阅读说明：本技术 一种用于污泥堆肥处理的生物炭及其制备方法 (Biochar for sludge composting and preparation method thereof ) 是由 荆亚超 刘海洋 李飞 岳朴杰 谷小兵 白玉勇 于 2020-01-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及污泥处理技术领域,尤其涉及一种用于污泥堆肥处理的生物炭及其制备方法。一种生物炭,包括如下重量组分的原料：铁粉1-2份和污泥50-200份。一种生物炭的制备方法,包括以下步骤：将铁粉与污泥混合；在绝氧且含有氢气的气氛下,将加入铁粉的污泥加热分解,获得零价铁污泥生物炭；将零价铁污泥生物炭加热升温后,向零价铁污泥生物炭内通入活性气体,即得生物炭。利用该方法制备的生物炭,能够降低污泥中存在的重金属和多氯联苯、多环芳烃、卤代烃等有机物污染物的活性,并能有效减轻污泥发酵过程产生的臭气。解决目前采用好氧堆肥方式处理污泥,难以有效去除污泥中存在的重金属以及有机污染物,且发酵过程中会产生大量臭气的问题。(The invention relates to the technical field of sludge treatment, in particular to biochar for sludge composting treatment and a preparation method thereof. The biochar comprises the following raw materials in parts by weight: 1-2 parts of iron powder and 50-200 parts of sludge. A preparation method of biochar comprises the following steps: mixing iron powder and sludge; heating and decomposing the sludge added with the iron powder in an oxygen-free atmosphere containing hydrogen to obtain zero-valent iron sludge biochar; heating the zero-valent iron sludge biochar, and introducing active gas into the zero-valent iron sludge biochar to obtain the biochar. The biochar prepared by the method can reduce the activity of heavy metal and organic pollutants such as polychlorinated biphenyl, polycyclic aromatic hydrocarbon, halogenated hydrocarbon and the like in sludge, and can effectively reduce odor generated in the sludge fermentation process. Solves the problems that the sludge is treated by adopting an aerobic composting mode at present, heavy metals and organic pollutants in the sludge are difficult to be effectively removed, and a large amount of odor is generated in the fermentation process.)

一种用于污泥堆肥处理的生物炭及其制备方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种用于污泥堆肥处理的生物炭及其制备方法。

背景技术

污泥是污水处理过程中产生的固体沉淀物质。随着城市化进程的加快，城市污水的处理量日益增多，污泥的生成量也急剧增加。污泥中含有丰富的有机质氮、磷等营养元素，但同时也含有种类较多、含量不等的重金属、有机污染物或病原物等有害物质。为防止污泥导致二次环境污染，必须对其妥善处理与处置。

处理污泥的方式主要有好氧堆肥、厌氧消化、干化焚烧等。其中，采用厌氧消化、干化焚烧等方式处理污泥，存在效率低、污染严重等问题。相比于厌氧消化和干化焚烧方式，采用好氧堆肥方式处理污泥，效率较高、污染较小，因此好氧堆肥成为目前对污泥进行稳定化处理与安全处置最为重要的方式。好氧堆肥是指，在有氧条件下，利用好氧微生物进行发酵，使污泥中有机物生物降解，生成性质稳定的腐化污泥的过程。但是，好氧堆肥方式存在以下缺陷：

在污水处理过程中，重金属和有机污染物等极易富集在污泥中，会影响到污泥的土地利用。采用好氧堆肥方式处理污泥，虽然能在一定程度上降低污泥中重金属和有机污染物等有害物质的含量，但是经处理后的污泥依然存在较大毒性。

另外，该好氧堆肥方式需将污泥进行单独堆肥，堆体的透气性不好，需要频繁翻堆，能量消耗大，同时发酵时间长，需要很大的发酵仓，占地面积大。并且，发酵过程中会产生大量臭气，造成二次污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于污泥处理的生物炭及其制备方法，解决目前采用好氧堆肥方式处理污泥，难以有效去除污泥中存在的重金属以及有机污染物，且发酵过程中会产生大量臭气的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种生物炭，包括如下重量组分的原料：铁粉1-2份和污泥50-200份。

