CN105457970A - 基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，包括以下步骤：①选取发酵残留物，用NaOH(aq)调节发酵残留物pH至7；②将其置于高压灭菌锅中120℃下加热1～3小时；③向其中加入0.43-0.52g/kg？NH4Cl、0.21-0.29g/kg？KH2PO4、0.23-0.26g/kg？K2HPO4、0.21-0.32g/kg？MgCl2·6H2O及45-55g/kg？H2O；④冷却形成沼渣物；⑤选取修复后的土壤，将沼渣物均匀加入修复后的土壤内，通过测定植物中污染物浓度来判定沼渣粒子稳定化或固化土壤中污染物的效果。一方面将发酵残留物由液体制成无毒无害的沼渣粒子，方便材料的运输、储存；另一方面，将沼渣粒子应用于修复后土壤既提高土壤有益物质的生物有效性，又添加必要营养成分改良土壤。
Description
技术领域
本发明涉及固废资源化处置领域，尤其是一种基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法。
背景技术
2014年环境保护部和国土资源部发布了全国土壤污染状况调查公报，调查结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出，全国土壤总的点位超标率为16.1％。其中以无机重金属和有机化合物污染为首，在针对这些污染土壤修复的具体实践中，多采用化学修复或物理化学修复为主。而此类修复虽然降低污染物的生物有效性，但也降低土壤肥力和破坏原有生态***。所以有必要对修复土壤掺杂土壤改良物质提高微生物和微量元素的生物有效性，继而提高修复后土壤的肥力，从而重建修复土壤的生态***，恢复周边环境质量以及土地的经济利用价值。
在城市剩余污泥的处置中，厌氧处理正逐渐成为污泥高效利用的途径，但厌氧发酵之后的残留物并没有得到充分利用。由于发酵残留物含有丰富的活性微生物和氮、磷等微量元素以及腐殖酸、磷酸酶等生物活性物质，可以将其进行适当处理改良修复后土壤。
国内有研究将农用沼气发酵残留物施加在农田土壤中，增加土壤肥力从而使农作物产量增加、质量提高。沼气发酵残留物主要应用于肥料利用、饲料利用、生物农药和培养料液等农产品生产中，很少应用在盐碱土壤改良中，尤其是修复土壤的改良。国外有研究采用有机废弃物堆肥修复土壤金属污染，这种方法理论上可直接与金属产生氧化还原作用、沉淀作用和吸附作用，间接改变酸碱度、氧化还原电位等土壤理化性质，从而降低土壤重金属的生物有效性和移动性。但在实际操作中，限于土壤的类型(细质、砂质土壤等)、重金属的种类(铜离子、铬离子等)和堆肥的物质组成，其修复效果各有不同，且限于时限性，反应产生的络合金属可能重新得到活化。
因此，提出一种基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法将土壤修复和污泥处置协同利用显得十分重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，解决以往发酵残留物不能与修复后土壤协同利用的缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，包括以下步骤：
①选取发酵残留物，用NaOH(aq)调节发酵残留物pH至7，并在常温下密闭放置0.5～2天；
②将其置于高压灭菌锅中120℃下加热1～3小时，随后置于常温下冷却0.5～2天；
③向其中加入0.43-0.52g/kgNH4Cl、0.21-0.29g/kgKH2PO4、0.23-0.26g/kgK2HPO4、0.21-0.32g/kgMgCl2·6H2O及45-55g/kgH2O，并搅拌搅拌均匀；
④在120℃烘箱中加热烘干1～3天，随后置于常温下冷却形成沼渣物；
⑤选取修复后的土壤，将沼渣物均匀加入修复后的土壤内，在添加沼渣物的土壤内种植植物，通过测定植物中污染物浓度来判定沼渣粒子稳定化或固化土壤中污染物的效果。
