[发明专利]生物质炭耦合微生物的土壤改良剂制备系统

说明书

本发明公开了生物质炭耦合微生物的土壤改良剂制备系统，包括原料预处理装置、热解炭化装置、微生物扩培装置、输送调配装置和PLC控制装置。原料预处理装置包括原料破碎结构和调质搅拌结构。热解炭化装置包括热解炭化炉。微生物扩培装置包括微生物发酵罐，微生物发酵罐内设置有pH探头、ORP探头、温控探头、DO探头和搅拌结构，微生物发酵罐外部连接有通氧控制装置，微生物发酵罐下方设置有微生物菌剂储存罐。输送调配装置包括相互连接的循环传送带和输送传送带，输送传送带上方设置有微生物喷淋装置，输送传送带和循环传送带的连接处设置有滚筒搅拌装置。PLC控制装置电性连接原料预处理装置、热解炭化装置、微生物扩培装置和输送调配装置。

技术领域

本发明涉及生物质资源利用和土壤改良领域，尤其涉及一种生物质炭耦合微生物的土壤改良剂制备系统。

背景技术

随着经济的持续发展，人类对土壤不合理利用导致土壤退化问题日益严重，主要表现为土壤硬化、盐碱化、酸化、化学污染和侵蚀等，严重限制了土地的生产力。

全世界拥有耕地7.3亿hm²，但平均每年有近500万hm²的土地退化而不能生产粮食。因此，如何保持土壤质量、改善酸碱土壤、解除土壤毒性、减少土传病害传播，成为人们关注的焦点。

改良土壤性状有多种办法，如深耕细作与少耕免耕相结合、扩种绿肥、增施有机肥、合理轮作、稻秆还田及覆盖等措施，而应用土壤改良剂则是快速改善土壤环境、修复退化土壤的重要措施之一，它可以促进土壤团粒的形成、改良土壤结构、提高肥力、保护耕层土壤、改善土壤保水保肥性、提高粮食产量。

同时，我国作为农业大国，农作物秸秆等生物质类废弃物资源十分丰富，以生物质类废弃物为原料做土壤有机质肥是资源化利用的新途径。

生物质炭是生物质在缺氧或厌氧条件下经炭化热裂解所得的一类具有高度芳香化物质。生物质炭主要是以碳、氢、氧元素组成，其次是灰分元素，主要是钾、钙、钠、镁、硅、硫等矿质元素及其他一些元素，生物质炭碳含量很高，一般为40-75％。研究表明，生物质炭具有复杂的多孔隙结构和较大的比表面积，对质地较粘土壤可增大土壤通透性，改善土壤结构；施入土壤可吸附更多的水分和养分离子，提高土壤持水性能和养分吸持能力，提高养分利用率；同时生物质炭一般呈黑色，多孔隙结构可吸收一定量可溶性有机化合物、矿物质及水分，施入土壤可增深土壤颜色，增加土壤吸热能力。通过添加部分微生物可明显改善土壤微生物群落结构，同样提高土壤改良剂效果，使土壤肥力呈缓慢而恒稳提高。

因此，如何将废弃生物质合理利用起来，并达到改善土地质量，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明实施方式提供的生物质炭耦合微生物的土壤改良剂制备系统，包括原料预处理装置、热解炭化装置、微生物扩培装置、输送调配装置和PLC控制装置，原料预处理装置包括原料破碎结构和调质搅拌结构，生物质类废弃物经原料破碎结构破碎后，加入调质剂，在调质搅拌结构中进行调质预处理；热解炭化装置包括热解炭化炉，调质预处理后的生物质类废弃物在热解炭化炉中炭化并进入破碎装置进行破碎；微生物扩培装置包括微生物发酵罐，微生物发酵罐内设置有pH探头、ORP探头、温控探头、DO探头和搅拌结构，微生物发酵罐外部连接有通氧控制结构，微生物发酵罐下方设置有微生物菌剂储存罐，微生物菌剂储存罐可以暂存微生物菌剂，输送调配装置包括相互连接的循环传送带和输送传送带，输送传送带上方设置有微生物喷淋结构，输送传送带和循环传送带的连接处设置有滚筒搅拌结构；PLC控制装置电性连接原料预处理装置、热解炭化装置、微生物扩培装置和输送调配装置。

本发明中的生物质类废弃物热解炭化形成的多孔隙结构，生物质炭加快对土壤化学性质的改良，同时微生物菌剂加速土壤有机物的分解转化，吸收微生物菌剂，改善土壤微生物代谢情况，增强土壤肥力和代谢。同时，本发明集生物质预处理、炭化、微生物扩培、输送调配为一体，可连续生产、产生量大、产品稳定，可进行规模化应用。

进一步地，调质搅拌结构连通有调质物料仓，调质物料仓中预存有调质剂。