利用铁片、铁屑、刨屑等廉价材料，即可制备铁粉。作为零价铁的铁粉，其标准电极电势(E0(Fe/Fe)＝-0.44V)较低，具有还原性，可降低重金属的活性，也可还原多氯联苯、多环芳烃、卤代烃等有机物污染物。

以污泥为原料，可制备具有强吸附性的生物炭。将具有还原性的铁粉和强吸附性的生物炭混合，添加到污泥反应器中，不仅改善待处理污泥堆体的通风供氧效果，而且可以吸附污泥发酵过程中产生的臭气，让臭气在发酵堆体中二次分解。

利用铁粉与污泥作为原料制备的生物炭，能够去除污泥中存在的重金属和多氯联苯、多环芳烃、卤代烃等有机物污染物有机污染物，并能有效去除污泥发酵过程产生的臭气。

进一步，所述铁粉由含铁废料经粉碎后，经100-200目筛筛分制得；所述污泥的有机质含量为50％-80％，氮、磷重量含量不高于5％。

将铁片、铁屑、刨屑等含铁废料，经粉碎后过100-200目筛筛分，制得的铁粉具有较大的表面积和活泼的还原性。选用有机质含量为50％-80％，的污泥作为原料，能够保证所制备的生物炭具有强烈的吸附能力。氮、磷含量低于5％，既为污泥的土地利用提供肥料，又能避免氮、磷含量过高

一种生物炭的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铁粉与污泥混合；

S2、在绝氧且含有氢气的气氛下，将加入铁粉的污泥加热分解，获得零价铁污泥生物炭；

S3、将零价铁污泥生物炭加热升温后，向零价铁污泥生物炭内通入活性气体，即得生物炭；

所述活性气体为水蒸气或二氧化碳其中的一种或多种。

铁粉具有还原性，容易被氧化。在缺氧且含还原性氢气环境下将铁粉与污泥混合，可保证铁粉的还原性。将污泥加热分解后，可使得污泥热解变形。在进一步提高温度的情形下，通入活化气体(水蒸气或二氧化碳)，可形成多孔生物炭，增强了生物炭的吸附性。利用本方法制备的生物炭，不仅具备吸附性，而且具有还原性，可还原污泥中的重金属，吸附污泥中的有机污染物和污泥发酵过程中产生的臭气。

进一步，所述步骤S2具体包括：将加入铁粉的污泥加热至400℃-600℃分解，分解持续时长为2-4小时，获得零价铁污泥生物炭。

在400℃-600℃下，加入铁粉的污泥持续热解反应2-4小时，制备的零价铁污泥生物炭具有较强的吸附性。

进一步，所述步骤S3具体包括：

加热升温至750-850℃后，向零价铁污泥生物炭内通入水蒸气进行改性，即得生物炭；

将温度进一步提高后，向零价铁污泥生物炭内通入活化气体水蒸气，可使得生物炭形成多孔结构，扩大了生物炭的吸附表面积。并且，利用水蒸气作为活化气体，对环境不会造成影响。

一种利用所述方法制备的生物炭在处理污泥中的应用。

将本发明提供的生物炭应用于污泥处理中，能降低污泥毒性，清除污泥发酵产生的臭气。

一种处理污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将生物炭与待处理污泥按照质量比为1：(15-20)的比例混合均匀后进行发酵，即得达标污泥；

和/或将部分所述达标污泥、生物炭加入到新待处理的污泥中，进行污泥处理。

按照质量比1：(15-20)，将本发明提供的生物炭与待处理污泥混匀后，进行发酵。经上述方法处理后的污泥中，重金属去除率可达76.9％，有机污染物去除率可达71.4％，基本消除污泥发酵产生的臭气。