进一步的，所述步骤①中的发酵残留物为污泥厌氧发酵除去沼液剩下的物质。
进一步的，所述步骤③中向其中加入0.5g/kgNH4Cl、0.25g/kgKH2PO4、0.25g/kgK2HPO4、0.3g/kgMgCl2·6H2O、50g/kgH2O。
进一步的，在所述步骤③中加入营养元素，所述的营养元素为MnCl2·4H2O、NiSO4、CaCl2、ZnCl2。
进一步的，将所述步骤④中，粉碎沼渣物，再将沼渣物经筛网过滤后形成沼渣粒子，将沼渣粒子与修复后土壤混合均匀。
进一步的，所述步骤⑤中的修复后的土壤为修复后的二甲苯土壤、修复后的镉土壤。
进一步的，所述步骤⑤中，在种植过程中根据土样含水率，适当浇入自来水，使其土样含水率保持在50％至70％之间。
本发明的有益效果是：本发明方法，一方面将发酵残留物由液体制成无毒无害的沼渣粒子，方便材料的运输、储存；另一方面，将沼渣粒子应用于修复后土壤既提高土壤有益物质的生物有效性，又添加必要营养成分改良土壤。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
一种基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，包括以下步骤：
①取发酵残留物，用NaOH(aq)调节发酵残留物pH至7，并在常温下密闭放置0.5～2天，优选1天；发酵残留物为污泥厌氧发酵除去沼液剩下的物质。发酵残留物为污泥厌氧发酵除去沼液剩下的物质。
②将其置于高压灭菌锅中120℃下加热1～3小时，优选1小时，随后置于常温下冷却0.5～2天，优选1天；
③向其中加入0.43-0.52g/kgNH4Cl、0.21-0.29g/kgKH2PO4、0.23-0.26g/kgK2HPO4、0.21-0.32g/kgMgCl2·6H2O及45-55g/kgH2O，并以200r/min的速度搅拌1小时，搅拌搅拌均匀；作为本实施例的优选，0.5g/kgNH4Cl、0.25g/kgKH2PO4、0.25g/kgK2HPO4、0.3g/kgMgCl2·6H2O、50g/kgH2O。
为取得更好的效果，还可以添加营养元素，营养元素为MnCl2·4H2O、NiSO4、CaCl2、ZnCl2。
④在120℃烘箱中加热烘干1～3天，优选2天，随后置于常温下冷却形成沼渣物；为使沼渣物更均匀的与土壤混合，粉碎沼渣物，再将沼渣物经筛网过滤后形成沼渣粒子，将沼渣粒子与修复后土壤混合均匀。具体为，将常温风干的沼渣物经粉碎机破碎后并过100目筛网后即为沼渣粒子。
⑤选取修复后的土壤，修复后的土壤为修复后的二甲苯土壤、修复后的镉土壤。将沼渣物均匀加入修复后的土壤内，在添加沼渣物的土壤内种植植物，通过测定植物中污染物浓度来判定沼渣粒子稳定化或固化土壤中污染物的效果。在种植过程中根据土样含水率，适当浇入自来水，使其土样含水率保持在50％至70％之间。
在添加沼渣粒子之前，根据碱性磷酸酶活性的差异添加沼渣粒子，观察植物生长情况及植物中污染物浓度。
通过植物来检测土壤污染物的必要性在于：沼渣粒子因其富有可以和污染物络合或稳定的物质，如腐殖酸等，这种修复方法不能减轻土壤中污染物总量，但可以极大限制污染物的移动性，进而减轻污染物的环境风险，所以通过种植植物观察植物中的污染物来验证污染物的移动性受限。
实施例1：用浓度为2mol/l的NaOH(aq)调节发酵残留物pH至7，在常温下密闭放置1天；将其置于高压灭菌锅中120℃下加热1小时，随后置于常温下冷却1天；向其中加入0.5g/kgNH4Cl、0.25g/kgKH2PO4、0.25g/kgK2HPO4、0.3g/kgMgCl2·6H2O、50g/kgH2O及其它微量元素(营养元素)，并以200r/min的速度搅拌1小时；在120℃烘箱中加热烘干2天，随后置于常温下冷却1天；将其经粉碎机破碎后并过100目筛网后即为沼渣粒子；向修复Cd(镉土壤)土壤中添加营养元素(记为A)，向修复Cd土壤中添加沼渣粒子(记为B)，在A、B中种植含羞草，30天后测量植物中Cd浓度。用原子吸收分光光度计测出A、B中植物Cd浓度分别为1.23mg/kg和0.59mg/kg。
