申请日2019.09.25
公开(公告)日2019.12.10
IPC分类号C09K17/40; C05G3/04; C09K101/00
摘要
本发明公开一种添加料，所述添加料按重量份数包括以下组分制成：腐殖土40~60份、凝灰岩8~12份、磷石膏5~15份、铁粉15~25份、铝粉5~15份。本发明还公开了一种土壤改良剂及其制备方法。本发明利用城市生活垃圾渗滤液制备的土壤改良剂不仅可以消除渗滤液中重金属和有机污染物对土壤带来的负面作用，同时可以安全利用渗滤液中的铵、磷盐。本发明通过在制备过程中形成有机亚铁，提高待调节土壤中生物可利用性铁的含量。本发明也为城市生活垃圾渗滤液的无害化处置和资源化利用提供了新的思路。
权利要求书
1.一种添加料，其特征在于，所述添加料按重量份数包括以下组分制成：腐殖土40~60份、凝灰岩8~12份、磷石膏5~15份、铁粉15~25份、铝粉5~15份。
2.权利要求1所述的添加料在制备土壤改良剂中的应用。
3.一种土壤改良剂，其特征在于，所述土壤改良剂包括权利要求1所述的添加料和城市生活垃圾渗滤液。
4.根据权利要求3所述的土壤改良剂，其特征在于，所述土壤改良剂包括添加料和城市生活垃圾渗滤液，其固液比30~60:100mg/mL。
5.一种利用城市生活垃圾渗滤液制备土壤改良剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照重量份数分别称取腐殖土40~60份、凝灰岩8~12份、磷石膏5~15份、铁粉15~25份、铝粉5~15份;
2)然后将对应质量的腐殖土、凝灰岩、磷石膏、铁粉、铝粉混合，搅拌均匀，得渗滤液预添加料;
3)分别称取渗滤液预添加料和城市生活垃圾渗滤液，然后将渗滤液预添加料和城市生活垃圾渗滤液倒入反应槽中混合，得到混合浆体;
4)对混合浆体进行低温等离子体照射，启动低温等离子体照射的高压电源输出电压为30~90KV;
5)在低温等离子体照射的同时对反应槽中的混合浆体持续进行搅拌和通入氧气，搅拌速率为60~120rpm，2~6小时后停止低温等离子体照射、搅拌和曝气，得等离子处置浆体;
6)将等离子处置浆体从反应槽中取出，风干，磨粉，得一种利用城市生活垃圾渗滤液制备的土壤改良剂。
6.根据权利要求5所述的制备土壤改良剂的方法，其特征在于，所述步骤2)中的渗滤液预添加料和城市生活垃圾渗滤液固液比30~60:100mg/mL。
7.根据权利要求5所述的制备土壤改良剂的方法，其特征在于，所述步骤5)氧气输出流量为60~180L/min。
说明书
一种利用城市生活垃圾渗滤液制备土壤改良剂的方法
技术领域
本发明涉及城市生活垃圾渗滤液资源化利用领域，具体涉及一种农用地土壤铁补充剂及其制备方法。
背景技术
城市生活垃圾渗滤液是指城市生活废弃物在填埋(或堆放)过程中受挤压、微生物厌氧发酵以及雨淋降水影响而产生的一种含有高浓度有机物且成份复杂的废液。城市生活垃圾渗滤液中含有大量的有毒有害物质，如处理不当直接排放会污染周边的土壤和水体，对周边生态环境造成不可逆的破坏。
目前，对于城市生活垃圾渗滤液处置技术主要包括吸附法、絮凝沉淀法、吹脱-气提法、高级氧化法、膜处理法、微生物处理法、土地处理技术等。具体而言，吸附法和絮凝沉淀法主要存在对吸附剂和絮凝剂特性及用量依赖度大、处置过程产生的固废量大且需要深度处置、固液分离过程中易产生二次污染等问题。吹脱-气提法虽然可以一定程度上减少城市生活垃圾渗滤液体积，但是处置过程能耗较高，处置后产生的废液浓度更高，处置难度更大。高级氧化法主要包括：电催化氧化法、光催化氧化法、湿法催化氧化法以及臭氧法等。目前，高级氧化法存在使用方法单一、处置效率低、工况运行不稳定、技术兼容性差等问题。应用膜处理技术处置城市生活垃圾渗滤液则存在滤膜易破损、堵塞和滤膜重金属截留效果差等问题。生物处理技术不适用于成分复杂的城市生活垃圾渗滤液，高浓度有机废物和重金属离子不仅抑制微生物生长且会使得活性淤泥中吸附重金属和部分难分解有机物，从而使得后期淤泥处置成本显著提高。土地处理技术则存在出水水质无法达标、管道堵塞、后期设备维护成本高等问题。总体而言，这些处置技术主要针对城市生活垃圾渗滤液无害化处置，不仅处置效果差，存在许多问题，且没有从分利用渗滤液中存在的高浓度氨氮、磷盐、有机酸等物质。目前存在少量关于从城市生活垃圾渗滤液中回氨氮和腐殖酸的报道，但这些报道均存在回收效率低、重金属污染、有机污染物掺杂等问题。
