CN1820572A - 荒漠化土地快速恢复剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种荒漠化土地快速恢复剂，属于荒漠化土地快速恢复技术领域，本发明根据土地因失去有机质而形成荒漠化的成因，提出用有机质将荒漠化土地生态环境快速恢复的具体技术和制剂，本发明以城市污泥、生物炭、有益菌和水体为原料，首先在城市污泥产地对城市污泥进行微波灭菌—微生物快繁发酵—微波烘干的无害化、减量化、资源拓展化妥善处置，然后在使用地将基本无菌、熟化、干化的城市污泥粉与生物炭、有益菌、水体，在厌氧保温环境下，培养成为有广泛效果的生物制剂，用以迅速提高荒漠化土地土壤中有机质的含量，快速恢复荒漠化土地生态环境，进而使荒漠化土地成为有效抵御风蚀和产出有机产品的草原、农田、林场。

Description

荒漠化土地快速恢复剂

技术领域：

本发明涉及一种荒漠化土地快速恢复剂，属于荒漠化土地快速恢复剂技术领域.

技术背景：

目前，土地荒漠化严重程度以构成对人类生存的威胁。

土地荒漠化形成的原因是自然环境和人为的行为造成土地缺水后，不合理的农耕和过度的放牧，使土地表层裸露，土地中的有机质被风吹蚀，造成有机质逐步消失，失去有机质的土地生态环境严重破坏，土地退化和沙化，形成大面积缺少有机质的荒漠化土地。

有机质是恢复荒漠化土地关建物质，各大城市污水处理后所产生的，主要成分为有机质的城市污泥，以构成环境污染而无法彻底消纳。

发明内容：

本发明的目的是发明一种荒漠化土地快速恢复剂，用以快速恢复荒漠化土地内的有机质含量，改变荒漠化土地的土壤结构，提高土地的有效肥力和抗风蚀能力，使荒漠化土地生态环境快速恢复成为：有机的草地、林场、农田。

荒漠化土地快速恢复剂的主要原料“城市污泥”其概念是：含括人畜粪便等，成份为有机质的恶性污染物，因此荒漠化土地快速恢复剂是在治理环境污染的同时利用清洁化生产方式所生产。荒漠化土地快速恢复剂的生产，是对城市污泥为代表的有机废弃物商品化的妥善处置。

本发明荒漠化土地快速恢复剂，是基本无菌、熟化、干化的城市污泥粉，生物炭粉和有益菌与水体的合成浆液。

由于荒漠化土地大多距离城市较远，产于城市的恶性污染物“城市污泥”远途运输会造成沿途的污染，而荒漠化土地快速恢复剂高含水份，长途运输浪费运力，所以荒漠化土地快速恢复剂的生产由以下二部分组成。

第一部分：城市污泥产地处理。

第二部分：恢复剂使用地生产。

第一部分：城市污泥产地处理。是在城市污泥的产地，通过对城市污泥微波灭菌-好氧发酵-微波烘干，产出：熟化、干化、基本无菌的商品“城市污泥粉”。完成对城市污泥清洁化妥善处置。即清洁化高速处理城市污泥，又达到了节约能源的目的，并在城市污泥资源化的基础上，完成对城市污泥的无害化和减量化.

第二部分：恢复剂使用地生产。是在恢复剂使用地，将城市污泥粉、生物炭粉、有益菌与水体混合后，在厌氧环境中合成浆液的过程。基本无菌的城市污泥粉与生物炭粉、有益菌水体混合后通过厌氧环境的合成培养，城市污泥成为有益菌的培养料，被有益菌不完全分解为有机质溶胶物，而城市污泥被有益菌不完全分解的过程又是有益菌繁殖扩充的过程。也是为生物炭接种有益菌的过程。从而产出荒漠化土地快速恢复剂。

荒漠化土地快速恢复剂组分配比为：

城市污泥粉5％-10％；

含1％-5％有益菌原液的水体88％-94％；

生物炭粉0.5％-2％.

