[發(fā)明專利]一種生物炭生物腐植酸復(fù)合土壤改良劑的制備方法

在審

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• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107033918A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振;馬坤鵬;王利利;王曉彬
• 申請（專利權(quán)）人: 亳州市恒順生態(tài)科技有限公司
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤改良劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生物炭生物腐植酸復(fù)合土壤改良劑的制備方法。

背景技術(shù)

隨著工商業(yè)的發(fā)展，人口的增加，由人類活動(dòng)導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境惡化問題愈加嚴(yán)重，其中，土壤重金屬污染問題尤為突出。土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)使土壤中重金屬含量明顯高于其自然狀態(tài)的含量，并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。重金屬在土壤中以不同的化學(xué)形態(tài)存在，能在土壤中積累、遷移，并富集在作物上，直接或間接地影響了人類健康。由此可見，土壤重金屬污染已成為亟待解決的主要問題。

生物有機(jī)質(zhì)可以吸附和固定土壤中重金屬離子，低土壤中重金屬的有效性。其中水溶性腐植酸是用于治理重金屬污染土壤的主要有機(jī)質(zhì)之一，它能與土壤重金屬離子螯合鎘在土壤中的活性。但是市面上的腐植酸多由礦物成分制成，礦化程度高，不容易溶于水，利用甘蔗渣進(jìn)行發(fā)酵制備成生物腐植酸，可以使甘蔗渣廢棄物得到有效地利用。生物炭是富碳有機(jī)質(zhì)的生物質(zhì)在一定溫度下(300 -700 ℃) ，在無氧或缺氧條件下通過熱處理得到的固體殘留物，具有富含碳素、多孔結(jié)構(gòu)、高度芳香化、較為穩(wěn)定等特點(diǎn)，能有效的改良土壤結(jié)構(gòu)、保持水分和養(yǎng)分、固定碳素和修復(fù)土壤等，并且在控制溫室氣體排放、有機(jī)廢棄物資源利用、修復(fù)受污染的水體等方面均可以發(fā)揮重要作用。為了更好的解決重金屬污染土壤的修復(fù)問題，需要對生物腐植酸以及生物炭的制備工藝進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，以滿足低碳環(huán)保、高效、以廢治廢的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種生物炭生物腐植酸復(fù)合土壤改良劑的制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種生物炭生物腐植酸復(fù)合土壤改良劑的制備方法，包括以下具體步驟：

（1）將污水廠剩余污泥放置在室外進(jìn)行風(fēng)干，然后過100目篩待用；將碎茶渣放入烘箱中以70-80℃干燥2-3小時(shí)，冷卻后取出，過100目篩待用；

（2）將干燥后的污水廠剩余污泥與碎茶渣放入坩堝中，混合均勻后送入馬弗爐中，緩慢加熱至300-350℃，熱解100-120分鐘，冷卻至室溫后取出得生物炭；

（3）將甘蔗渣用粉碎機(jī)粉碎，過35-40目篩后放入混料機(jī)中，加入甘蔗渣質(zhì)量2-3%的尿素、適量水，控制混合料的含水量為50-55%，攪拌均與后繼續(xù)加入甘蔗渣質(zhì)量5-7%的復(fù)合菌種，以400-500轉(zhuǎn)/分的速度室溫下充分?jǐn)嚢?0-40分鐘；

（4）將步驟（3）攪拌后的混合物料置入發(fā)酵槽中進(jìn)行發(fā)酵，控制溫度在28-30℃恒溫發(fā)酵20-25天，結(jié)束發(fā)酵，最后將發(fā)酵產(chǎn)物放入低溫真空干燥箱中以3-5℃進(jìn)行干燥，粉碎，過100目篩，得到生物腐植酸；

（5）將步驟（2）得到的生物炭與步驟（4）得到的生物腐植酸常溫下混合均勻，即可。

一種生物炭生物腐植酸復(fù)合土壤改良劑的制備方法，步驟（1）所述的污水廠剩余污泥風(fēng)干后的含水率為7-8%，碎茶渣烘干后的含水率為4-5%。

一種生物炭生物腐植酸復(fù)合土壤改良劑的制備方法，所述的一種生物炭生物腐植酸復(fù)合土壤改良劑的制備方法，步驟（2）所述的干燥后的污水廠剩余污泥、干燥后的碎茶渣與步驟（3）所述的甘蔗渣的質(zhì)量配比為3:7:10。

一種生物炭生物腐植酸復(fù)合土壤改良劑的制備方法，步驟（3）所述的所述的復(fù)合菌種是指木霉、鏈霉菌、地衣芽孢桿菌、酵母菌的混合菌種，且有效活菌總數(shù)≥100億/g。

木霉、鏈霉菌、地衣芽孢桿菌、酵母菌，添加量分別占復(fù)合菌種有效活菌總數(shù)的10-30%、5-15%、40-60%、5-10%。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明通過碎茶渣與污水廠剩余污泥進(jìn)行熱解成炭，通過科學(xué)合理的成分配比，提高了有機(jī)質(zhì)的含量，通過熱解，混合物中部分成分變?yōu)榛曳?，碎茶渣部分纖維素在熱解過程中鏈狀大分子之間的橫向結(jié)合被破壞，膠束之間及膠束內(nèi)部的空隙增加，形成表面空隙結(jié)構(gòu)較發(fā)達(dá)的生物炭，通過合理調(diào)整熱解停留時(shí)間，避免對形成的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，從而提高了產(chǎn)物的吸附能力。

本發(fā)明利用木霉、鏈霉菌、地衣芽孢桿菌與酵母菌的復(fù)配，對甘蔗渣中的木質(zhì)素、纖維素具有較強(qiáng)的分解能力，成為復(fù)合菌種生長碳源，通過恒溫發(fā)酵，得到富含黃腐酸、大量活體益生菌群、有機(jī)質(zhì)、氨基酸的生物腐殖酸。

本發(fā)明通過一系列的工藝步驟將生物炭與生物腐殖酸復(fù)配制成土壤改良劑，具有一定的水溶性，可以沉淀和吸附土壤中的重金屬離子，通過離子交換達(dá)到土壤改良的效果，本發(fā)明成本低廉，采用廢棄物為主要原料，以廢治廢，工藝便于控制，制成的產(chǎn)品生物活性高，不會(huì)對環(huán)境造成二次污染，值得推廣。

具體實(shí)施方式