CN107699244A - 一种用于土壤治理的改良剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于土壤治理的改良剂，由以下原料按照重量份组成：秸秆35‑48份、污水厂污泥15‑25份、膨润土12‑16份、蛭石5‑10份、麦饭石6‑12份、凹凸棒土10‑15份、海泡石8‑12份、云母石5‑10份、淀粉2‑5份、硫酸盐1.5‑2.8份、杨柳3‑6份、佛手瓜4‑8份、龟背竹2‑3份和茶叶残渣8‑14份。本发明还公布了该改良剂的制备方法。本发明的原料均为纯天然的原料且原料储量丰富易得，制备的成品可以改善土壤结构，消除土壤重金属污染，本产品生态污染小，还人们健康的生活环境，具有环保价值和生态效益。

Description

一种用于土壤治理的改良剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及土壤污染治理领域，具体是一种用于土壤治理的改良剂。

背景技术

高速发展的现代社会，在给人们带来日新月异的物质生活的同时，也给人们带来了不少的危害，其中的许多危害都是人们向自然界过度干预造成的。土壤是植物生存的基础，是人类赖以生存的根本，自从人们从事农业生产以来，人们一直不停的对土地进行索取，尤其是现代农业发展以来，人们过量使用化肥和农药，使土壤结构受到破坏、失去活性、结块、矿化和龟裂，土地耕种持续性受到破坏，造成土壤有毒重金属过量累积，其中，以铅、镉污染程度最高，这些重金属极易通过食物链进入人体内，对人体带来严重的健康风险，人们必须对土壤进行治理。

目前对土壤进行治理大都采用的原材料大部分是化工方面，小部分为生物材料，虽然用了少量矿物质材料，但量少，达不到调节土壤结构的目的，且化工材料、生物材料价格昂贵，资源供给匮乏，这就为土壤治理带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于土壤治理的改良剂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于土壤治理的改良剂，由以下原料按照重量份组成：秸秆35-48份、污水厂污泥15-25份、膨润土12-16份、蛭石5-10份、麦饭石6-12份、凹凸棒土10-15份、海泡石8-12份、云母石5-10份、淀粉2-5份、硫酸盐1.5-2.8份、杨柳3-6份、佛手瓜4-8份、龟背竹2-3份和茶叶残渣8-14份。

作为本发明进一步的方案：淀粉采用食用淀粉，硫酸盐采用硫酸锌、硫酸钙、硫酸铵和硫酸钠中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：该改良剂还包括腐殖酸6-10份和果蔬废弃物15-22份。

所述用于土壤治理的改良剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将污水厂污泥风干、破碎并且过80-120目筛子，得到污泥粉末，将秸秆粉碎并且过60-80目筛子，得到秸秆粉末，将秸秆粉末依次浸入0.6-0.8mol/L的盐酸溶液、去离子水和0.4-0.6mol/L的氢氧化钠溶液中15-22分钟，最后用去离子水洗至中性，然后在35-50摄氏度下烘干至恒重，即可得到改性秸秆粉末；

步骤二，将改性秸秆粉末、污泥粉末和茶叶残渣混合均匀，在80-90摄氏度下预热3-6小时，然后在520-585摄氏度下无氧分解3-4小时，然后将分解产物放入稀盐酸中漂洗90-150分钟，然后用去离子水洗至中性，进行固液分离即可得到粗炭，将粗炭破碎至240-300目，得到活性炭粉末；

步骤三，将杨柳自然晾晒风干后过80-100目筛，得到杨柳粉末，将杨柳粉末置于带回流冷凝管的圆底烧瓶中，然后加入提取液，再将圆底烧瓶放入微波反应器中，在微波功率为80-85W，温度为40-48摄氏度的条件下进行微波提取1-2分钟，得到杨柳提取液，将杨柳提取液冷却至常温后进行抽滤，将滤液40摄氏度下真空浓缩后，在60摄氏度下真空干燥至质量恒定，得到杨柳提取物；

步骤四，将龟背竹破碎并且加龟背竹重量5-50倍量的80-100％乙醇水溶液回流提取3-6次，每次4-8小时，滤过后合并乙醇水提取溶液备用，将乙醇水提取液回收乙醇，并浓缩至相对密度为1.00-1.20的浓缩液，静置，过滤，滤液备用；将浓缩后的乙醇水溶液或直接将乙醇水溶液用树脂吸附，吸附物用水洗，再用70-100％的醇洗脱，收集醇洗脱液，回收醇、干燥、粉碎并且过筛，得到龟背竹提取物；

