申请日2012.05.21
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C09K17/40; C09K109/00; C09K101/00
摘要
本发明涉及一种利用水解干化污泥制备盐碱地土壤改良剂的方法，该土壤改良剂由包括如下重量份数的原料进行堆置干燥处理得到，原料及原料的重量份数为：水解干化污泥100份、枯叶10-20份、河沙15-30份、风化煤5-20份，其中水解干化污泥通过如下方法制备得到：取生活污水处理厂活性污泥250份，向其中加入5-25份石灰粉作为水解催化剂，在温度90-180℃进行水解反应2-10小时，水解反应产物经板框压滤获得水解干化污泥100份。本发明盐碱地土壤改良剂，能够适应一般pH小于10，电导率小于6.0mS/cm的盐碱土壤的改良，使之经过一到两个种植周期达到绿化土壤要求。
权利要求书
1.一种利用水解干化污泥制备的盐碱地土壤改良剂，其特征在于：该土壤改良剂由包括 如下重量份数的原料进行堆置干燥处理得到，原料及原料的重量份数为：水解干化污泥100 份、枯叶10-20份、河沙15-30份、风化煤5-20份，其中水解干化污泥通过如下方法制备得 到：取生活污水处理厂活性污泥250份，向其中加入5-25份石灰粉作为水解催化剂，在温度 90-180℃进行水解反应2-10小时，水解反应产物经板框压滤获得水解干化污泥100份，上述 份数均为重量份数。
2.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于：所述的土壤改良剂所用的原 料及原料的重量份数为：水解干化污泥100份、枯叶14-18份、河沙18-25份、风化煤12-15 份。
3.根据权利要求1或2所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于：所述的水解干化污泥通 过如下方法制备得到：向生活污水处理厂活性污泥250份中加入7-12份石灰粉作为水解催化 剂，在温度115-125℃进行水解反应3-6小时，水解反应产物经板框压滤获得水解干化污泥100 份，上述份数均为重量份数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于：所述的枯叶包括树 木当年的枯黄落叶，陈年腐叶，松针、椰糠残体材料中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于：所述生活污水处理 厂活性污泥可以用富营养性的河流、湖泊底泥代替。
6.一种利用水解干化污泥制备盐碱地土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
1)向生活污水处理厂活性污泥250份中，加入5-25份石灰粉作为水解催化剂，在温度 90-180℃进行水解反应2-10小时，水解反应产物经板框压滤至水解干化污泥100份;
2)取步骤1)所得的水解干化污泥100份、枯叶10-20份、河沙15-30份，风化煤5-20份 搅拌，充分混合均匀后进行堆置干燥;
3)堆置干燥以含水率降低至30%-50%为标准，期间进行翻堆;
4)将步骤3)产物进行粗机械粉碎，产出的物料即为盐碱地土壤改良剂;
上述方法中所涉及的份数均为重量份数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的土壤改良剂所用的原料及原料的重 量份数为：水解干化污泥100份、枯叶14-18份、河沙18-25份、风化煤12-15份。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述的水解干化污泥通过如下方法制 备得到：向生活污水处理厂活性污泥250份，加入7-12份石灰粉作为水解催化剂，在温度 115-125℃进行水解反应3-6小时，水解反应产物经板框压滤获得水解干化污泥100份，上述 份数均为重量份数。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述的枯叶包括树木当年的枯黄落叶， 陈年腐叶，松针、椰糠残体材料中的一种或两种以上的混合物。
10.权利要求1-5所述的盐碱地土壤改良剂的应用，其特征在于：该土壤改良剂适合pH 小于10，电导率小于6.0mS/cm的盐碱土壤的改良。
