一种基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法技术

本发明专利技术涉及生物炭制备技术领域，尤其涉及一种基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法，包括：使用若干种类的原料烧制生物炭，并将烧制后的生物炭送至检测机构进行检测；检测各生物炭的透光度，以确定各原料烧制生物炭的孔隙率；根据对应土壤修复地块的土壤孔隙率确定对应的合理生物炭孔隙率；将原料混合并制备对应孔隙率的生物炭；根据土壤修复地块的重金属元素含量将对应改性材料混合入合理空隙率的生物炭中，以完成针对对应地块的土壤修复生物炭。利用生物炭的透光度判定对应的孔隙率，并根据土壤的孔隙率对生物炭的配方进行调整，在有效提升了生物炭修复土壤效率的同时，有效提升了生物炭复合材料的土壤修复针对性。升了生物炭复合材料的土壤修复针对性。升了生物炭复合材料的土壤修复针对性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法


[0001]本专利技术涉及生物炭制备
，尤其涉及一种基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法。

技术介绍

[0002]生物炭作为一种历史悠久的材料，其对土壤的肥力增长有着明显改善，但随着工业化的进城，常规的生物炭已经无法满足因各类污染导致的土壤肥力下降与土壤孔隙率异常的问题。
[0003]中国专利申请公开号：CN107459992A公开了一种硫基
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巯基改性生物炭的制备方法及改性生物炭，利用将硫基化改性溶液与生物炭混合的方式，充分发挥了生物炭比表面积大、镉具有亲硫作用，对土壤中可交换态镉具有较强的吸附、络合及共沉淀作用，使土壤中有效态镉达到显著的固化效果；中国专利申请公开号：CN111250050A公开了一种改性生物炭的制备方法及改性生物炭，利用将生物炭与腐殖酸溶液共同震荡的方式制备改性生物炭，以减少化工产品改性而带来的环境污染隐患；中国专利申请公开号：CN108315354A公开了一种利用秸秆糖化残渣制备生物炭的方法及其制备的生物炭的应用，将糖化残渣放置于加热设备中，在厌氧环境下，300
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600℃处理2小时以上，最终获得生物炭；
[0004]由此可见，上述技术方案，存在以下问题：难以根据土壤孔隙率制备符合土壤性质的生物炭，从而改善土壤的物理性质。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法，用以克服现有技术中难以根据土壤孔隙率制备符合土壤性质的生物炭，以改善土壤的物理性质，从而导致生物炭复合材料土壤修复针对性不强的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法，包括：
[0007]步骤S1，利用执行机构使用若干种类的原料烧制生物炭，并将烧制后的生物炭送至检测机构进行检测；
[0008]步骤S2，当所述检测机构收取各所述原料对应所述生物炭时，检测机构检测各生物炭的透光度，以确定各原料烧制生物炭的孔隙率；
[0009]步骤S3，当所述检测机构确定各所述原料烧制的对应所述生物炭的孔隙率时，将各原料对应生物炭的孔隙率传输至服务器；
[0010]步骤S4，当所述服务器获取各原料对应生物炭孔隙率时，服务器根据对应土壤修复地块的土壤孔隙率确定对应的合理生物炭孔隙率；
[0011]步骤S5，当所述服务器确定所述土壤修复地块的对应所述合理生物炭孔隙率时，服务器控制所述执行机构将原料混合，以制备对应合理孔隙率的生物炭；
[0012]步骤S6，当所述执行机构完成所述合理孔隙率的生物炭制备时，所述服务器根据
所述土壤修复地块的重金属元素含量将对应改性材料混合入合理空隙率的生物炭中，以完成针对对应地块的土壤修复生物炭。
[0013]进一步地，其特征在于，当所述执行机构以单个类别预设体积的原料完成烧制生物炭烧制时，所述检测机构对对应的生物炭体积进行检测并传输至所述服务器，对于第i个类别的原料，其对应的生物炭体积为Vi，其中，i＝1，2，3，
