一种利用燃煤脱硫产物改良碱性土壤的方法技术

一种利用燃煤脱硫产物改良碱性土壤的方法，涉及一种利用燃煤脱硫产物对碱性土壤进行改良的方法。该改良方法首先对土样进行采样，通过化验，计算出Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］、ＮａＨＣＯ↓［３］、Ｍｇ（ＨＣＯ↓［３］）↓［２］、±）Ｎａ和±）Ｍｇ的量；根据公式，计算出改良所需的ＣａＳＯ↓［４］的摩尔量；再根据燃煤脱硫产物的成分，计算得到脱硫产物的需要量。然后将脱硫产物按图斑馓施地表，进行灌溉，并且采用和正常土地相同的田间管理措施。本发明专利技术和现有技术相比，具有改良速度快、效果好的优点。能够显著改善土壤特性，增加作物产量，具有良好的经济、社会和环境效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种土壤改良工艺，尤其涉及一种利用燃煤脱硫产物对碱性土壤进行改良的方法，属于土壤改良

技术介绍
燃煤脱硫产物的主要成份为石膏(CaSO4·2H2O)或其与亚硫酸钙的混合物，还有一定量的粉煤灰渣。其中硫酸钙(石膏)为普通的建筑材料，而亚硫酸钙则为废弃物，且由于其不稳定，极易对环境造成二次污染。实际上，由于我国是一个富产石膏的国家，以及脱硫后生成的石膏含有大量的水分和灰渣等杂质，不能直接作为建筑材料使用，必须经过进一步的净化及脱水处理才能使用。因此，失去了它在市场上的竞争力，因而它通常也是被作为废物丢弃的。目前，电厂处理脱硫产物的方法主要是土地填埋、贮灰池存储。而每处置1万吨脱硫副产物，火电厂需要征地200m2，灰场运行费投入2～8万元，运灰费2～5万元。因此，无论从环境保护还是经济方面的考虑，对燃煤脱硫产物进行有效的利用，都是值得研究的课题。目前治理盐碱地的措施一般有水利改良措施(灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等)、农业改良措施(平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等)、生物改良措施(种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等)和化学改良措施(施用改良物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等)四个方面。前人利用石膏改良土壤时，计算石膏施用量主要考虑交换性钠减去碱化度的5％或10％所求出的交换性钠的差值，作为石膏施用量的依据，对于Na2CO3、NaHCO3，数量多时就计入石膏施用量，少则忽略，没有考虑将交换性镁也计入计算之中，这样得到的石膏施用量就要少于实际改良所需要的量，影响到改良的效果。
技术实现思路
本专利技术一方面使燃煤脱硫产物得到经济有效的利用，变废为宝，另一方面提供一种改良速度快，效果好，用水量少，经济性好，具有良好的应用前景的碱性土壤改良方法。本专利技术的技术方案如下，该方法包括如下步骤1)对待改良土壤进行采样，经阴干，过筛，然后按重量比为1∶1进行水土混合；取提取液，化验其中的CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+和Na+离子的含量；并用斯木卡法，测定其中交换性阳离子K、Na、Ca、Mg的含量，从而计算出Na2CO3、NaHCO3、Mg(HCO3)2、±)Na和±)Mg的量；2).利用公式1/2±)Na+±)Mg+Mg(HCO3)2+Na2CO3+1/2NaHCO3，计算出待改良土壤所需要的CaSO4的摩尔量；3).根据步骤2)所得到的CaSO4摩尔量以及脱硫产物量所含CaSO4·2H2O的多少，计算得到待改良土壤所需的脱硫产物量 碱化度为10～20％轻度碱化土壤1200～1500公斤/亩；碱化度20～30％的中度碱化土为1500-2000公斤/亩；碱化度＞30％的重度碱化土壤为2000-5000公斤/亩；4)将脱硫产物按图斑撒施地表，对于轻度和中度碱化土壤，在春天施入，当年种植作物；对于重度碱化土壤，在夏季施入，当年不进行种植，第二年开始种植；施入时用旋耕犁翻耕混合，翻耕深度为20～40cm，使脱硫产物与土壤充分混合；5)脱硫产物施入以后进行灌溉，之后和正常土地一样进行田间管理和农业生产。上述步骤5)中所述的脱硫产物施入以后进行灌溉，其灌溉水量控制在100～200立方/亩。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果本专利技术利用燃煤脱硫产物对碱性土壤进行改良，变废为宝，具有良好的社会和经济效益。在计算石膏施用量中，考虑了Na2CO3、NaHCO3、Mg(HCO3)2，交换性钠和交换性镁的量，因而改良速度快，效果明显。从对土壤特性的影响来看，脱硫产物能中和土壤碱性，降低土壤pH值和土壤碱化度，降低土壤容重，改善土壤水分物理性状，增加土壤团粒结构，并提供了大量的Ca、S营养。从改良的结果看，处理区比对照区出苗率提高10％-75％，生物产量提高48.8％-932％，籽粒产量平均提高48.8％-79.1％，总体上土壤碱化程度越高，改良效果越明显。从经济效益方面来看，对于中度碱化区，改良后的净收益是改良前的4.6倍；对于重度碱化区，改良前的净收益为负值，而改良后的净收益可以达到每亩470元以上。