一种新型沙漠土壤改良剂的制备以及使用方法技术

本发明专利技术涉及农业土壤改良技术领域，具体涉及一种大分子土壤改良剂的制备方法；所述的大分子土壤改良剂的组成为：质量份数为40‑60份的活性碳酸钙粉末、20‑30份的丙烯酸钾、15‑20份的苯乙烯、6‑8份的2、4‑乙二烯二甲酯、3‑5份的酸碱调节剂、10‑20份的辅助剂、3‑5份的引发剂、4‑6份的还原剂、100‑200份的水、60‑80份的强酸；本发明专利技术是通过加入的物质，在活性碳酸钙粉末表面形成大分子的网络状结构，然后使用强酸将活性碳酸钙进行溶解，从而制备成了中空的网络状大分子结构，使其在使用后，能够把盐碱地中的可溶性离子等以及土壤中的重金属离子吸附，形成不溶于水的固体颗粒，从而达到降低盐碱地土壤中盐和重金属的含量，达到改善土壤的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新型沙漠土壤改良剂的制备以及使用方法
本专利技术涉及沙漠土壤治理
，尤其涉及一种新型沙漠土壤改良剂的制备以及使用方法。
技术介绍
中国的沙漠，包括戈壁以及半干旱地区的沙地在内的中国的沙漠总面积达130.8万平方公里，约占全国土地总面积的13.6％。其中沙质荒漠占45.3％，沙地占11.2％，戈壁占43.5。在沙质荒漠以及沙地面积中，流动沙丘占62.4，半固定、固定沙丘占33.6，风蚀地占4％。在戈壁中，以剥蚀作用为主的戈壁占戈壁总面积32％，余为以洪积冲积作用为主的戈壁。据不完全统计，全世界的沙漠还在以很快的速度在增加，所以治理沙漠是全世界国家和人民的义务。目前，沙漠治理额方法主要是种植生态林来治沙，但是由于沙漠地区土壤条件有限，用水量大且植被的种植效果差，因此，迫切需要开发能够改良沙漠土壤的方法或者改良剂。改良沙漠土壤必须解决土壤中水渗漏蒸发快、土壤中缺少有机质及肥力的问题，改变土壤为散状结构不聚拢的状况。我国污泥产量逐年加大，且污泥妥善处理处置率很低。但污泥中富含氮、磷和植物必须的微量元素，使污泥成为一种极具潜力的肥料；富含的有机物和污泥脱水车间投加的PAM等药剂，又使得污泥成为一种极具潜力的土壤改良剂。公开号为CN106489340A的中国专利公开了一种污泥与沙漠土壤掺混改良沙漠土壤的装置及方法其中直接采用污水厂污泥与沙漠土壤进行混掺，虽然可以基本实现沙漠土壤的改良，然而由于污水厂污泥含有一定量的重金属，而且不经过处理直接与沙漠土壤进行混掺，也会有适量的病菌危害以及有害有机物污染，这就造成另一种方面的危害。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种新型沙漠土壤改良剂的制备以及使用方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种新型沙漠土壤改良剂的制备以及使用方法，包括以下具体步骤：(1)城市污泥静置降解1.5-2天后，使其总固体悬浮浓度达到15000-20000mg/L之间，然后添加0.03-0.05mol/L硝酸进行搅拌30-40分钟，将搅拌均匀后的污泥进行超声粉碎后，以4000-4500转/分的速度离心30-分钟，最后放入鼓风干燥箱中以30-40℃的温度干燥40-50分钟，到去除重金属的城市污泥粉待用；(2)将凹凸棒原土进行粉碎，过100目筛后得到凹凸棒土粉末用硫酸进行改性，得到酸改性凹凸棒土待用；将酸改性凹凸棒土加入10-12倍量的去离子水中，然后加入适量丙烯酰胺，搅拌均匀后加入引发剂过硫酸钾以及交联剂N-N’亚甲基丙烯酰胺，通氮除氧20-30分钟后在50-55℃的水浴中将水溶液聚合2.5-3小时，得到聚合产物；(3)将步骤(2)得到的聚合产物最后将聚合产物粉碎后称取适量，按照1:(5-6)的固液比加入1.5mol/L的氢氧化钠溶液中，升温至70-75℃皂化90-120分钟，加入反应物总量4-5倍量的去离子水，搅拌均匀后烘干，粉碎，得到凹凸棒土基高分子固沙粉末；(4)按照比例将植物胶粉与去除重金属的城市污泥粉、凹凸棒土基高分子固沙粉末进行复配，混合均匀，得到沙漠土壤改良剂。一种新型沙漠土壤改良剂的制备方法，步骤(1)所述的添加硝酸，是指在添加硝酸后污泥中的硝酸浓度控制在0.01-0.1mol/L之间，本专利技术进一步优选地，硝酸浓度为0.05mol/L。一种新型沙漠土壤改良剂的制备方法，步骤(1)所述的超声粉碎，具体条件为超声频率控制在20-40KHz之间，超声功率密度为2-2.4W/mL之间，超声时间为25-35min，本专利技术进一步优选地超声波频率为30KHz，超声波功率密度为2.2W/mL，超声时间30min。