一种生物炭基酸性土壤调理剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及土壤调理技术领域，具体公开了一种生物炭基酸性土壤调理剂及其应用。所述生物炭基酸性土壤调理剂以占所述土壤质量的百分比计，由以下成分组成：碱性添加剂1.5

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭基酸性土壤调理剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及土壤调理
，具体为一种生物炭基酸性土壤调理剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]土壤酸化会导致土壤中氢离子数量的增加，土壤颗粒表面盐基离子的损失，引起铝离子和有机重金属的活化，促进病原菌的滋生，抑制有益微生物的生长和活动，破坏土壤微生物群落结构，严重影响土壤有机质的分解和营养元素的循环，最终导致土壤退化，降低作物产量。
[0003]酸性土壤调理剂对平衡土壤酸碱度有显著效果，特别是针对解决土壤因长期使用酸性肥料而引起酸化。虽然现有的酸性土壤调理剂具备一定的土壤酸度调理效果，但功能单一，无法为植物的生长发育提供必要的养分，而导致增产幅度不高，综合性能不佳。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种生物炭基酸性土壤调理剂及其制备方法和应用，解决了现有的酸性土壤调理剂只具备一定的土壤酸碱度调理效果，功能较为单一，且无法为植物的生长发育提供必要的养分，而导致增产幅度不高，综合性能不佳的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术具体采用以下技术方案：
[0006]一种生物炭基酸性土壤调理剂，所述酸性土壤调理剂用于添加到土壤中对土壤进行调理，以占所述土壤质量的百分比计，所述生物炭基酸性土壤调理剂由以下成分组成：碱性添加剂1.5
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3.0％、复合生物炭0.5
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1.0％、有机肥0.5
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1.0％、微生物制剂0.1％。
[0007]进一步地，所述碱性添加剂为磷化工中获得的碱渣经过高温杀菌后所得，所述碱性添加剂的基本理化性质为：pH为8.5
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9.0，磷酸铵镁≥50％，磷酸钙和磷酸氢钙≥20％，氢氧化钙≥10％。
[0008]所述磷化工中获得的碱渣是从一种磷化工渣场渗滤液中回收N、P资源的工艺中得到，所述一种磷化工渣场渗滤液中回收N、P资源的工艺是在磷酸铵镁脱氮除磷工艺(即传统磷酸铵镁法)的基础上进行优化改进得到。
[0009]传统磷酸铵镁法是指一种有效去除废水中高浓度氨氮和高浓度磷酸盐的技术。这套工艺在水中铵根与磷酸根都超标的情况下最适宜使用，通过调控污水pH以及投加氯化镁就能同时去除这两种污染物，可以说是一举多得。但是这套工艺不好控制，磷酸铵镁的分子式是Mg(NH4)PO4·
6H2O，也就是说，理论上要完全沉淀，要求水中的Mg：NH4：PO4接近1：1：1，但是实际上磷化工渗滤液中污染物的含量是易变的，铵根与磷酸根的比例不可能达到1：1，因此就需要额外增加药剂，比如说投加氯化铵提供氮源或者投加磷酸钠提供磷源等，对废水中的组成进行调节，但是这种做法得不偿失，既会增加成本，又会增加水质超标的风险。传统的磷酸铵镁法对废水中氨氮和磷酸盐的去除效率只有75％，去除效率低，无法使处理后的废水达标排放。
[0010]本专利技术一种磷化工渣场渗滤液中回收N、P资源的工艺对传统磷酸铵镁法进行了改进，采用两级反应系统从磷化工渣场渗滤液中回收N、P资源。一级反应系统为调节渗滤液pH(通过投加石灰乳和液碱调节)，利用渗滤液自带的三种组分(磷酸盐、氨氮、镁离子)进行反应，若渗滤液中镁离子含量低于磷酸盐的含量且低于氨氮的含量时，可适当补充镁盐，等磷酸铵镁法反应完全，回收得到碱渣，渗滤液中大部分的氨氮、磷酸盐都被反应掉了，但还是会有一部分磷酸盐和氨氮没有除尽。残留的磷酸盐和氨氮进入二级反应系统，利用次氯酸钠和氯化钙去除，回收得到碱渣。相对传统磷酸铵镁法，改进后的工艺，不需要额外投加药剂(氮源、磷源)，废水中多余的磷酸盐利用石灰乳、氯化钙去除，多余的氨氮利用次氯酸钠氧化去除。这套工艺在做到降低成本的同时，既能将磷化工渣场渗滤液处理成地表水三类水，氨氮和磷酸盐的去除效率达到99％以上，又能从渗滤液中回收N、P资源，做到资源的循环利用。
[0011]上述从一级反应系统得到的碱渣，经过纯水漂洗、过滤、烘干，得到碱性添加剂粗品；进一步，经过高温杀菌、冷却至室温后研磨过0.45mm的筛，得到碱性添加剂。
[0012]需要说明的是：将碱性添加剂粗品通过高温杀菌(100℃，6小时)处理，能够克服碱性添加剂在工业生产过程中残留的某些细菌、病毒对土壤微生物及土壤动植物的不利影响。