城市污泥是荒漠化土地快速恢复剂中主要组份。

城市污泥虽然是固体物，但其含水量高，脱水城市污泥含水70％-80％，而且每克城市污泥含病原菌量高达亿计。

本发明首先对城市污泥进行无害化灭菌，采用带有负压排气除味的隧道式微波灭菌机，快速将城市污泥所含病原菌基本杀灭。微波有很好的烘干作用，城市污泥通过微波灭菌机基本灭菌后，水分降低了5％-15％，但高达70％-80％水分的城市污泥，用微波烘干成本高，为降低城市污泥干化的成本，同时使城市污泥熟化，将基本灭菌后的城市污泥采用有益菌微生物好氧发酵处理。而微波的灭菌，为好氧发酵中有益菌的快速繁殖，提供了基本无菌的优势空间，缩短了好氧发酵的时间，有效的提高了好氧发酵的质量。城市污泥通过好氧发酵后，发酵产生的温度，使城市污泥的水份基本降至30％。城市污泥的气味消除，并达到熟化。为进一步干化城市污泥，好氧发酵后的城市污泥继续采用微波处理，快速烘干水份，使城市污泥水含量降到8％-15％。微波的二次处理除了再次降低水份，较彻底地灭菌外，还利用微波穿透力的高速能量，裂解城市污泥中粗纤维多糖高聚大分子，使其成为分子较小的低聚物和非结构碳水化合物，使基本成分为有机质的城市污泥成为商品化的可再生资源。从而为第二部分的恢复剂使用地生产做好基础.

退化土地修复剂中不完全分解的城市污泥和有机质溶胶物有较强的胶粘性，被施放到荒漠化的土地内，在不使土地板结的前题下，将大沙粒、微沙粒有机的结合起来，在恢复荒漠化土地为较高肥力土地的情况下，有效防止风对地表侵蚀。

以城市污泥为有机质的快速恢复剂施用在土壤中，有机质不单单是把荒漠化土地肥力提高，还使荒漠化土地的土壤结构也发生了根本变化，还表现于有机质较长时间保持有涵养水，使土壤水增加。

有益菌是荒漠化土地快速恢复剂中关键组分。

有益菌是光合菌、放射菌、酵母菌、乳酸菌、固氮菌等5个科，10个属80多种有效微生物组合而成，适用于饲养添加剂，垃圾和粪便处理剂、水质净化剂和空气除臭剂。

有益菌在荒漠化土地快速恢复剂的生产中，前期的作用是：通过好氧环境的快繁，增加城市污泥有机质的有效成份，后期作用是：通过厌氧环境的培养，不完全分解城市污泥，使城市污泥部分生成溶胶物。

有益菌在荒漠化土地快速恢复剂施用中的作用是：有益菌通过自身在有机质中的大量繁殖，改变土壤的结构和生物特性。进一步与生物炭形成土壤团粒，使土壤保持疏松，使土壤适合于植被的生长。

有益菌在土壤中大量繁殖生成，占领了其它微生物生存空间，抑制了其它微生物的繁殖，有效地防止植物病虫害的发生，并促进植物加速生长。

有益菌在土壤中大量繁殖、生存，最终使土壤成为适合植物生长的发酵型土壤，即还自然原貌的有机生态土壤。

有益菌对土壤结构改造的作用和对植物生长的作用，在荒漠化土地恢复中起到了关键的作用。

有益菌微生物菌群的特性，使荒漠化土地快速恢复剂成为了有广泛效果的生物制剂。

生物炭是荒漠化土地快速恢复剂中重要组份。

生物炭具有比表面积巨大的蜂窝状微孔结构，具有吸附和锁定土壤中化肥、农药污染和重金属残留的特性。恢复剂用生物炭净化土壤成份，消除化学物质的污染，从而使荒漠化土地产出了有机的植物。

生物炭为黑色物体，在土壤中吸收太阳的热线，提高土地温度加大昼夜温差，并使板结的土地反暄，使空气在土壤中流通，而大量的有益菌微生物在生物炭微孔中聚集衍生，行成以生物炭粒为核心与有机质、沙粒组成的团粒结构，避免有机质被风吹蚀。

生物炭有促进氮的生物固定作用和增加土壤水容量作用及调节植物对肥料的吸收等作用。

生物炭在荒漠化土地有机质快速恢复中，因其物理性能的独特，持续维护土壤生态有机的结构。

水体是荒漠化土地快速恢复剂中不可缺少的组份。

水在荒漠化土地及农业上的用途极为重要。

水体在荒漠化土地快速恢复剂中，将城市污泥、生物炭、有益菌有机的合成一体，荒漠化土地施用快速恢复剂后，由于水体的下渗作用，荒漠化土地快速恢复剂的各有效组分成阶梯状分布于土层中，得以稳定有效的发挥各组份的作用。