具体实施例方式首先对待改良土壤进行采样，经阴干，过筛，然后按重量比为1∶1进行水土混合；取提取液，化验八大离子，即CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+和Na+离子含量，在用斯木卡法，测定交换性阳离子K、Na、Ca、Mg的含量，从而计算出Na2CO3、NaHCO3、Mg(HCO3)2，交换性钠和交换性镁的量；利用公式1/2±)Na+±)Mg+Mg(HCO3)2+Na2CO3+1/2NaHCO3，计算出待改良土壤所需要的CaSO4的摩尔量；主要化学反应方程式如下 由于一般燃煤烟气脱硫工艺得到的脱硫产物所含CaSO4·2H2O的量约占脱硫产物总重量的75％以上，根据所得到的CaSO4的摩尔量(CaSO4施用量)，可以计算得到所需的脱硫产物量。本专利技术确定的脱硫产物施用量为轻度碱化土壤(碱化度10-20％)为1200-1500公斤/亩；中度碱化土壤(碱化度20～30％)为1500-2000公斤/亩；重度碱化土壤(碱化度＞30％)为2000-5000公斤/亩。将脱硫产物按图斑撒施地表，对于轻度和中度碱化土壤，在春天施入，当年就可以种植作物；对于重度碱化土壤，在夏季施入，当年不进行种植。用旋耕犁翻耕混合，翻耕深度为20～40cm，使脱硫产物与土壤充分混合，脱硫产物施入以后进行灌溉，灌溉水量控制在150方/亩，以溶解改良剂，使其与土壤作用。之后采取和其它正常土壤一样的田间管理措施，进行农业生产。从第二年开始，不必再进行改良，可继续进行正常的农业生产，改良效果在10年以上。实施例1轻度碱化土壤对于碱化度为10％的土壤，采用上述方法，脱硫产物施用量为1212公斤/亩，翻耕深度为20cm，灌溉水量控制在150立方/亩，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。当年出苗率为100％，籽粒产量为584公斤/亩，比对照区提高60.4％。对于减化度为17％，采用上述方法，脱硫产物施用量为1500公斤/亩，翻耕深度为20cm，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。出苗率为100％，籽粒产量为621公斤/亩，比对照区提高70％。实施例2中度碱化土壤对于减化度为20％的土壤，采用上述方法，脱硫产物施用量为1560公斤/亩，翻耕深度为20cm，灌溉水量控制在200立方/亩，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。当年出苗率为100％，籽粒产量为748公斤/亩，比对照区提高67％。对于碱化度为28％的土壤，采用上述方法，脱硫产物施用量为2067公斤/亩，翻耕深度为20cm，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。当年出苗率为100％，籽粒产量为848公斤/亩，比对照区提高90％。实施例3重度碱化土壤对于碱化度约为32％的土壤，采用上述方法，脱硫产物施用量为2230公斤/亩，翻耕深度20cm，灌溉水量控制在100立方/亩，200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用燃煤脱硫产物改良碱性土壤的方法，该方法包括如下步骤：１）对待改良土壤进行采样，经阴干，过筛，然后按重量比为１∶１进行水土混合；取提取液，化验其中的ＣＯ↓［３］↑［２－］、ＨＣＯ↓［３］↑［－］、ＳＯ↓［４］↑［２－］、Ｃｌ↑ ［－］、Ｃａ↑［２＋］、Ｍｇ↑［２＋］、Ｋ↑［＋］和Ｎａ↑［＋］离子的含量；并用斯木卡法，测定其中交换性阳离子Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ的含量，从而计算出Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］、ＮａＨＣＯ↓［３］、Ｍｇ（ＨＣＯ↓［３］）↓［２］、±）Ｎａ和±）Ｍｇ的量；２）．利用公式１／２±）Ｎａ＋±）Ｍｇ＋Ｍｇ（ＨＣＯ↓［３］）↓［２］＋Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］＋１／２ＮａＨＣＯ↓［３］，计算出待改良土壤所需要的ＣａＳＯ↓［４］的摩尔量；３）．根据步骤２）所得到的ＣａＳＯ↓［４ ］摩尔量以及脱硫产物量所含ＣａＳＯ↓［４］.２Ｈ↓［２］Ｏ的多少，计算得到待改良土壤所需的脱硫产物量：碱化度为１０～２０％轻度碱化土壤１２００～１５００公斤／亩；碱化度２０～３０％的中度碱化土为１５００－２０００公斤／亩；　 　碱化度＞３０％的重度碱化土壤为２０００－５０００公斤／亩；４）将脱硫产物按图斑撒施地表，对于轻度和中度碱化土壤，在春天施入，当年种植作物；对于重度碱化土壤，在夏季施入，当年不进行种植，第二年开始种植；施入时用翻耕土地，翻耕深度 为２０～４０ｃｍ，使脱硫产物与土壤充分混合；５）脱硫产物施入以后进行灌溉，之后和正常土地一样进行田间管理和农业生产。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌和，徐旭常，乌力更，王淑娟，李跃进，李彦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]