说明书
一种利用水解干化污泥制备盐碱地土壤改良剂的方法
技术领域
本发明涉及一种盐碱地土壤改良剂，特别涉及一种利用水解干化污泥制备的盐碱地土壤 改良剂及其制备方法。
背景技术
盐碱土是盐化或碱化形成的一类土壤，包括盐土、碱土及各种盐碱化土壤。在干旱和半 干旱地区，底层土和地下水中所含的盐分，由于地面蒸发作用，随着土壤毛细管作用使所含 盐分的水上升到地表层，水分蒸发后，使盐分留在土壤表层，聚积而形成盐碱地。滨海地区 由于常驻海水侵渍，盐碱地分布较广，盐分含量高，土壤表层或土体中积聚过多的可溶性盐 类。盐碱地地表土壤多干燥，呈白色，甚至形成盐结皮，板结龟裂，矿化度高，腐蚀性强， 可破坏植物细胞组织，阻碍植物生长，高盐碱度土壤甚至可直接使植物根系腐烂导致植株死 亡。
近年来由于沿海地区经济高速发展的需要，部分盐碱地正大力开发，因此对盐碱地土壤 的改良也越来越得到人们的重视。有研究表明石膏、脱硫石膏、亚硫酸钙等低溶解性钙盐具 有显著的盐碱地土壤改良作用，施入后能够有效促进植株的生长，降低土壤pH和钠钾离子 含量。但是现在的这些方法都是以大量消耗自然资源，摄取自然物质或经过了自然加工制造 而成的，无法满足环境保护和循环经济的要求，因此寻找一种利用废弃物或回收资源进行盐 碱地改良的技术方法是该领域急需突破的关键所在。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用水解干化污泥制备的盐碱地土壤改 良剂及其制备方法。
本发明采用的技术方案为：
本发明涉及一种利用水解干化污泥制备的盐碱地土壤改良剂，该土壤改良剂由包括如下 重量份数的原料进行堆置干燥处理得到，所述原料及原料的重量份数为：水解干化污泥100 份、枯叶10-20份、河沙15-30份、风化煤5-20份，其中水解干化污泥通过如下方法制备得 到：取生活污水处理厂活性污泥250份，向其中加入5-25份石灰粉作为水解催化剂，在温度 90-180℃进行水解反应2-10小时，水解反应产物经板框压滤获得水解干化污泥100份。
优选地，所述的土壤改良剂所用的原料及原料的重量份数为：水解干化污泥100份、枯 叶14-18份、河沙18-25份、风化煤12-15份。
优选地，所述的水解干化污泥通过如下方法制备得到：向生活污水处理厂活性污泥250 份中加入7-12份石灰粉作为水解催化剂，在温度115-125℃进行水解反应3-6小时，水解反 应产物经板框压滤获得水解干化污泥100份，上述份数均为重量份数。
优选地，所述的枯叶包括树木当年的枯黄落叶，陈年腐叶，松针、椰糠残体材料中的一 种或两种以上的混合物。
本发明还提供了一种利用水解干化污泥制备盐碱地土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
1)向生活污水处理厂活性污泥250份中，加入5-25份(更优选为7-12份)石灰粉作为 水解催化剂，在温度90-180℃(更优选为115-125℃)进行水解反应2-10小时(更优选为3-6 小时)，水解反应产物经板框压滤至水解干化污泥100份;
2)取步骤1)所得的水解干化污泥100份、枯叶10-20份(更优选为14-18份)、河沙15-30 份(更优选为18-25份)，风化煤5-20份(更优选为12-15份)搅拌，充分混合均匀后进行堆 置干燥;
3)堆置干燥以含水率降低至30%-50%为标准，期间进行翻堆;
4)将步骤3)产物进行粗机械粉碎，产出的物料即为盐碱地土壤改良剂。
上述方法中所涉及的份数均为重量份数。
优选地，上述方法中，所述的枯叶包括树木当年的枯黄落叶，陈年腐叶，松针、椰糠残 体材料中的一种或两种以上的混合物。
选用的生活污水处理厂活性污泥可以用富营养性的河流、湖泊底泥代替，但不宜选用工 业污泥。
选用的河沙为一般材料，可农用亦可建筑行业使用，但不宜选用海沙。
本发明方法中选用的搅拌、翻堆方法可以采取人工方式或机械方式，粗粉碎一般使用机 械粉碎的方式。
本发明还提供了上述盐碱地土壤改良剂的应用，以pH表示其酸碱性，以电导率反应其 含盐量，该土壤改良剂适合pH小于10，电导率小于6.0mS/cm的盐碱土壤的改良。