[0013]进一步地，所述复合生物炭是由烟秆生物炭、烟叶生物炭和烟梗生物炭组成，所述烟秆生物炭、烟叶生物炭和烟梗生物炭的质量比为3：1：1。
[0014]进一步地，所述有机肥为蚯蚓粪，需研磨至粒径小于2mm；其pH在7.4
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7.8的范围，有机质含量大于45％。
[0015]进一步地，所述微生物制剂是由巨大芽孢杆菌菌粉、丛枝菌根真菌菌粉和有机物分解菌菌粉组成，所述巨大芽孢杆菌菌粉、丛枝菌根真菌菌粉和有机物分解菌菌粉的质量比为5～6：2～4：1～3。
[0016]本专利技术还提供了上述生物炭基酸性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1、碱性添加剂的制备：磷化工制得的碱渣用纯水进行漂洗、过滤、烘干后，得到碱性添加剂粗品，称取适量的碱性添加剂粗品，100℃高温杀菌6h，冷却至室温，研磨过0.45mm的筛，制得碱性添加剂；
[0018]S2、蚯蚓粪的制备：将蚯蚓粪粗产品研磨过2mm的筛，得到蚯蚓粪；
[0019]S3、复合生物炭的制备：将烟草秸秆、烟草叶片、烟草的粗梗叶脉通过厌氧裂解法(放入管式炉中炭化2小时，热解温度为450
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550℃，优选热解温度为500℃)制得烟秆生物炭、烟叶生物炭以及烟梗生物炭粗品，分别将制得的烟秆生物炭、烟叶生物炭以及烟梗生物炭粗品与超纯水按体积比为1：5
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10混合，经过超声波清洗机超声清洗15
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30分钟后，过滤烘干，分别得到烟秆生物炭、烟叶生物炭和烟梗生物炭；按所占生物炭重量比对烟秆生物炭、烟叶生物炭和烟梗生物炭进行备料，将烟秆生物炭、烟叶生物炭和烟梗生物炭分别研磨过2mm的筛后混合均匀，得到复合生物炭；
[0020]S4、微生物制剂制备：按所占微生物制剂重量百分比对巨大芽孢杆菌菌粉、丛枝菌根真菌菌粉、有机物分解菌菌粉进行备料，将巨大芽孢杆菌菌粉、丛枝菌根真菌菌粉和有机物分解菌菌粉混合均匀，制得微生物制剂；
[0021]S5、酸性土壤调理剂制备：将经步骤S1、S2、S3、S4制得的碱性添加物、蚯蚓粪、复合
生物炭以及微生物制剂按重量份比例混合均匀，即得酸性土壤调理剂。
[0022]本专利技术还提供了上述生物炭基酸性土壤调理剂以及上述方法制备的生物碳基酸性土壤调理剂在调节土壤酸度和土壤营养元素质量指标及促进植物生长中的应用，具体应用时，将所述生物碳基酸性土壤调理剂通过机械或人工撒施、沟施、穴施至土壤中，加水老化。
[0023]进一步，所述土壤营养元素指铵态氮、有效磷、全钙以及全镁。
[0024]进一步，所述土壤调理剂促进植物生长具体表现在：提高植物生理指标如生物量、株高、叶绿素和可溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭基酸性土壤调理剂，所述酸性土壤调理剂用于添加到土壤中对土壤进行调理，其特征在于，以占所述土壤质量的百分比计，所述酸性土壤调理剂由以下成分组成：碱性添加剂1.5
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3.0%、复合生物炭0.5
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1.0%、有机肥0.5
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1.0%、微生物制剂0.1%；所述碱性添加剂为磷化工碱渣经过高温杀菌后所得，所述碱性添加剂的基本理化性质为：pH为8.5
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9.0，磷酸铵镁≥50%，磷酸钙和磷酸氢钙≥20%，氢氧化钙≥10%；所述复合生物炭是由烟秆生物炭、烟叶生物炭和烟梗生物炭组成；所述有机肥为蚯蚓粪，其pH为7.4
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7.8，有机质含量大于45%；所述微生物制剂是由巨大芽孢杆菌菌粉、丛枝菌根真菌菌粉和有机物分解菌菌粉组成。2.根据权利要求1所述的一种生物炭基酸性土壤调理剂，其特征在于，所述磷化工中获得的碱渣是在磷酸铵镁脱氮除磷工艺的基础上进行优化改进得到；通过投加石灰乳和液碱调节渗滤液pH，利用渗滤液自带的磷酸盐、氨氮、镁离子三种组分进行反应，若渗滤液中镁离子含量低于磷酸盐的含量且低于氨氮的含量时，可适当补充镁盐，等磷酸铵镁法反应完全，回收得到碱渣。3.根据权利要求1或2所述的一种生物炭基酸性土壤调理剂，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，周天轶，胡晶晶，陈柯，程微，李立忠，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：