CN111909704B - 一种生物质复合土壤修复剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质复合土壤修复剂，原料组成为：甘蔗渣、氧化钙、樟木枝叶、榆树皮、百香果皮、香蕉皮、海泡石、微生物菌剂、聚丙烯酸钠、磷酸二氢钙。该复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：a.将甘蔗渣、樟木枝叶、榆树皮粉碎后干燥至恒重，然后与氧化钙混合进行高温煅烧得生物质炭；b.将百香果皮、香蕉皮和微生物菌剂混合后进行发酵得到发酵物料；c.将生物质炭、发酵物料、海泡石、聚丙烯酸钠和磷酸二氢钙混合均匀后进行包装即得到复合土壤修复剂。本发明的土壤修复剂性能可靠，可以有效降低土壤中的有害物质，且对环境及无污染，并且能够对甘蔗渣等废弃物进行回收利用，变废为宝，节约资源。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种生物质复合土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
随着我国工业和城市化的不断发展，工业和生活废水排放、污水灌溉，汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重。重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、人体健康。土壤修复剂是对现代农业种植中因过量施用化肥和农药而造成的农田污染进行修复、改善土壤物理性状和微生态环境具有积极有效的作用。生物质炭的多孔结构和表面丰富的含氧官能团使得生物质炭具有较强的吸附有毒物质的能力。研究表明将生物质炭施与土壤，可以吸附土壤中的重金属、多种农药和多氯联苯等有机污染物，降低这些污染物在土壤中的化学活性和毒性。但是生物质炭对重金属的作用效果还是很差，并且不能够很好地对土壤土质进行改良，修复效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于针对现有土壤修复过程中生物炭作用效果不理想等问题，提供了一种土壤修复性能可靠,可以有效降低土壤中的有害物质，提高土壤土质的生物质复合土壤修复剂及其制备方法。
本发明的方案是通过这样实现的：
一种生物质复合土壤修复剂，各组成成分及其重量份数比为：甘蔗渣20～30份、氧化钙20～30份、樟木枝叶12～15份、榆树皮12～15份、百香果皮16～20份、香蕉皮16～20份、海泡石10～14份、微生物菌剂8～10份、聚丙烯酸钠6～8份、磷酸二氢钙6～8份。
作为本发明的进一步说明，所述微生物菌剂为：纤维素分解菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉按照重量比为2～3:2～3:1:1:1混合而成。
作为本发明的进一步说明，所述海泡石粒径大小为200～300目。
一种制备生物质复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将甘蔗渣20～30份、樟木枝叶12～15份、榆树皮12～15份进行粉碎后置于100～105℃的干燥箱中烘干至恒重，然后与氧化钙20～30份混合均匀置于马弗炉中煅烧，设置煅烧条件为先在200～300下煅烧60min，升温到400～500℃下煅烧60min后冷却至室温，升温到600～800℃下煅烧60min后冷却至室温粉碎成200～300目的粉末得到生物质炭；
b.分别将百香果皮16～20份、香蕉皮16～20份进行粉碎，然后与微生物菌剂8～10份进行搅拌混合均匀得到混合物料，将混合物料混合后置于发酵容器中进行发酵12～15天，发酵过程中进行搅拌3～4次，将发酵后的物料在30～40℃下干燥使得水分含量为15～20％得到发酵物料；
c.将生物质炭、发酵物料、海泡石10～14份、聚丙烯酸钠6～8份和磷酸二氢钙6～8份混合均匀后进行包装即得到复合土壤修复剂。
本发明实现的技术原理是：
将甘蔗渣、樟木树枝和氧化钙进行煅烧能够作为生物炭成分对重金属进行吸附固定，高温弹煅烧后能够提高其比表面积，并且提高其稳定性，从而提高对重金属的作用更加稳定。百香果皮和香蕉皮通过为微生物的发酵作用后能够为土壤提供植物生殖所需的N、P、K等营养元素，并且能够对废弃物进行二次利用，节约资源。海泡石对重金属也具有一定的螯合作用，海泡石在吸水后具有膨胀作用，可以储存土壤中的水分，当土壤中水分减少时可以“释放”水，从而可以减缓土壤中水分的散失。聚丙烯酸钠能使土壤形成稳定的团粒，从而改善土壤的耕作和植物的生长，减少水从土壤中的流失，避免大雨时上层土壤被冲走，提高添加的土壤修复剂在土壤中的稳定性。磷酸二氢钙也能够降低土壤中的重金属的含量，改善土质。通过生物炭和海泡石等的相互作用能够更好的将土壤中的重金属去除，减少重金属的危害，并且能够改善土壤的土质。