步骤五，将佛手瓜破碎并且进行酶解，对酶解产物进行提取和纯化，再对提取物进行浓缩干燥，即可得到佛手瓜酶解物；

步骤六，将膨润土、蛭石、麦饭石、凹凸棒土、海泡石和云母石投入研磨机中进行研磨，研磨成200-280目后停止研磨，将研磨后的原料粉末投入到搅拌机中，在搅拌机中加入活性炭粉末、杨柳提取物、龟背竹提取物、佛手瓜酶解物和硫酸盐进行充分混合搅拌，得到半成品；

步骤七，将半成品与淀粉充分混匀进行造粒，即可得到成品。

作为本发明进一步的方案：步骤六中的混合搅拌过程采用干拌。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，制备工艺简单，本发明的原料均为纯天然的原料且原料储量丰富易得，制备的成品可以改善土壤结构，消除土壤重金属污染，本产品生态污染小，还人们健康的生活环境，具有环保价值和生态效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种用于土壤治理的改良剂，由以下原料按照重量份组成：秸秆35份、污水厂污泥15份、膨润土12份、蛭石5份、麦饭石6份、凹凸棒土10份、海泡石8份、云母石5份、淀粉2份、硫酸盐1.5份、杨柳3份、佛手瓜4份、龟背竹2份和茶叶残渣8份。淀粉采用食用淀粉，硫酸盐采用硫酸锌。

所述用于土壤治理的改良剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将污水厂污泥风干、破碎并且过90目筛子，得到污泥粉末，将秸秆粉碎并且过60目筛子，得到秸秆粉末，将秸秆粉末依次浸入0.6mol/L的盐酸溶液、去离子水和0.4mol/L的氢氧化钠溶液中18分钟，最后用去离子水洗至中性，然后在38摄氏度下烘干至恒重，即可得到改性秸秆粉末；

步骤二，将改性秸秆粉末、污泥粉末和茶叶残渣混合均匀，在84摄氏度下预热4小时，然后在545摄氏度下无氧分解3小时，然后将分解产物放入稀盐酸中漂洗90分钟，然后用去离子水洗至中性，进行固液分离即可得到粗炭，将粗炭破碎至240目，得到活性炭粉末；

步骤三，将杨柳自然晾晒风干后过80目筛，得到杨柳粉末，将杨柳粉末置于带回流冷凝管的圆底烧瓶中，然后加入提取液，再将圆底烧瓶放入微波反应器中，在微波功率为80W，温度为40摄氏度的条件下进行微波提取1分钟，得到杨柳提取液，将杨柳提取液冷却至常温后进行抽滤，将滤液40摄氏度下真空浓缩后，在60摄氏度下真空干燥至质量恒定，得到杨柳提取物；

步骤四，将龟背竹破碎并且加龟背竹重量20倍量的80％乙醇水溶液回流提取4次，每次6小时，滤过后合并乙醇水提取溶液备用，将乙醇水提取液回收乙醇，并浓缩至相对密度为1.10的浓缩液，静置，过滤，滤液备用；将浓缩后的乙醇水溶液或直接将乙醇水溶液用树脂吸附，吸附物用水洗，再用90％的醇洗脱，收集醇洗脱液，回收醇、干燥、粉碎并且过筛，得到龟背竹提取物；

步骤五，将佛手瓜破碎并且进行酶解，对酶解产物进行提取和纯化，再对提取物进行浓缩干燥，即可得到佛手瓜酶解物；

步骤六，将膨润土、蛭石、麦饭石、凹凸棒土、海泡石和云母石投入研磨机中进行研磨，研磨成240目后停止研磨，将研磨后的原料粉末投入到搅拌机中，在搅拌机中加入活性炭粉末、杨柳提取物、龟背竹提取物、佛手瓜酶解物和硫酸盐进行充分混合搅拌，得到半成品；

步骤七，将半成品与淀粉充分混匀进行造粒，即可得到成品。

实施例2

一种用于土壤治理的改良剂，由以下原料按照重量份组成：秸秆42份、污水厂污泥19份、膨润土15份、蛭石8份、麦饭石9份、凹凸棒土12份、海泡石10份、云母石7份、淀粉3.5份、硫酸盐2.2份、杨柳5份、佛手瓜6份、龟背竹2.5份、茶叶残渣12份、腐殖酸8份和果蔬废弃物18份。

所述用于土壤治理的改良剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将污水厂污泥风干、破碎并且过100目筛子，得到污泥粉末，将秸秆粉碎并且过80目筛子，得到秸秆粉末，将秸秆粉末依次浸入0.8mol/L的盐酸溶液、去离子水和0.4mol/L的氢氧化钠溶液中20分钟，最后用去离子水洗至中性，然后在42摄氏度下烘干至恒重，即可得到改性秸秆粉末；