一种新型沙漠土壤改良剂的制备方法，步骤(2)所述的用硫酸对凹凸棒土粉末进行改性，具体操作为：将按照1:10的固液比将凹凸棒土粉与硫酸混合，常温下搅拌反应10-12小时后用去离子水洗涤2-3次后置于恒温干燥装置中以105-110℃下烘干，研磨过200目筛，即得。一种新型沙漠土壤改良剂的制备方法，步骤(3)所述的丙烯酰胺的添加量为酸改性凹凸棒土质量的10倍；所述的引发剂过硫酸钾的添加量为酸改性凹凸棒土质量的0.013％；所述的交联剂N-N’亚甲基丙烯酰胺的添加量为酸改性凹凸棒土质量的0.01％。通过采用上述技术方案进行新型沙漠土壤改良的的制备，首先进行原料之一的城市污泥的处理：将城市污泥静置自然沉降一段时间后使其总固体悬浮物浓度达到理想的浓度，再加入硝酸酸化，将污泥中的部分重金属溶解释放，然后在适宜的超声条件下，通过超声作用将污泥中重金属溶出，达到去除污泥重金属的目的，这种处理方法的反应条件温和，使用的工艺便于工业控制，而且由于硝酸的加入补充了污泥的氮源，处理后的污泥营养没有明显的流失，而且城市污泥的营养丰富，具有良好的锁水效果，不会轻易将水分流失，特别适合用作沙漠土壤的治理。其次，进行酸改性凹凸棒土高分子基固沙粉末的制备：由于凹凸棒土特殊的链层状晶体结构，该结构使凹凸棒土具有许多独特的物理化学性质，凹凸棒土经酸改性后带有活性羟基，通过与聚丙烯酰胺、过硫酸钾等成分进行聚合反应，可以通过吸附架桥作用在改性凹凸棒土引入高分子基团，使其具有更好的吸水性、保水性以及吸附性。最后，通过合理的成分配比进行改良的复配，采用植物胶粉作为粘结剂，不会存在高分子不可降解的危害，三者复配，进一步提高了改良剂的粘附性、保水性。一种新型沙漠土壤改良剂的制备方法，步骤(4)所述的按照比例将植物胶粉与去除重金属的城市污泥粉、凹凸棒土基高分子固沙粉末进行复配，是指按照1:2:1的比例进行复配，其中所述的植物胶粉，是指阿拉伯树胶、糯米胶、淀粉胶、桃胶、松香胶中的一种。一种新型沙漠土壤改良剂的使用方法，是将制备出的新型沙漠土壤改良剂按一定的比例与沙土、植物生长必须的肥料混合均匀，制成混合沙土待用；将沙土的表层下掩埋一层地膜，然后将混合沙土均匀铺洒在已经掩埋地膜的沙漠表面，混合沙土的铺洒层的厚度为8-12cm，然后用水将铺洒层均匀浇湿，即可进行绿植的栽培。一种新型沙漠土壤改良剂的使用方法，所述的按一定的比例将改良剂与沙土、植物生长必须的肥料混合均匀，是指按照每吨沙土加入10千克左右的改良剂、2千克左右的肥料进行混合。一种新型沙漠土壤改良剂的使用方法，所述的植物生长必须的肥料，是指植物生长所需的传统的复合肥料。一种新型沙漠土壤改良剂的使用方法，所述的可降解地膜为特制的带有微孔的聚乙烯薄膜，掩埋深度控制沙土表层下30-40厘米。通过采用上述技术方案进行新型沙漠土壤改良剂的使用，首先在要改良的沙漠表层下30-40厘米的深处覆盖一层带有微孔的地膜，能够有效阻止表层沙土中水分的下渗，保持土壤表层的水分；将新型改良剂与沙土按照合理的比例进行混合后重新覆盖在沙土表层，通过洒水均匀浇透以后，沙土表层会含有丰富的水分；将两种处理进行有效的结合，进一步确保了沙漠土壤表层含水量，从而可以进行下一步的绿植的种植。本专利技术的优点是：本专利技术制备的新型沙漠土壤改良剂将铺洒层的沙土粘结在一起，在地表形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型沙漠土壤改良剂的制备以及使用方法，其特征在于，包括以下具体步骤：/n(1)将城市污泥静置降解1.5-2天后，使其总固体悬浮浓度达到15000-20000mg/L之间，然后添加0.03-0.05mol/L硝酸进行搅拌30-40分钟，将搅拌均匀后的污泥进行超声粉碎后，以4000-4500转/分的速度离心30分钟，最后放入鼓风干燥箱中以30-40℃的温度干燥40-50分钟，到去除重金属的城市污泥粉待用；/n(2)将凹凸棒原土进行粉碎，过100目筛后得到凹凸棒土粉末用硫酸进行改性，得到酸改性凹凸棒土待用；将酸改性凹凸棒土加入10-12倍量的去离子水中，然后加入适量丙烯酰胺，搅拌均匀后加入引发剂过硫酸钾以及交联剂N-N’亚甲基丙烯酰胺，通氮除氧20-30分钟后在50-55℃的水浴中将水溶液聚合2.5-3小时，得到聚合产物；/n(3)将步骤(2)得到的聚合产物最后将聚合产物粉碎后称取适量，按照1:(5-6)的固液比加入1.5mol/L的氢氧化钠溶液中，升温至70-75℃皂化90-120分钟，加入反应物总量4-5倍量的去离子水，搅拌均匀后烘干，粉碎，得到凹凸棒土基高分子固沙粉末；/n(4)按照比例将植物胶粉与去除重金属的城市污泥粉、凹凸棒土基高分子固沙粉末进行复配，混合均匀，得到沙漠土壤改良剂。/n...

