[發明專利]一種生物類改性膨潤土的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202011107197.0
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112250519A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 孫建騰;周海軍;吳曉冰;劉心怡;何振賢;梁均生;陳梅芹;鄧輔財;魏孜
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C05G3/80
• 分類號: C05G3/80
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明涉及資源利用與環境保護技術領域，公開了一種生物類改性膨潤土的制備方法；還公開了生物類改性膨潤土；還公開了生物類改性膨潤土在土壤治理和修復領域的應用。本發明利用堿性農業廢棄物與廚余垃圾和生活廢水混合發酵，既可將農業廢棄物、廚余垃圾和生活廢水發酵轉變為豐富的土壤肥料，又得到了酸性發酵水，可利用酸性發酵水對膨潤土進行初步的酸改性，又利用發酵固體物中的生物表面活性劑代替傳統的化學表面活性劑對膨潤土進行進一步的改性，進一步實現了對環境的友好性，利用超聲波進一步促進發酵固體物與膨潤土反應，利用發酵固體物中的有機物將膨潤土有機化，進一步提高膨潤土的性質、功能和使用價值。

技術領域

本發明涉及資源利用與環境保護技術領域，具體涉及一種生物類改性膨潤土的制備方法及其應用。

背景技術

膨潤土具有良好的膨脹性、吸附性、陽離子交換性能和較大的內外比表面積，同時能夠和許多客體物質進行層間復合或插入反應，所以被廣泛應用于化工、石油、食品、交通、醫藥、能源、軍工和環保等行業，被稱作萬能材料。為了滿足這些行業，提高膨潤土的使用效率，對膨潤土進行改性是非常必要的。膨潤土的改性通常是用物理、化學、機械等方法對表面進行處理操作，根據應用需要有目的性地改變礦物表面的物理性質和化學性質，來滿足在不同技術和領域中的應用，進而提高膨潤土的性質、功能及其使用價值。

隨著科學的進步，農業施肥技術越來越趨于合理，但是化肥的大量使用導致土壤板結問題也越來越嚴重，土壤水質下降，化學和重金屬等污染物日趨嚴重，導致土壤肥料利用率降低，土壤生產率下降，對農產品和環境造成了不同程度的污染，不利于農業的可持續發展。大量研究和實踐顯示膨潤土施入土壤后，能吸水膨張，改變土壤中的固體、液體、氣體的比例，可使土壤結構疏松，改善土壤板結的情況，又不污染土壤環境。生物類改性膨潤土相比化學方法改性膨潤土而言，具有環境友好型、生物可降解性、低毒和農業廢物資源回收利用等優點。因此，發明人發明了一種生物類改性膨潤土的制備方法及其應用。

發明內容

基于以上問題，本發明提供一種生物類改性膨潤土的制備方法及其應用，本發明利用農業廢棄物和生活垃圾廢棄物，既利用酸改性法對膨潤土進行改性，又利用生物改性法對膨潤土進行改性，改性后的膨潤土具有更好的土壤改善性能。

為解決以上技術問題，本發明提供了一種生物類改性膨潤土的制備方法，包括如下步驟：

S1：將柑橘皮、大豆秸稈、番茄秸稈、廚余垃圾和生活廢水混合發酵，發酵前向上述混合發酵物中加入醋酸和酵母菌，醋酸的添加質量分數為8％～10％，酵母菌的添加質量分數為12％～16％，混勻，于25～28℃溫度條件下發酵4～7天；

S2：擠壓過濾經步驟S1處理之后的發酵物，從而將發酵物分離成發酵水和發酵固體物：

S3：將步驟S2中的發酵固體物于20～25℃條件下烘干后壓碎磨細，備用；

S4：向步驟S2中的發酵水中加入膨潤土，膨潤土的加入量以發酵水沒過膨潤土4～7cm為宜，于70℃條件下攪拌活化8～12h，隨后過濾，取固體物，于100℃條件下烘干，粉碎成粉末狀；

S5：將經步驟S3處理之后的發酵固體物與經步驟S4處理之后的膨潤土混勻得膨潤土發酵物混合物，向膨潤土發酵物混合物中加入去離子水，邊加入去離子水邊攪拌，去離子水的加入量以水混合物的濁度達到2000～3000NTU為宜，隨后于28℃條件下攪拌反應4h，抽濾，于20～25℃條件下烘干后壓碎磨細即可。

進一步的，步驟S1中柑橘皮、大豆秸稈、番茄秸稈的質量比為1:1:1，柑橘皮、大豆秸稈和番茄秸稈的混合物與廚余垃圾的質量比為1:2～1:4，生活廢水的加入量以剛好淹沒柑橘皮、大豆秸稈、番茄秸稈和廚余垃圾的混合物為宜。

進一步的，步驟S5在反應過程中，每間隔20min使用超聲波處理30min，超聲波施加過程中施加60～75W的輸出電壓。