因此，综合上述内容，研发一种可以既可以解决城市生活垃圾渗滤液带来的坏境污染又可以充分利用渗滤液中存在的其它有益成份的技术或方法是解决上述诸多问题的关键。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种添加料及其应用。
本发明还要解决的技术问题是提供了一种土壤改良剂。
本发明最后要解决的技术问题是提供了一种利用城市生活垃圾渗滤液制备土壤改良剂的方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采取了如下的技术方案：一种添加料，所述添加料按重量份数包括以下组分制成：腐殖土40～60份、凝灰岩8～12份、磷石膏5～15份、铁粉15～25份、铝粉5～15份。
本发明内容还包括所述的添加料在制备土壤改良剂中的应用。
本发明内容还包括一种土壤改良剂，所述土壤改良剂包括所述的添加料和城市生活垃圾渗滤液。
其中，所述土壤改良剂包括添加料和城市生活垃圾渗滤液，其固液比30～60∶100mg/mL。
本发明内容还包括一种利用城市生活垃圾渗滤液制备土壤改良剂的方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数分别称取腐殖土40～60份、凝灰岩8～12份、磷石膏5～15份、铁粉15～25份、铝粉5～15份;
2)然后将对应质量的腐殖土、凝灰岩、磷石膏、铁粉、铝粉混合，搅拌均匀，得渗滤液预添加料;
3)分别称取渗滤液预添加料和城市生活垃圾渗滤液，然后将渗滤液预添加料和城市生活垃圾渗滤液倒入反应槽中混合，得到混合浆体;
4)对混合浆体进行低温等离子体照射，启动低温等离子体照射的高压电源输出电压为30～90KV;
5)在低温等离子体照射的同时对反应槽中的混合浆体持续进行搅拌和通入氧气，搅拌速率为60～120rpm，2～6小时后停止低温等离子体照射、搅拌和曝气，得等离子处置浆体;
6)将等离子处置浆体从反应槽中取出，风干，磨粉，得一种利用城市生活垃圾渗滤液制备的土壤改良剂。
其中，所述步骤2)中的渗滤液预添加料和城市生活垃圾渗滤液固液比30～60∶100mg/mL。
其中，所述步骤5)氧气输出流量为60～180L/min。
本发明的工作原理：低温等离子体处理技术通过在正负极加载高电压实现将活化能量注入介质从而引发复杂的物化过程，产生大量活性物质并伴随紫外光、微波辐射以及热解现象，是一种兼具高能电子轰击、自由基活化、臭氧氧化、紫外光、冲击波等因素协同作的技术。在制备过程中，高能电子轰击作用可以使得铁粉和铝粉发生电离，快速溶解后生成由铁铝单质、铁铝氧化物、铁铝聚合体组成的铁铝纳米物质。铁铝纳米物质结合腐殖土中释放的腐殖酸选择性地吸附城市生活垃圾渗滤液中的重金属离子。在冲击波和微波辐射作用下，凝灰岩中硅铝酸盐和磷石膏中的无机磷大量溶解。从凝灰岩中溶解出硅铝酸盐和吸附了重金属的铁铝纳米物质发生地质聚合反应，形成具有三维空间的地质聚合物，从而实现重金属稳定化。磷石膏中溶解出的无机磷盐一方面可以进钝化重金属离子另一方面为土壤补充磷元素。低温等离子体处置过程中产生的臭氧、氧自由基和氢氧根自由基可以氧化有机污染物，将城市生活垃圾中的有机污染物高效转化为二氧化碳和水。紫外光和微波辐射不仅可以提高传质速率，也可以促进提高低温等离子体作用下水体中氧化活性物质的产生。紫外光和微波辐射诱发产的活性物质可将渗滤液中的部分有机污染物转化成有机酸。生成的有机酸和腐殖土里释放的有机酸会和铁基反应，生成有机亚铁。有机亚铁可以提高土壤中根际细菌的活性，提高土壤中生物可利用铁的含量。高能电子的冲击及活性离子的作用还可以提高凝灰岩和磷石膏的遇水膨胀率，这有利于提高土壤的透气性。渗滤液中含有的铵、磷盐可增加土壤中氮磷含量，提高土壤的肥沃力。
有益效果：本发明制备工艺简单，制备所需原料价格便宜，来源广泛。本发明实现了生活垃圾渗滤液的高效资源化利用，将重金属稳定化、有机污染物处置和营养物质补充等环节融合在一个系统中实现。本发明利用城市生活垃圾渗滤液制备的土壤改良剂不仅可以消除渗滤液中重金属和有机污染物对土壤带来的负面作用，同时可以安全利用渗滤液中的铵、磷盐。本发明通过在制备过程中形成有机亚铁，提高待调节土壤中生物可利用性铁的含量。本发明也为城市生活垃圾渗滤液的无害化处置和资源化利用提供了新的思路。（发明人黄涛;宋东平;张树文;刘龙飞;周璐璐;陶骏骏;徐娇娇）