【技术特征摘要】
1.一种新型沙漠土壤改良剂的制备以及使用方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
(1)将城市污泥静置降解1.5-2天后，使其总固体悬浮浓度达到15000-20000mg/L之间，然后添加0.03-0.05mol/L硝酸进行搅拌30-40分钟，将搅拌均匀后的污泥进行超声粉碎后，以4000-4500转/分的速度离心30分钟，最后放入鼓风干燥箱中以30-40℃的温度干燥40-50分钟，到去除重金属的城市污泥粉待用；
(2)将凹凸棒原土进行粉碎，过100目筛后得到凹凸棒土粉末用硫酸进行改性，得到酸改性凹凸棒土待用；将酸改性凹凸棒土加入10-12倍量的去离子水中，然后加入适量丙烯酰胺，搅拌均匀后加入引发剂过硫酸钾以及交联剂N-N’亚甲基丙烯酰胺，通氮除氧20-30分钟后在50-55℃的水浴中将水溶液聚合2.5-3小时，得到聚合产物；
(3)将步骤(2)得到的聚合产物最后将聚合产物粉碎后称取适量，按照1:(5-6)的固液比加入1.5mol/L的氢氧化钠溶液中，升温至70-75℃皂化90-120分钟，加入反应物总量4-5倍量的去离子水，搅拌均匀后烘干，粉碎，得到凹凸棒土基高分子固沙粉末；
(4)按照比例将植物胶粉与去除重金属的城市污泥粉、凹凸棒土基高分子固沙粉末进行复配，混合均匀，得到沙漠土壤改良剂。


2.根据权利要求1所述的一种新型沙漠土壤改良剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的添加硝酸，是指在添加硝酸后污泥中的硝酸浓度控制在0.01-0.1mol/L之间。


3.根据权利要求1所述的一种新型沙漠土壤改良剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的超声粉碎，具体条件为超声频率控制在20-40KHz之间，超声功率密度为2-2.4W/mL之间，超声时间为25-35min。


4.根据权利要求1所述的一种新型沙漠土壤改良剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的用硫酸对凹凸棒土粉末进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆宇，田鹏，王世刚，王铝浓，万金珍，
申请(专利权)人：兴安盟隆华农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15