本发明具备以下良好效果：
1.本发明通过将以甘蔗渣、氧化钙、海泡石等成分进行复配使用，通过不同层次的作用能够更加彻底地对土壤中的重金属进行螯合，减少重金属的危害，作用效果好，并且通过添加发酵物料能够为土壤提供营养物质，改善土壤的土质。
2.本发明对甘蔗渣、樟木枝叶、榆树皮、百香果皮、香蕉皮进行再次利用，节约资源，并且这些物料易于获得能够减少制备成本。
具体实施方式
以下结合实施例描述本发明一种生物质复合土壤修复剂及其制备方法，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。
实施例1：
本实施例的生物质复合土壤修复剂，各组成成分及其重量份数比为：甘蔗渣20份、氧化钙20份、樟木枝叶12份、榆树皮12份、百香果皮16份、香蕉皮16份、粒径大小为200目的海泡石10份、微生物菌剂8份、聚丙烯酸钠6份、磷酸二氢钙6份；所述微生物菌剂为：纤维素分解菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉按照重量比为2:2:1:1:1混合而成。
制备该生物质复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将甘蔗渣20份、樟木枝叶12份、榆树皮12份进行粉碎后置于100℃的干燥箱中烘干至恒重，然后与氧化钙20份混合均匀置于马弗炉中煅烧，设置煅烧条件为先在200下煅烧60min，升温到400℃下煅烧60min后冷却至室温，升温到600℃下煅烧60min后冷却至室温粉碎成200目的粉末得到生物质炭；
b.分别将百香果皮16份、香蕉皮16份进行粉碎，然后与微生物菌剂8份进行搅拌混合均匀得到混合物料，将混合物料混合后置于发酵容器中进行发酵12天，发酵过程中进行搅拌3次，将发酵后的物料在30℃下干燥使得水分含量为15％得到发酵物料；
c.将生物质炭、发酵物料、海泡石10份、聚丙烯酸钠6份和磷酸二氢钙6份混合均匀后进行包装即得到复合土壤修复剂。
实施例2：
本实施例的生物质复合土壤修复剂，各组成成分及其重量份数比为：甘蔗渣30份、氧化钙30份、樟木枝叶15份、榆树皮15份、百香果皮20份、香蕉皮20份、粒径大小为300目的海泡石14份、微生物菌剂10份、聚丙烯酸钠8份、磷酸二氢钙8份；所述微生物菌剂为：纤维素分解菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉按照重量比为3:3:1:1:1混合而成。
制备该生物质复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将甘蔗渣30份、樟木枝叶15份、榆树皮15份进行粉碎后置于105℃的干燥箱中烘干至恒重，然后与氧化钙30份混合均匀置于马弗炉中煅烧，设置煅烧条件为先在300下煅烧60min，升温到500℃下煅烧60min后冷却至室温，升温到800℃下煅烧60min后冷却至室温粉碎成300目的粉末得到生物质炭；
b.分别将百香果皮20份、香蕉皮20份进行粉碎，然后与微生物菌剂10份进行搅拌混合均匀得到混合物料，将混合物料混合后置于发酵容器中进行发酵15天，发酵过程中进行搅拌4次，将发酵后的物料在40℃下干燥使得水分含量为20％得到发酵物料；
c.将生物质炭、发酵物料、海泡石14份、聚丙烯酸钠8份和磷酸二氢钙8份混合均匀后进行包装即得到复合土壤修复剂。
实施例3：
本实施例的生物质复合土壤修复剂，各组成成分及其重量份数比为：甘蔗渣25份、氧化钙25份、樟木枝叶14份、榆树皮14份、百香果皮18份、香蕉皮18份、粒径大小为250目的海泡石12份、微生物菌剂9份、聚丙烯酸钠7份、磷酸二氢钙7份；所述微生物菌剂为：纤维素分解菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉按照重量比为2.5:2.5:1:1:1混合而成。
制备该生物质复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将甘蔗渣25份、樟木枝叶14份、榆树皮14份进行粉碎后置于103℃的干燥箱中烘干至恒重，然后与氧化钙25份混合均匀置于马弗炉中煅烧，设置煅烧条件为先在250下煅烧60min，升温到450℃下煅烧60min后冷却至室温，升温到700℃下煅烧60min后冷却至室温粉碎成250目的粉末得到生物质炭；
b.分别将百香果皮18份、香蕉皮18份进行粉碎，然后与微生物菌剂9份进行搅拌混合均匀得到混合物料，将混合物料混合后置于发酵容器中进行发酵14天，发酵过程中进行搅拌4次，将发酵后的物料在35℃下干燥使得水分含量为18％得到发酵物料；
c.将生物质炭、发酵物料、海泡石12份、聚丙烯酸钠7份和磷酸二氢钙7份混合均匀后进行包装即得到复合土壤修复剂。
实施例4：