和/或将部分所述达标污泥、生物炭加入到新待处理的污泥中，由于所述达标污泥含有污泥发酵的有益菌群，能够加快污泥发酵的速度，提高污泥处理效率。

进一步，将生物炭与待处理污泥按照质量比为1：(15-20)的比例混合均匀后进行发酵，得到达标污泥；

取部分达标污泥作为熟料，以生物炭、熟料与新待处理污泥按照质量比 1:(5-15):(15：20)混合均匀后，进行再次发酵。。

达标污泥中富含污泥发酵菌群，生物炭、熟料与新待处理污泥按照质量比1:(5-15):(15：20)混合均匀后发酵，能进一步提高重金属和有机污染物去除率。

进一步，发酵的温度为50℃-65℃，发酵周期为15-20天。

将发酵温度调至50℃-65℃，发酵15-20天后，重金属去除率超过77％，有机污染物去除率超过72％。

与现有技术相比，本发明提供的一种生物炭，以铁粉和污泥为原料，铁粉可由铁片、铁屑或刨屑等铁金属制备，污泥可选市政污泥。原料获取途径多，并具有廉价、高效、环境友好等优点。利用铁粉与污泥作为原料制备的生物炭，能够去除污泥中存在的重金属和多氯联苯、多环芳烃、卤代烃等有机物污染物，并能有效去除污泥发酵过程产生的臭气。

本发明提供的生物炭的制备方法，在缺氧且含氢气环境下将铁粉与污泥混合，经加热分解后通入活性气体进行活化。这使得制备的生物炭，不仅具备吸附性，而且具有还原性，可还原污泥中的重金属，吸附污泥中的有机污染物和污泥发酵过程中产生的臭气。

本发明还提供一种利用该生物炭处理污泥的方法，将生物炭与待处理污泥按照质量比1：(15-20)混合均匀后进行发酵。经处理后的污泥，重金属去除率超过77％，有机污染物去除率超过72％，并且基本消除污泥发酵产生的臭气。

附图说明

图1为实施例1与对照例1的污泥处理效果对照图；

图2为实施例2与对照例2的污泥处理效果对照图；

图3为实施例3与对照例3的污泥处理效果对照图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种生物炭，以铁粉和污泥为原料，其中铁粉10kg，污泥2000kg。

取某机械加工厂加工铁具的普通铁屑磨成粉，过150目筛，制得铁粉；取某污水厂有机质含量为50％，氮、磷含量为1％的剩余污泥，通过造粒机制成粒径为0.5cm，表观密度为1.25g/cm³的污泥。

按照以下方法制备生物炭：

S1、将铁粉与污泥混合；

S2、在绝氧且含有氢气的气氛下，将加入铁粉的污泥加热至500℃，分解3小时，获得零价铁污泥生物炭；

S3、将零价铁污泥生物炭加热升温至800℃后，向零价铁污泥生物炭内通入水蒸气，即得生物炭；

将制得的生物炭，储存于生物炭料仓；将某污水厂待处理污泥置于剩余污泥料仓。

按照以下方法处理污泥：

生物炭料仓将生物炭添加至堆肥系统反应堆，剩余污泥料仓将待处理污泥也添加至堆肥系统反应堆，控制生物炭与待处理污泥的质量比1：20。在堆肥系统反应堆内，将生物炭和待处理污泥混合均匀后，进行发酵，通过自然通风方式向反应堆供氧。控制发酵温度为50℃，发酵周期为15天。

完成15天的发酵周期后，取部分达标污泥作为熟料，放置于熟料料仓储存。其余达标污泥通过出料设备排出。

将生物炭料仓内的生物炭、熟料料仓内的熟料和剩余污泥料仓内的新待处理污泥，按照质量比1:10:20添加至堆肥系统反应堆，通过自然通风方式向反应堆供氧，控制发酵温度为50℃，发酵周期为15天。用DTPA提取法提取测定发酵后污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态(活性重金属)含量之和为3.6mg/kg。并测定发酵后污泥中有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量之和为1.2mg/kg。

