nitrate, zinc nitrate and cadmium nitrate, and mixing them sufficiently in order to increase the concentration of Cu, Pb, Zn and Cd to l. assimilable state. It takes 15 days for this mixture to reach equilibrium, and for it to be allowed to air dry. According to the measurement, the concentrations of Cu, Pb, Zn and Cd in the assimilable state are respectively 188.84mg / kg, 518.98mg / kg, 291.24mg / kg and 3.14mg / kg. The mixture is stored under natural conditions for future use;
Pour comparer, il faut prendre 4 groupes de sols pollués par les métaux lourds, dont trois sont mélangés respectivement avec 1% des conditionneurs de sol préparés dans les exemples de réalisation 1-3 (Groupes expérimentaux 1-3), alors que le dernier sert de groupe contrôle (sans ajouter de conditionneur de sol). Après 15 jours d’attente, une nouvelle mesure de teneur en métaux lourds est effectuée sur ces 4 groupes de sols. Les résultats sont présentés dans les tableaux ci-dessous.To compare, we must take 4 groups of soils polluted by heavy metals, three of which are mixed respectively with 1% of the soil conditioners prepared in implementation examples 1-3 (Experimental groups 1-3), while the last is used control group (without adding soil conditioner). After 15 days of waiting, a new measurement of the heavy metal content is carried out on these 4 groups of soils. The results are shown in the tables below.
Tableau 4 Variation de la teneur en métaux lourds à l’état assimilable dans les solsTable 4 Variation in the content of heavy metals in the assimilable state in soils
Selon le Tableau 4, il est évident que dans les sols traités par le conditionneur de sol dans les exemples de réalisation 1-3, la teneur en Cu à l’état assimilable connaît une réduction moyenne de 35,56% ; la teneur en Pb à l’état assimilable connaît une réduction moyenne de 25,54% ; la teneur en Zn à l’état assimilable connaît une réduction moyenne de 7,32% ; la valeur pH de sol augmente de 4,28 à 6,45, la teneur en silicium à l’état assimilable augmente de 15,33 mg/kg à 202,39 mg/kg. La qualité des sols est sensiblement améliorée. Il est clair que le conditionneur de sol fabriqué dans lesdits exemples de réalisation a un effet significatif sur l’amélioration des sols.From Table 4, it is evident that in the soils treated with the soil conditioner in Embodiments 1-3, the Cu content in the assimilable state experienced an average reduction of 35.56%; the Pb content in the assimilable state experiences an average reduction of 25.54%; the Zn content in the assimilable state has an average reduction of 7.32%; the pH value of the soil increases from 4.28 to 6.45, the silicon content in the assimilable state increases from 15.33 mg / kg to 202.39 mg / kg. The quality of the soil is significantly improved. It is clear that the soil conditioner manufactured in said exemplary embodiments has a significant effect on soil improvement.
Exemple d’essai 2Test example 2
Cet exemple prélève du sol de la couche superficielle (0-25cm) dans les champs cultivés près de la Mine Fankou de plomb et de zinc de la ville de Shaoguan dans la province du Guangdong. Il s’agit de laisser le sol sécher à l’air libre et en élimine les impuretés, et puis le passer à travers un tamis de mailles de 2 mm après le broyage ;This example takes soil from the top layer (0-25cm) in cultivated fields near the Fankou Lead Zinc Mine in Shaoguan City, Guangdong Province. This involves letting the soil air dry and remove impurities, and then pass it through a 2mm mesh sieve after grinding;
Selon la mesure, la valeur pH du sol est de 4,71, l’azote à action rapide 87,6mg/kg, le phosphore à action rapide 28,9mg/kg, le potassium à action rapide 71,7 mg/kg, la teneur en cuivre total est de 173,7 mg/kg, la teneur en plomb total est de 211,3 mg/kg, la teneur en zinc total est de 279,4 mg/kg, et la teneur en cadmium total est de 0,19mg/kg ;According to the measurement, the pH value of the soil is 4.71, the fast-acting nitrogen 87.6mg / kg, the fast-acting phosphorus 28.9mg / kg, the fast-acting potassium 71.7 mg / kg, the total copper content is 173.7 mg / kg, the total lead content is 211.3 mg / kg, the total zinc content is 279.4 mg / kg, and the total cadmium content is 0.19 mg / kg;