本实施例的生物质复合土壤修复剂，各组成成分及其重量份数比为：甘蔗渣22份、氧化钙28份、樟木枝叶13份、榆树皮13份、百香果皮19份、香蕉皮17份、粒径大小为220目的海泡石11份、微生物菌剂8份、聚丙烯酸钠8份、磷酸二氢钙7份；所述微生物菌剂为：纤维素分解菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉按照重量比为2:3:1:1:1混合而成。
制备该生物质复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将甘蔗渣22份、樟木枝叶13份、榆树皮13份进行粉碎后置于100℃的干燥箱中烘干至恒重，然后与氧化钙28份混合均匀置于马弗炉中煅烧，设置煅烧条件为先在280下煅烧60min，升温到480℃下煅烧60min后冷却至室温，升温到650℃下煅烧60min后冷却至室温粉碎成220目的粉末得到生物质炭；
b.分别将百香果皮19份、香蕉皮17份进行粉碎，然后与微生物菌剂8份进行搅拌混合均匀得到混合物料，将混合物料混合后置于发酵容器中进行发酵13天，发酵过程中进行搅拌3次，将发酵后的物料在37℃下干燥使得水分含量为16％得到发酵物料；
c.将生物质炭、发酵物料、海泡石11份、聚丙烯酸钠8份和磷酸二氢钙7份混合均匀后进行包装即得到复合土壤修复剂。
实施例5：
本实施例的生物质复合土壤修复剂，各组成成分及其重量份数比为：甘蔗渣27份、氧化钙26份、樟木枝叶12份、榆树皮14份、百香果皮17份、香蕉皮20份、粒径大小为290目的海泡石13份、微生物菌剂10份、聚丙烯酸钠6份、磷酸二氢钙6份；所述微生物菌剂为：纤维素分解菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉按照重量比为3:2:1:1:1混合而成。
制备该生物质复合土壤修复剂的方法，包括以下步骤：
a.将甘蔗渣27份、樟木枝叶12份、榆树皮14份进行粉碎后置于105℃的干燥箱中烘干至恒重，然后与氧化钙26份混合均匀置于马弗炉中煅烧，设置煅烧条件为先在210下煅烧60min，升温到490℃下煅烧60min后冷却至室温，升温到620℃下煅烧60min后冷却至室温粉碎成270目的粉末得到生物质炭；
b.分别将百香果皮17份、香蕉皮20份进行粉碎，然后与微生物菌剂10份进行搅拌混合均匀得到混合物料，将混合物料混合后置于发酵容器中进行发酵15天，发酵过程中进行搅拌4次，将发酵后的物料在31℃下干燥使得水分含量为17％得到发酵物料；
c.将生物质炭、发酵物料、海泡石13份、聚丙烯酸钠6份和磷酸二氢钙6份混合均匀后进行包装即得到复合土壤修复剂。
为了验证本发明实施例1～5制备得到的复合土壤修复剂的性能，将制备得到的复合土壤修复剂按照相应的方法对酸性重金属土壤进行修复，并且测定土壤修复前后的土壤的pH值、有机质、铬、镉、铅、汞含量。
本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求中指出了本发明产品组成成分、成分比例、制备方法参数的范围，而上述的说明并未指出本发明参数的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应当认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (2)
1.一种生物质复合土壤修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将甘蔗渣20～30份、樟木枝叶12～15份、榆树皮12～15份进行粉碎后置于100～105℃的干燥箱中烘干至恒重，然后与氧化钙20～30份混合均匀置于马弗炉中煅烧，设置煅烧条件为先在200～300下煅烧60min，升温到400～500℃下煅烧60min后冷却至室温，升温到600～800℃下煅烧60min后冷却至室温粉碎成200～300目的粉末得到生物质炭；
b.分别将百香果皮16～20份、香蕉皮16～20份进行粉碎，然后与微生物菌剂8～10份进行搅拌混合均匀得到混合物料，将混合物料混合后置于发酵容器中进行发酵12～15天，发酵过程中进行搅拌3～4次，将发酵后的物料在30～40℃下干燥使得水分含量为15～20%得到发酵物料；
c.将生物质炭、发酵物料、海泡石10～14份、聚丙烯酸钠6～8份和磷酸二氢钙6～8份混合均匀后进行包装即得到复合土壤修复剂；
所述微生物菌剂为：纤维素分解菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉按照重量比为2～3:2～3:1:1:1混合而成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述海泡石粒径大小为200～300目。
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