实施例2：用浓度为2mol/l的NaOH(aq)调节发酵残留物pH至7，在常温下密闭放置1天；将其置于高压灭菌锅中120℃下加热1小时，随后置于常温下冷却1天；向其中加入0.5g/kgNH4Cl、0.25g/kgKH2PO4、0.25g/kgK2HPO4、0.3g/kgMgCl2·6H2O、50g/kgH2O及其它微量元素(营养元素)，并以200r/min的速度搅拌1小时；在120℃烘箱中加热烘干2天，随后置于常温下冷却1天；将其经粉碎机破碎后并过100目筛网后即为沼渣粒子；向修复二甲苯土壤中添加营养元素(记为C)，向修复二甲苯土壤中添加沼渣粒子(记为D)，在C、D中种植含羞草，30天后测量植物中二甲苯浓度。用高效液相测出C、D中植物二甲苯浓度分别为0.47mg/kg和0.075mg/kg。
经上述两实施例对比可以发现，在添加了沼渣粒子的土壤中，限制了土壤中重金属的移动性，从而使种植出来的植物还有的污染物更少。本发明对于发酵残留物的利用方法，将土壤修复和污泥处置更好的协同处理。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，其特征是，包括以下步骤：
①选取发酵残留物，用NaOH(aq)调节发酵残留物pH至7，并在常温下密闭放置0.5～2天；
②将其置于高压灭菌锅中120℃下加热1～3小时，随后置于常温下冷却0.5～2天；
③向其中加入0.43-0.52g/kgNH4Cl、0.21-0.29g/kgKH2PO4、0.23-0.26g/kgK2HPO4、0.21-0.32g/kgMgCl2·6H2O及45-55g/kgH2O，并搅拌搅拌均匀；
④在120℃烘箱中加热烘干1～3天，随后置于常温下冷却形成沼渣物；
⑤选取修复后的土壤，将沼渣物均匀加入修复后的土壤内，在添加沼渣物的土壤内种植植物，通过测定植物中污染物浓度来判定沼渣粒子稳定化或固化土壤中污染物的效果。
2.根据权利要求1所述的基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，其特征是，所述步骤①中的发酵残留物为污泥厌氧发酵除去沼液剩下的物质。
3.根据权利要求1所述的基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，其特征是，所述步骤③中向其中加入0.5g/kgNH4Cl、0.25g/kgKH2PO4、0.25g/kgK2HPO4、0.3g/kgMgCl2·6H2O、50g/kgH2O。
4.根据权利要求1所述的基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，其特征是，在所述步骤③中加入营养元素，所述的营养元素为MnCl2·4H2O、NiSO4、CaCl2、ZnCl2。
5.根据权利要求1所述的基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，其特征是，将所述步骤④中，粉碎沼渣物，再将沼渣物经筛网过滤后形成沼渣粒子，将沼渣粒子与修复后土壤混合均匀。
6.根据权利要求1所述的基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，其特征是，所述步骤⑤中的修复后的土壤为修复后的二甲苯土壤、修复后的镉土壤。
7.根据权利要求1所述的基于改良修复后土壤的发酵残留物利用方法，其特征是，所述步骤⑤中，在种植过程中根据土样含水率，适当浇入自来水，使其土样含水率保持在50％至70％之间。
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