对照例1

普通生物炭，以污泥为原料，准备污泥2000kg。

按照以下方法制备普通生物炭：

S1、将污泥加热至500℃，分解3小时；

S3、加热升温至800℃后，内通入水蒸气，即得普通生物炭；

将制得的普通生物炭，储存于生物炭料仓；将某污水厂待处理污泥置于剩余污泥料仓。

按照以下方法处理污泥：

生物炭料仓将普通生物炭添加至堆肥系统反应堆，剩余污泥料仓将待处理污泥也添加至堆肥系统反应堆，控制生物炭与待处理污泥的质量比1：20。在堆肥系统反应堆内，将生物炭和待处理污泥混合均匀后，进行发酵，通过自然通风方式向反应堆供氧。控制发酵温度为50℃，发酵周期为15天。

完成15天的发酵周期后，取部分达标污泥作为熟料，放置于熟料料仓储存。其余达标污泥通过出料设备排出。

将生物炭料仓内的普通生物炭、熟料料仓内的熟料和剩余污泥料仓内的新待处理污泥，按照质量比1:10:20添加至堆肥系统反应堆，通过自然通风方式向反应堆供氧，控制发酵温度为50℃，发酵周期为15天。用DTPA提取法提取测定发酵后污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态(活性重金属) 含量之和为12.3mg/kg。并测定发酵后污泥中有机污染物—多环芳烃(PAHs) 和多氯联苯(PCBs)的含量之和为3.6mg/kg。

注：实施例1与对照例1所处理的污泥，其理化性质均相同。经测定，原污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态含量之和为15.6mg/kg，有机污染物多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量之和为4.2mg/kg。

实验结果如图1所示，A1是原污泥中重金属和有机污染物的含量值、B1是经对照例1(添加普通生物炭)处理后的污泥中重金属和有机污染物的含量值、C1是经实施例1(添加本发明提供的生物炭)处理后的污泥中重金属和有机污染物的含量值。其中，添加本发明提供的生物炭对污泥进行处理后，污泥中重金属的去除率为76.9％，有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的去除率为71.4％；添加普通生物炭对污泥进行处理后，污泥中重金属的去除率为22.2％，有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯 (PCBs)的去除率为24.3％。

实施例2

一种生物炭，以铁粉和污泥为原料，其中铁粉10kg，污泥500kg。

取某机械加工厂加工铁具的普通铁屑磨成粉，过100目筛，制得铁粉；取某污水厂有机质含量为60％，氮、磷含量为3％的剩余污泥，通过造粒机制成粒径为0.4cm，表观密度为1.13g/cm³的污泥。

按照以下方法制备生物炭：

S1、将铁粉与污泥混合；

S2、在绝氧且含有氢气的气氛下，将加入铁粉的污泥加热至400℃，分解2小时，获得零价铁污泥生物炭；

S3、将零价铁污泥生物炭加热升温至750℃后，向零价铁污泥生物炭内通入水蒸气，即得生物炭；

将制得的生物炭，储存于生物炭料仓；将某污水厂待处理污泥置于剩余污泥料仓。

按照以下方法处理污泥：

生物炭料仓将生物炭添加至堆肥系统反应堆，剩余污泥料仓将待处理污泥也添加至堆肥系统反应堆，控制生物炭与待处理污泥的质量比1：15。在堆肥系统反应堆内，将生物炭和待处理污泥混合均匀后，进行发酵，通过自然通风方式向反应堆供氧。控制发酵温度为60℃，发酵周期为17天。