步骤二，将改性秸秆粉末、污泥粉末、果蔬废弃物和茶叶残渣混合均匀，在86摄氏度下预热5小时，然后在560摄氏度下无氧分解3.5小时，然后将分解产物放入稀盐酸中漂洗130分钟，然后用去离子水洗至中性，进行固液分离即可得到粗炭，将粗炭破碎至270目，得到活性炭粉末；

步骤三，将杨柳自然晾晒风干后过100目筛，得到杨柳粉末，将杨柳粉末置于带回流冷凝管的圆底烧瓶中，然后加入提取液，再将圆底烧瓶放入微波反应器中，在微波功率为84W，温度为46摄氏度的条件下进行微波提取2分钟，得到杨柳提取液，将杨柳提取液冷却至常温后进行抽滤，将滤液40摄氏度下真空浓缩后，在60摄氏度下真空干燥至质量恒定，得到杨柳提取物；

步骤四，将龟背竹破碎并且加龟背竹重量35倍量的86％乙醇水溶液回流提取5次，每次5小时，滤过后合并乙醇水提取溶液备用，将乙醇水提取液回收乙醇，并浓缩至相对密度为1.06的浓缩液，静置，过滤，滤液备用；将浓缩后的乙醇水溶液或直接将乙醇水溶液用树脂吸附，吸附物用水洗，再用88％的醇洗脱，收集醇洗脱液，回收醇、干燥、粉碎并且过筛，得到龟背竹提取物；

步骤五，将佛手瓜破碎并且进行酶解，对酶解产物进行提取和纯化，再对提取物进行浓缩干燥，即可得到佛手瓜酶解物；

步骤六，将膨润土、蛭石、麦饭石、凹凸棒土、海泡石和云母石投入研磨机中进行研磨，研磨成260目后停止研磨，将研磨后的原料粉末投入到搅拌机中，在搅拌机中加入活性炭粉末、杨柳提取物、龟背竹提取物、腐殖酸、佛手瓜酶解物和硫酸盐进行充分混合干拌，得到半成品；

步骤七，将半成品与淀粉充分混匀进行造粒，即可得到成品。

实施例3

一种用于土壤治理的改良剂，由以下原料按照重量份组成：秸秆48份、污水厂污泥25份、膨润土16份、蛭石10份、麦饭石12份、凹凸棒土15份、海泡石12份、云母石10份、淀粉5份、硫酸盐2.8份、杨柳6份、佛手瓜8份、龟背竹3份、茶叶残渣14份、腐殖酸10份和果蔬废弃物22份。淀粉采用食用淀粉，硫酸盐采用硫酸锌、硫酸钙、硫酸铵和硫酸钠的混合物。

所述用于土壤治理的改良剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将污水厂污泥风干、破碎并且过120目筛子，得到污泥粉末，将秸秆粉碎并且过80目筛子，得到秸秆粉末，将秸秆粉末依次浸入0.6mol/L的盐酸溶液、去离子水和0.5mol/L的氢氧化钠溶液中20分钟，最后用去离子水洗至中性，然后在460摄氏度下烘干至恒重，即可得到改性秸秆粉末；

步骤二，将改性秸秆粉末、污泥粉末、果蔬废弃物和茶叶残渣混合均匀，在90摄氏度下预热5小时，然后在585摄氏度下无氧分解4小时，然后将分解产物放入稀盐酸中漂洗140分钟，然后用去离子水洗至中性，进行固液分离即可得到粗炭，将粗炭破碎至300目，得到活性炭粉末；

步骤三，将杨柳自然晾晒风干后过100目筛，得到杨柳粉末，将杨柳粉末置于带回流冷凝管的圆底烧瓶中，然后加入提取液，再将圆底烧瓶放入微波反应器中，在微波功率为85W，温度为48摄氏度的条件下进行微波提取1分钟，得到杨柳提取液，将杨柳提取液冷却至常温后进行抽滤，将滤液40摄氏度下真空浓缩后，在60摄氏度下真空干燥至质量恒定，得到杨柳提取物；

步骤四，将龟背竹破碎并且加龟背竹重量40倍量的90％乙醇水溶液回流提取3次，每次6小时，滤过后合并乙醇水提取溶液备用，将乙醇水提取液回收乙醇，并浓缩至相对密度为1.15的浓缩液，静置，过滤，滤液备用；将浓缩后的乙醇水溶液或直接将乙醇水溶液用树脂吸附，吸附物用水洗，再用90％的醇洗脱，收集醇洗脱液，回收醇、干燥、粉碎并且过筛，得到龟背竹提取物；