本发明是利用城市污泥再生资源的特性：增加土壤中的有机质含量，提高土壤有机的肥力。

利用生物炭的物理特性：吸附和锁定化学物的污染，净化土壤成分。

利用有益菌的特性：持续稳定的改造土壤结构，使荒漠化土地适合植物的生长。

利用水体的特性，将各有效组份在土层中较为合理的分布，促进荒漠化土地的恢复。

荒漠化土地快速恢复剂利用城市污泥、有益菌、生物炭、水体的特性，从而一次性的快速恢复荒漠化土地。

本发明荒漠化土地快速恢复剂与一种硅酸盐固沙剂、一种沥青固沙剂使用效果对比：

硅酸盐固沙剂可以将沙化土地表面固化，但土地板结近似于水泥地面，土地生态环境破坏严重；

沥青固沙剂在固沙的同时，将地表土层生态环境严重破坏，以不适合植物生长。

荒漠化土地恢复剂一步到位将荒漠化土地变成生态农田、草原和林场。

对比结果表明：荒漠化土地快速恢复剂与硅酸盐固沙剂和沥青固沙剂无可比性。

实施例：

第一部分：城市污泥产地处理。

来自污水处理含固率25％的脱水城市污泥，进入全密封并有负压气味消纳的生产线，首先将城市污泥进入储料仓，在重力的作用下，城市污泥进入储料仓底部缧旋挤压出料机，城市污泥成条状连续挤压进入隧道式微波灭菌机，经运行3-5分钟的灭菌和初烘干，然后进入搅拌机，城市污泥在搅拌机内加入有益菌种，并视此环节城市污泥的含固率，采用含水份15％以下的城市污泥干粉进行调整，调整含固率大于40％的城市污泥进入微生物快繁的好氧发酵程序。经机械化翻堆、发酵、升温、曝气、运行100小时-130小时，城市污泥熟化，气味基本消失，含固率提升到70％，城市污泥由输送机送入隧道微波烘干机，将水份降置8％-15％，在经输送机将干化的城市污泥送入粉碎机，粉碎到40目-50目，然后将城市污泥干粉计量、装袋、入库。

第二部分：恢复剂使用地生产。

在使用地的车间内，生产1吨荒漠化土地快速恢复剂时，将含有益菌母液3％的水体940公斤与城市污泥干粉50公斤、生物炭粉10公斤在搅拌机中搅拌3分钟，，混合均质的浆液由管道输送到带有搅拌装置的密封培养罐，保持温度25-30℃，每2小时启动搅拌2分钟，培养24小时-48小时，完成有益菌对城市污泥在厌氧环境中的不完全分解，经检查PH值为6.5-7.5，即培养正常，PH值超过8或低于6采用木醋液和石灰水，在搅拌中进行调整，使PH值保持正常范围。然后维持搅拌3分钟后，开启阀门，在继续搅拌中放出荒漠化土地快速恢复剂至罐车中待用。

荒漠化土地快速恢复剂施用过程如下：

荒漠化土地快速恢复剂适用于带有罐车的行走式农业机械或专用农机，对荒漠化土地进行沟灌，沟灌后可立即植草或种植农作物。

施用量：快速恢复荒漠化土地每亩用量20-40吨，改造退化农田每亩用量10吨-30吨，治理10公分沙层下含水大于3％的沙漠每亩用量大于40吨。施用量按城市污泥干粉计算，恢复荒漠化土地每亩用量1000公斤-2000公斤，改造劣质农田每亩用量500公斤-1500公斤，治理10公分沙层下含水大于3％的沙漠每亩用量大于2000公斤。

荒漠化土地快速恢复剂还适用于荒漠化土地植树造林、植乔木时，每个坑中可加入100公斤恢复剂，植權木时每个坑中可加入25公斤恢复剂，具体施用量根据地区不同有所加减，恢复剂可有效地提高植树的成活率。并长期稳定保持被植树林的茂盛生长。

荒漠化土地，退化土地及沙化严重的土地，施用荒漠化土地快速恢复剂后，土地的生态环境得到修复。一次性的迅速恢复荒漠化土地。

Claims (9)

1、一种荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：由富含有机质、基本无菌、熟化、干化、商品化的城市污泥粉和生物炭粉、有益菌与水体合成的浆液状生物制剂。

2、根据权利要求1所述的荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：浆液状生物制剂是在厌氧密封的环境中合成。

3、根据权利要求1所述的荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：合成浆液时有机质物体不完全分解，部分生成有机溶胶物。

4、根据权利要求1所述的荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：富含有机质的城市污泥可以用其它富含有机物质的有机废弃物替代。

5、根据权利要求1所述的荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：城市污泥是通过微波处理达到灭菌。

6、根据权利要求1所述的荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：初次灭菌后的城市污泥是通过微生物发酵达到熟化。

7、根据权利要求1所述的荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：初次灭菌和熟化后的城市污泥再次通过微波处理达到基本无菌的干化。

8、根据权利要求1所述的荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：干化的城市污泥经粉碎，成为商品化的城市污泥粉。

9、根据权利要求1所述的荒漠化土地快速恢复剂，其特征是：在有益菌添加下完成城市污泥发酵熟化和厌氧合成。