完成17天的发酵周期后，取部分达标污泥作为熟料，放置于熟料料仓储存。其余达标污泥通过出料设备排出。

将生物炭料仓内的生物炭、熟料料仓内的熟料和剩余污泥料仓内的新待处理污泥，按照质量比1:5:15添加至堆肥系统反应堆，通过自然通风方式向反应堆供氧，控制发酵温度为60℃，发酵周期为17天。用DTPA提取法提取测定发酵后污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态(活性重金属)含量之和为3.7mg/kg。并测定发酵后污泥中有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量之和为1.4mg/kg。

对照例2

普通生物炭，以污泥为原料，准备污泥500kg。

按照以下方法制备普通生物炭：

S1、将污泥加热至400℃，分解2小时；

S3、加热升温至750℃后，内通入水蒸气，即得普通生物炭；

将制得的普通生物炭，储存于生物炭料仓；将某污水厂待处理污泥置于剩余污泥料仓。

按照以下方法处理污泥：

生物炭料仓将普通生物炭添加至堆肥系统反应堆，剩余污泥料仓将待处理污泥也添加至堆肥系统反应堆，控制生物炭与待处理污泥的质量比1：15。在堆肥系统反应堆内，将生物炭和待处理污泥混合均匀后，进行发酵，通过自然通风方式向反应堆供氧。控制发酵温度为60℃，发酵周期为17天。

完成17天的发酵周期后，取部分达标污泥作为熟料，放置于熟料料仓储存。其余达标污泥通过出料设备排出。

将生物炭料仓内的普通生物炭、熟料料仓内的熟料和剩余污泥料仓内的新待处理污泥，按照质量比1:5:15添加至堆肥系统反应堆，通过自然通风方式向反应堆供氧，控制发酵温度为60℃，发酵周期为17天。用DTPA提取法提取测定发酵后污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态(活性重金属)含量之和为13.6mg/kg。并测定发酵后污泥中有机污染物—多环芳烃(PAHs) 和多氯联苯(PCBs)的含量之和为4.6mg/kg。

注：实施例2与对照例2所处理的污泥，其理化性质均相同。经测定，原污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态含量之和为17.2mg/kg，有机污染物多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量之和为5.4mg/kg。

实验结果如图2所示，A2是原污泥中重金属和有机污染物的含量值、 B2是经对照例2(添加普通生物炭)处理后的污泥中重金属和有机污染物的含量值、C2是经实施例2(添加本发明提供的生物炭)处理后的污泥中重金属和有机污染物的含量值。其中，添加本发明提供的生物炭对污泥进行处理后，污泥中重金属的去除率为78.5％，有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的去除率为74.1％；添加普通生物炭对污泥进行处理后，污泥中重金属的去除率为20.9％，有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯 (PCBs)的去除率为14.8％。

实施例3

一种生物炭，以铁粉和污泥为原料，其中铁粉10kg，污泥1000kg。

取某机械加工厂加工铁具的普通铁屑磨成粉，过200目筛，制得铁粉；取某污水厂有机质含量为80％，氮、磷含量为5％的剩余污泥，通过造粒机制成粒径为0.6cm，表观密度为1.31g/cm³的污泥。

按照以下方法制备生物炭：

S1、将铁粉与污泥混合；

S2、在绝氧且含有氢气的气氛下，将加入铁粉的污泥加热至600℃，分解4小时，获得零价铁污泥生物炭；

S3、将零价铁污泥生物炭加热升温至850℃后，向零价铁污泥生物炭内通入水蒸气，即得生物炭；

将制得的生物炭，储存于生物炭料仓；将某污水厂待处理污泥置于剩余污泥料仓。

按照以下方法处理污泥：

生物炭料仓将生物炭添加至堆肥系统反应堆，剩余污泥料仓将待处理污泥也添加至堆肥系统反应堆，控制生物炭与待处理污泥的质量比1：17。在堆肥系统反应堆内，将生物炭和待处理污泥混合均匀后，进行发酵，通过自然通风方式向反应堆供氧。控制发酵温度为65℃，发酵周期为20天。