步骤五，将佛手瓜破碎并且进行酶解，对酶解产物进行提取和纯化，再对提取物进行浓缩干燥，即可得到佛手瓜酶解物；

步骤六，将膨润土、蛭石、麦饭石、凹凸棒土、海泡石和云母石投入研磨机中进行研磨，研磨成280目后停止研磨，将研磨后的原料粉末投入到搅拌机中，在搅拌机中加入活性炭粉末、杨柳提取物、龟背竹提取物、腐殖酸、佛手瓜酶解物和硫酸盐进行充分混合干拌，得到半成品；

步骤七，将半成品与淀粉充分混匀进行造粒，即可得到成品。

本发明采用秸秆等原料制备了生物活性炭，表面具有丰富的活性基团，孔隙结构发达，比表面积较大、吸附容量大且化学稳定性好，有利于吸附重金属，硫酸盐可以与重金属形成络合产物，可以促进重金属沉淀物生成，有利于沉淀物的长期稳定，淀粉除了具有造粒作用，还可以为土壤增加培育微生物的粮食和能量，便于微生物对土壤进行改良，杨柳提取物、龟背竹提取物和佛手瓜酶解物与活性炭、凹凸棒土等组分的结合，不仅可以增强孔隙中对重金属的吸附，还能调解土壤的透气性，增加土壤活性，有利土壤结构改良，使已矿化结块的土壤恢复松软度，促进植物良性生长。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种用于土壤治理的改良剂，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：秸秆35-48份、污水厂污泥15-25份、膨润土12-16份、蛭石5-10份、麦饭石6-12份、凹凸棒土10-15份、海泡石8-12份、云母石5-10份、淀粉2-5份、硫酸盐1.5-2.8份、杨柳3-6份、佛手瓜4-8份、龟背竹2-3份和茶叶残渣8-14份。

2.根据权利要求1所述的用于土壤治理的改良剂，其特征在于，所述淀粉采用食用淀粉，硫酸盐采用硫酸锌、硫酸钙、硫酸铵和硫酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的用于土壤治理的改良剂，其特征在于，该改良剂还包括腐殖酸6-10份和果蔬废弃物15-22份。

4.一种如权利要求1-3任一所述的用于土壤治理的改良剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，将污水厂污泥风干、破碎并且过80-120目筛子，得到污泥粉末，将秸秆粉碎并且过60-80目筛子，得到秸秆粉末，将秸秆粉末依次浸入0.6-0.8mol/L的盐酸溶液、去离子水和0.4-0.6mol/L的氢氧化钠溶液中15-22分钟，最后用去离子水洗至中性，然后在35-50摄氏度下烘干至恒重，即可得到改性秸秆粉末；

步骤二，将改性秸秆粉末、污泥粉末和茶叶残渣混合均匀，在80-90摄氏度下预热3-6小时，然后在520-585摄氏度下无氧分解3-4小时，然后将分解产物放入稀盐酸中漂洗90-150分钟，然后用去离子水洗至中性，进行固液分离即可得到粗炭，将粗炭破碎至240-300目，得到活性炭粉末；

步骤三，将杨柳自然晾晒风干后过80-100目筛，得到杨柳粉末，将杨柳粉末置于带回流冷凝管的圆底烧瓶中，然后加入提取液，再将圆底烧瓶放入微波反应器中，在微波功率为80-85W，温度为40-48摄氏度的条件下进行微波提取1-2分钟，得到杨柳提取液，将杨柳提取液冷却至常温后进行抽滤，将滤液40摄氏度下真空浓缩后，在60摄氏度下真空干燥至质量恒定，得到杨柳提取物；

步骤四，将龟背竹破碎并且加龟背竹重量5-50倍量的80-100%乙醇水溶液回流提取3-6次，每次4-8小时，滤过后合并乙醇水提取溶液备用，将乙醇水提取液回收乙醇，并浓缩至相对密度为1.00-1.20的浓缩液，静置，过滤，滤液备用；将浓缩后的乙醇水溶液或直接将乙醇水溶液用树脂吸附，吸附物用水洗，再用70-100%的醇洗脱，收集醇洗脱液，回收醇、干燥、粉碎并且过筛，得到龟背竹提取物；

步骤五，将佛手瓜破碎并且进行酶解，对酶解产物进行提取和纯化，再对提取物进行浓缩干燥，即可得到佛手瓜酶解物；

步骤六，将膨润土、蛭石、麦饭石、凹凸棒土、海泡石和云母石投入研磨机中进行研磨，研磨成200-280目后停止研磨，将研磨后的原料粉末投入到搅拌机中，在搅拌机中加入活性炭粉末、杨柳提取物、龟背竹提取物、佛手瓜酶解物和硫酸盐进行充分混合搅拌，得到半成品；

步骤七，将半成品与淀粉充分混匀进行造粒，即可得到成品。

5.根据权利要求4所述的用于土壤治理的改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤六中的混合搅拌过程采用干拌。