[发明专利]一种生物炭生物腐植酸复合土壤改良剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤改良剂技术领域，尤其涉及一种生物炭生物腐植酸复合土壤改良剂的制备方法。

背景技术

随着工商业的发展，人口的增加，由人类活动导致的生态环境恶化问题愈加严重，其中，土壤重金属污染问题尤为突出。土壤重金属污染是指由于人类活动使土壤中重金属含量明显高于其自然状态的含量，并造成生态环境质量恶化的现象。重金属在土壤中以不同的化学形态存在，能在土壤中积累、迁移，并富集在作物上，直接或间接地影响了人类健康。由此可见，土壤重金属污染已成为亟待解决的主要问题。

生物有机质可以吸附和固定土壤中重金属离子，低土壤中重金属的有效性。其中水溶性腐植酸是用于治理重金属污染土壤的主要有机质之一，它能与土壤重金属离子螯合镉在土壤中的活性。但是市面上的腐植酸多由矿物成分制成，矿化程度高，不容易溶于水，利用甘蔗渣进行发酵制备成生物腐植酸，可以使甘蔗渣废弃物得到有效地利用。生物炭是富碳有机质的生物质在一定温度下(300 -700 ℃) ，在无氧或缺氧条件下通过热处理得到的固体残留物，具有富含碳素、多孔结构、高度芳香化、较为稳定等特点，能有效的改良土壤结构、保持水分和养分、固定碳素和修复土壤等，并且在控制温室气体排放、有机废弃物资源利用、修复受污染的水体等方面均可以发挥重要作用。为了更好的解决重金属污染土壤的修复问题，需要对生物腐植酸以及生物炭的制备工艺进行进一步的改进，以满足低碳环保、高效、以废治废的目的。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种生物炭生物腐植酸复合土壤改良剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种生物炭生物腐植酸复合土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）将污水厂剩余污泥放置在室外进行风干，然后过100目筛待用；将碎茶渣放入烘箱中以70-80℃干燥2-3小时，冷却后取出，过100目筛待用；

（2）将干燥后的污水厂剩余污泥与碎茶渣放入坩埚中，混合均匀后送入马弗炉中，缓慢加热至300-350℃，热解100-120分钟，冷却至室温后取出得生物炭；

（3）将甘蔗渣用粉碎机粉碎，过35-40目筛后放入混料机中，加入甘蔗渣质量2-3%的尿素、适量水，控制混合料的含水量为50-55%，搅拌均与后继续加入甘蔗渣质量5-7%的复合菌种，以400-500转/分的速度室温下充分搅拌30-40分钟；

（4）将步骤（3）搅拌后的混合物料置入发酵槽中进行发酵，控制温度在28-30℃恒温发酵20-25天，结束发酵，最后将发酵产物放入低温真空干燥箱中以3-5℃进行干燥，粉碎，过100目筛，得到生物腐植酸；

（5）将步骤（2）得到的生物炭与步骤（4）得到的生物腐植酸常温下混合均匀，即可。

一种生物炭生物腐植酸复合土壤改良剂的制备方法，步骤（1）所述的污水厂剩余污泥风干后的含水率为7-8%，碎茶渣烘干后的含水率为4-5%。

一种生物炭生物腐植酸复合土壤改良剂的制备方法，所述的一种生物炭生物腐植酸复合土壤改良剂的制备方法，步骤（2）所述的干燥后的污水厂剩余污泥、干燥后的碎茶渣与步骤（3）所述的甘蔗渣的质量配比为3:7:10。

一种生物炭生物腐植酸复合土壤改良剂的制备方法，步骤（3）所述的所述的复合菌种是指木霉、链霉菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌的混合菌种，且有效活菌总数≥100亿/g。

木霉、链霉菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌，添加量分别占复合菌种有效活菌总数的10-30%、5-15%、40-60%、5-10%。

本发明的优点是：本发明通过碎茶渣与污水厂剩余污泥进行热解成炭，通过科学合理的成分配比，提高了有机质的含量，通过热解，混合物中部分成分变为灰分，碎茶渣部分纤维素在热解过程中链状大分子之间的横向结合被破坏，胶束之间及胶束内部的空隙增加，形成表面空隙结构较发达的生物炭，通过合理调整热解停留时间，避免对形成的孔结构进行破坏，从而提高了产物的吸附能力。

本发明利用木霉、链霉菌、地衣芽孢杆菌与酵母菌的复配，对甘蔗渣中的木质素、纤维素具有较强的分解能力，成为复合菌种生长碳源，通过恒温发酵，得到富含黄腐酸、大量活体益生菌群、有机质、氨基酸的生物腐殖酸。

本发明通过一系列的工艺步骤将生物炭与生物腐殖酸复配制成土壤改良剂，具有一定的水溶性，可以沉淀和吸附土壤中的重金属离子，通过离子交换达到土壤改良的效果，本发明成本低廉，采用废弃物为主要原料，以废治废，工艺便于控制，制成的产品生物活性高，不会对环境造成二次污染，值得推广。

具体实施方式