目前，制备其他种类盐碱地土壤改良剂产品所使用的化工原料的价格日益升高，优质石 膏价格已高达近400元/吨，亚硫酸钙等更高达1000元/吨。但本发明所使用的主要原料水解 干化污泥吨成本不足50元(市售)，枯叶更是一种免费的生物资源，河沙作为一种常见的建 筑材料其价格亦不足50元/吨，风化煤售价较高为250元/吨左右，但其用量很少，综合计算 本发明制备的盐碱地改良剂，其每吨成本不足100元，要远远低于其他市场常见钙盐类土壤 改良剂。
本发明所具有的有益效果：
本发明充分利用活性污泥热碱水解所得水解干化污泥、枯枝枯叶等废弃材料，制成盐碱 地土壤改良剂，能够适应一般pH小于10，电导率小于6.0mS/cm的盐碱土壤的改良，使之 经过一到两个种植周期达到绿化土壤要求。
本发明盐碱地土壤改良剂由污水处理厂活性污泥经水解后再进行板框压滤所得滤渣，即 水解干化污泥制成，含有微生物细胞破碎后流出的大量微生物糖类、蛋白质等有机成分，可 在不引入外源菌种的条件下有效降低盐碱地盐碱危害，还可增加土壤中的养分，易分解，容 易被作物吸收利用。还能够固化土壤重金属，其含有的大量低分子蛋白和氨基酸成分能够作 为螯合剂与重金属离子结合，改善土壤质量。同时，其丰富的有机物能够促进土壤形成团粒 结构，形成较大的空隙，促进水分渗透，盐分溶解，防治土壤板结，提高植物抗病抗逆能力 和成活率。
本发明盐碱地土壤改良剂中，由水解干化污泥提供了用以进行盐分置换的钙盐成分、常 规土壤性成分以及由活性污泥水解过程中所产生的微生物蛋白、微生物糖类等有机质成分; 枯叶组分为改良剂提供了充分的未完全消化的有机质成分，为本发明改良剂进入盐碱地土壤 环境后的进一步消化分解提供了充分的物质条件;河沙用以调节改良剂的通气性能，使之进 入盐碱地系统后能够起到加速排水排盐的作用;风化煤组分中含有丰富的腐植酸，一方面可 作为调酸剂对盐碱地土壤进行酸碱度的调节，一方面可以作为加速枯叶消化分解的催化剂， 加速自然环境对枯叶有机质的消化作用，使本发明改良剂能够在使用后快速的引起响应。几 种物料综合使用，功能互补，使其功能达到最大效果。
本发明利用活性污泥经热碱水解后所得的土壤性水解干化污泥，替代了化工原料钙盐的 添加，相比常规的方式更加安全、环保，并且持久性极强，是一项利国利民的优良技术。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
实施例1
一种利用水解干化污泥制备盐碱地土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
1).向生活污水处理厂活性污泥250份，加入15份石灰粉作为水解催化剂，在温度110-120℃ 进行水解反应5小时，水解反应产物经板框压滤至水解干化污泥100份;
2).将步骤1)所得的水解干化污泥100份、枯叶15份、河沙20份，风化煤10份，充分 混合均匀后进行堆置干燥;
3).堆置干燥以含水率降低至35%为标准，期间进行翻堆;
4).将步骤3)产物进行粗机械粉碎，产出的物料即为盐碱地土壤改良剂。
实施例2
试验用土为天津滨海新区盐碱地土壤，施用实施例1制得的盐碱地土壤改良剂对其进行 改良，并与现有技术中石膏-粉煤灰土壤改良剂进行盐碱地改良效果比较。
选取面积为6平方米盐碱化土地，平均分成三份，分别为：
地块1(不加改良剂空白组)，
地块2(添加本发明改良剂组)，
地块3(添加石膏-粉煤灰改良剂组)，
试验地(地块1、地块2、地块3)原始土壤pH为8.60，电导率为4.6mS/cm，改良剂添 加量(体积)均为表层土壤体积的30%，选取生菜作为试验植物进行土壤改良种植试验。
50天种植周期后，分别对三个地块的土壤理化性质和植物生理参数进行分析，得到地块 1(不加改良剂空白组)pH为8.35，电导率为5.2mS/cm，植物出芽率21%，地上部平均鲜重 为0.3克/株;地块2(添加本发明改良剂组)pH为7.60，电导率为3.6mS/cm，植物出芽率 80%，地上部平均鲜重为9.4克/株;地块3(添加石膏-粉煤灰改良剂组)pH为8.10，电导率 为4.5mS/cm，植物出芽率为60%，地上部平均鲜重为6.2克/株。
具体实施结果表明，本发明土壤改良剂效果显著，与传统钙盐类土壤改良剂相比具有更 好的盐碱地改良效果，且成本较低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限 制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍 属于本发明的技术方案的范围内。
