武汉铭创新海生态科技有限公司/武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室
蹇守卫 研究员
污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化。资源化作为污泥生态安全处置的重要方向，其利用方式也多种多样，包括：农用、制砖、热能利用、制取活性炭等。这其中，建材化利用是实现污泥大规模资源化利用的有效途径。
然而，污泥建材化在实施过程中也存在着难题和亟待突破的瓶颈，如工艺复杂、投资大、能耗高、碳排放量大等，此外，污泥掺量低、制备建材目标性能单一也使污泥建材化不能满足海绵城市建设、环境治理工程等场景的需求。
针对这些难题和瓶颈，武汉铭创新海生态科技有限公司与武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室等合作单位克服重重困难，花费七年时间研发了市政污泥制备高性能蓄水材料与技术，可提高污泥掺量，降低处理成本，拓宽应用场景。
日前，2023年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会（第十三届）在杭州召开，本次与会嘉宾为国内外排水行业设计、科研、运营单位、建设单位的领导、知名专家、学者、工程技术人员以及国内外知名机构和企业。铭创新海携市政污泥制备高性能蓄水材料与技术亮相本次大会，蹇守卫研究员从项目组研究背景入手，详细阐述了高性能蓄水材料与技术研发成果的特点、存在难点及应用案例，同时也介绍了项目的研发团队。
一、技术成果
蓄水材料是一类具有丰富孔隙结构的新型功能建材。具有快速吸水、强力储水、过滤净水、均匀释水的功能特性。
经检测，每立方米的蓄水材料可吸收570千克以上的水。
制备蓄水材料存在三个难点：
（1） 如何平衡材料低密度、大孔隙与强度之间的矛盾；
（2） 关键制备装备存在空白。污泥含水率60%，而常规装备造粒含水率约为20%。传统烧结装备成品率低、孔结构易堵塞；
（3） 存在环境安全隐患。
武汉铭创新海生态科技有限公司与武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室等合作单位经过多年的攻关，解决了上述难题，成功研发了市政污泥制备高性能蓄水材料，建立了含重金属蓄水材料多组分设计方法和体系。
科研团队以污泥为主要原料，通过淤泥、尾矿等其他多源固废调控原料组分，研发出系列高掺量、高安全性的蓄水材料，实现原料固废掺量95%-100%，产品蓄水能力达80%-110%。
经实验及实践证明，该材料是目前常规无机材料中吸水-释水特性最好的产品。查新结果也表明：目前国内外未见同类技术报道。
（数据来源：湖北省生态恢复重点实验室）
技术对比
二、成果应用
公司产品已在园林、城建、农业、水处理等多个领域应用。
研发成果应用场景
1、案例一：大悟县河口镇顺山村污染池塘应用实践
2.案例二：湖北工业大学校内人工湿地
对主要污染物的去除效率高，系统稳定运行后，对NH3-N、TN、TP、CODMn的平均去除率分别为82.6%、67.7%、65.8%、48.9%。
与传统人工湿地相比，采用蓄水材料基质NH3-N、TN、TP、CODMn的平均去除率分别提高5.8%、11.7%、10.4%、6.3%。
3.案例三：东湖黑臭水体治理工程应用（世界湿地大会，2022）
4.农田生态沟渠基质填料应用
水位设计为：1m；
沟渠内填充物：蓄水材料（5cm）；
种植密度：芦苇20-30株/m2、沟底美人蕉10-15株/m2。
植物及微生物的氧化作用，沟渠低水位时污染物的去除效率较高。
5.鄂州黑臭水体治理工程
三、成果影响
被国家生态环境部首批列入 “无废城市”建设试点先进适用技术目录
获得广东、四川等地方政府认可
获“国家技术转移中部中心”推荐
拥有50多项国家发明专利，在SCI期刊发表20余篇论文
编著多项标准，为相关技术推广提供了支撑
应邀在雄安新区白洋淀内源污泥治理项目中进行示范应用
参与国家水污染专项项目《雄安新区国家水环境技术转化体系构建与综合示范》，并获得生态环境部环境发展中心高度评价
四、研发团队
研发团队形成了产、学、研、用一体化协作模式。
拥有3个国家级、5个省部级等多个合作研发平台：
? 硅酸盐建筑材料国家重点实验室
? 环境友好建筑材料国际科技合作基地
? 水环境污染监测先进技术与装备国家工程研究中心
? 河湖健康智慧感知与生态修复湖北省工程研究中心
? 河湖生态修复及藻类利用湖北省重点实验室
? 湖北省绿色智能建筑工程技术研究中心
? 湖北省环境友好型建筑材料工程技术研究中心
? 湖北省长江水生态保护研究院
? 中国科学院水生生物研究所
? 江汉大学环境与健康研究院
? 河湖生态恢复重点实验室
武汉铭创新海生态科技有限公司专家团队一览
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