Cet exemple de réalisation concerne 7 groupes de pot (25cm de diamètre, 30cm de hauteur), avec 5kg de sol dans chaque pot. Dans ces 7 groupes de pot, il faut mettre respectivement 1% des conditionneurs de sol préparés dans les exemples de réalisation 1-3 (D1-D3), la poudre de granite (D4), la poudre de marbre (D5), la poudre de boues séchées (D6), alors que le dernier groupe de pot sert de groupe contrôle (CK). Ledit traitement se répète à 3 fois pour chaque pot. Les ciboulettes sont plantées dans ces pots après 10 jours d’attente.This exemplary embodiment concerns 7 groups of pots (25cm in diameter, 30cm in height), with 5kg of soil in each pot. In these 7 groups of jars, it is necessary to put respectively 1% of the soil conditioners prepared in the examples of realization 1-3 (D1-D3), the granite powder (D4), the marble powder (D5), the powder of dried sludge (D6), while the last group of pots serves as the control group (CK). Said treatment is repeated 3 times for each pot. Chives are planted in these pots after waiting 10 days.
Après 20 jours de culture des ciboulettes, il faut prélever les échantillons de sol pour analyser les teneurs à l’état assimilable des métaux lourds, à savoir Pb, Cd, Zn et Cu ; En même temps, il faut recueillir des échantillons de ciboulettes pour analyser le changement en concentration des métaux lourds dans les plantes. Les résultats sont présentés dans les Tableau 5 et 6.After 20 days of chive cultivation, soil samples must be taken to analyze the assimilable levels of heavy metals, namely Pb, Cd, Zn and Cu; At the same time, it is necessary to collect samples of chives to analyze the change in concentration of heavy metals in the plants. The results are shown in Tables 5 and 6.
Tableau 5 Variation de la teneur en métaux lourds dans les sols des potsTable 5 Variation of the heavy metal content in the soil of the pots
Tableau 6 Variation de la teneur en métaux lourds dans les ciboulettesTable 6 Variation of the heavy metal content in chives
Selon le Tableau 5, il est évident que les teneurs à l’état assimilable en Pb, Cd, Zn et Cu dans les sols des pots comportant le conditionneur de sol ont tous présenté des baisses, dont la réduction la plus importante est provoquée par le conditionneur de sol fabriqué dans l’exemple de réalisation 3 : les baisses de Pb, Cd, Zn et Cu à l’état assimilable atteignent respectivement 0,29%, 24,06%, 34,81% et 49,49% ;From Table 5, it is evident that the assimilable contents of Pb, Cd, Zn and Cu in the soils of the pots containing the soil conditioner all showed reductions, the greatest reduction of which was caused by the soil conditioner manufactured in Embodiment Example 3: the drops in Pb, Cd, Zn and Cu in the assimilable state respectively reach 0.29%, 24.06%, 34.81% and 49.49%;
Selon le Tableau 6, il est évident que les produits dans les 3 exemples de réalisation, une fois mélangés dans les sols, peuvent tous réduire d’une manière efficace la teneur en métaux lourds, tels que Pb, Cd, Zn et Cu, dans les plantes (la teneur en métaux lourds dans les plantes après le traitement est sensiblement inférieure à celle dans le groupe contrôle). Pourtant, les groupes qui n’utilisent que la poudre de granite, la poudre de marbre et la poudre de boues séchées ne présentent aucun résultat. Il est clair que le conditionneur de sol fabriqué par l’invention a pour fonction et effet d’améliorer les sols et protéger les plantes contre les métaux lourds.From Table 6, it is evident that the products in the 3 exemplary embodiments, when mixed in the soils, can all effectively reduce the content of heavy metals, such as Pb, Cd, Zn and Cu, in plants (the heavy metal content in the plants after treatment is significantly lower than in the control group). However, groups that only use granite powder, marble powder and dried sludge powder show no results. It is clear that the soil conditioner manufactured by the invention has the function and effect of improving soil and protecting plants from heavy metals.
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