完成17天的发酵周期后，取部分达标污泥作为熟料，放置于熟料料仓储存。其余达标污泥通过出料设备排出。

将生物炭料仓内的生物炭、熟料料仓内的熟料和剩余污泥料仓内的新待处理污泥，按照质量比1:15:17添加至堆肥系统反应堆，通过自然通风方式向反应堆供氧，控制发酵温度为65℃，发酵周期为20天。用DTPA提取法提取测定发酵后污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态(活性重金属)含量之和为3.4mg/kg。并测定发酵后污泥中有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量之和为1.2mg/kg。

对照例3

普通生物炭，以污泥为原料，准备污泥1000kg。

按照以下方法制备普通生物炭：

S1、将污泥加热至600℃，分解4小时；

S3、加热升温至850℃后，内通入水蒸气，即得普通生物炭；

将制得的普通生物炭，储存于生物炭料仓；将某污水厂待处理污泥置于剩余污泥料仓。

按照以下方法处理污泥：

生物炭料仓将普通生物炭添加至堆肥系统反应堆，剩余污泥料仓将待处理污泥也添加至堆肥系统反应堆，控制生物炭与待处理污泥的质量比1：17。在堆肥系统反应堆内，将生物炭和待处理污泥混合均匀后，进行发酵，通过自然通风方式向反应堆供氧。控制发酵温度为65℃，发酵周期为20天。

完成20天的发酵周期后，取部分达标污泥作为熟料，放置于熟料料仓储存。其余达标污泥通过出料设备排出。

将生物炭料仓内的普通生物炭、熟料料仓内的熟料和剩余污泥料仓内的新待处理污泥，按照质量比1:15:17添加至堆肥系统反应堆，通过自然通风方式向反应堆供氧，控制发酵温度为65℃，发酵周期为20天。用DTPA提取法提取测定发酵后污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态(活性重金属) 含量之和为11.4mg/kg。并测定发酵后污泥中有机污染物—多环芳烃(PAHs) 和多氯联苯(PCBs)的含量之和为3.8mg/kg。

注：实施例3与对照例3所处理的污泥，其理化性质均相同。经测定，原污泥中重金属As、Cu、Ni、Pb有效态含量之和为14.9mg/kg，有机污染物多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量之和为4.5mg/kg。

实验结果如图3所示，A3是原污泥中重金属和有机污染物的含量值、 B3是经对照例3(添加普通生物炭)处理后的污泥中重金属和有机污染物的含量值、C3是经实施例3(添加本发明提供的生物炭)处理后的污泥中重金属和有机污染物的含量值。其中，添加本发明提供的生物炭对污泥进行处理后，污泥中重金属的去除率为77.2％，有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的去除率为73.3％；添加普通生物炭对污泥进行处理后，污泥中重金属的去除率为23.5％，有机污染物—多环芳烃(PAHs)和多氯联苯 (PCBs)的去除率为15.6％。

因此，利用本发明提供的制备方法制备的生物炭对污泥进行处理时，能够有效去除污泥中存在的重金属和多氯联苯、多环芳烃、卤代烃等有机物污染物有机污染物。

此外，本发明制备生物炭的原料，来源于城市污泥和废铁。原料来源广泛、价格便宜。并且，以上述原料制备生物炭，能够以废治废，变废为宝。本发明制备的生物炭，具有多孔、疏松、比表面积大和吸附能力强等特性。当其应用于污泥处理时，能提高堆肥通风供氧效果，缩短污泥发酵周期，改善发酵的效果。并且，利用生物炭的吸附作用和零价铁粉的还原作用，能够减少甚至消除污泥在发酵过程所生成的臭气的排放，改善周围的卫生环境。最后，本发明提供的生物炭能够在后续的土地利用过程中持续发挥10年以上的作用，持续改善土壤结构。

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