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，n，n为最大原料类别的数量，所述检测机构中设有第一预设体积Vα以及第二预设体积Vβ，其中，0＜Vα＜Vβ，第一预设体积Vα为最小可吸附体积，第二预设体积Vβ为最大蓬松体积，所述服务器将Vi与Vα以及Vβ进行比较，以确定第i个类别的原料烧制的对应生物炭的膨胀程度，以对各原料进行分类
[0014]若Vi≤Vα，所述服务器判定第i个类别的原料膨胀程度低，并判断第i个类别的原料为填充料；
[0015]若Vα＜Vi≤Vβ，所述服务器判定第i个类别的原料膨胀程度高，并判断第i个类别的原料为基底料；
[0016]若Vβ＜Vi，所述服务器判定第i个类别的原料燃烧完全，并判断所述执行机构故障，同时进行执行机构损坏告警。
[0017]进一步地，当所述服务器判定第i个类别原料制备的生物炭为基底料时，服务器控制所述检测机构使用一束激光照射各原料对应的生物炭，激光以各生物炭的几何中心为中点，所述检测机构检测各生物炭与激光照射方向异侧的亮度Li，以确定各生物炭的孔隙率，所述服务器中设有第一预设亮度Lα以及第二预设亮度Lβ，其中，0＜Lα＜Lβ，第一预设亮度Lα为最小可用填充度对应亮度，第二预设亮度Lβ为最大可用填充度对应亮度，所述服务器将Li与Lα以及Lβ进行比较，以确定第i个类别的原料对应生物炭的孔隙率，
[0018]若Li＜Lα，所述服务器判定第i个类别的所述基底料孔隙率小，并判断第i个类别的基底料能够携带土壤修复药品；
[0019]若Lα≤Li≤Lβ，所述服务器判定第i个类别的所述基底料孔隙率大，并判断第i个类别的基底料能够携带土壤修复药品以及所述填充料；
[0020]若Lβ＜Li，所述服务器判定第i个类别的所述基底料的空隙大，并判断第i个类别的基底料与填充料共同使用。
[0021]进一步地，当所述服务器判定第i个类别的生物炭的携带土壤修复药品的能力时，服务器根据各待土壤修复地块的湿度计算对应孔隙率的生物炭，并根据所述孔隙率调配所述生物炭的制备原料配比，对于第j个待土壤修复地块，其湿度为Dj，其中j＝1，2，3，
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，m，m为待土壤修复地块的最大个数，服务器中设有第一预设土壤湿度Dα以及第二预设土壤湿度Dβ，其中，0＜Dα＜Dβ，第一预设土壤湿度Dα为最大干旱土壤对应湿度，第二预设土壤湿度Dβ为最小淹没对应湿度，所述服务器将Dj与Dα以及Dβ进行比较，以确定第i个类别的原料对应生物炭的孔隙率，
[0022]若Dj＜Dα，所述服务器判定第j个地块的土壤干旱，并判断第j个待土壤修复地块修复用生物炭使用孔隙率小的生物炭；
[0023]若Dα≤Dj≤Dβ，所述服务器判定第j个地块的土壤湿润，并判断第j个待土壤修复地块修复用生物炭使用孔隙率大的生物炭；
[0024]若Dβ＜Dj，所述服务器判定第j个地块的土壤，并判断第j个待土壤修复地块无法直接使用生物炭进行修复。
[0025]进一步地，当所述服务器判断各待土壤修复地块使用生物炭的孔隙率时，服务器根据第j个地块的酸碱度将修复用生物炭中混合对应药品，以改善土壤酸碱度。
[0026]进一步地，当所述服务器根据第j个待土壤修复地块确定使用的生物炭及对应药品的复合材料时，所述服务器将试验用生物炭均匀放入对应试验用待土壤修复地块，并在达到预设时间时，控制所述检测机构对所述试验用待土壤修复地块的孔隙率Cj进行测量，以对选用的生物炭孔隙率进行调整，所述服务器中设有标准土壤孔隙率C0以及预设生物炭调整单位，
[0027]若Cj
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C0＜0，所述服务器判定修复后土壤孔隙率小，并在土壤修复用生物炭中添加预设生物炭调整单位的所述基底料，并将新的土壤修复用生物炭在所述试验用待土壤修复地块进行测试，在达到预设时间时，服务器控制检测模块进行检测，并对生物炭的配方进行调整；
[0028]若Cj
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法，其特征在于，包括：步骤S1，利用执行机构使用若干种类的原料烧制生物炭，并将烧制后的生物炭送至检测机构进行检测；步骤S2，当所述检测机构收取各所述原料对应所述生物炭时，检测机构检测各生物炭的透光度，以确定各原料烧制生物炭的孔隙率；步骤S3，当所述检测机构确定各所述原料烧制的对应所述生物炭的孔隙率时，将各原料对应生物炭的孔隙率传输至服务器；步骤S4，当所述服务器获取各原料对应生物炭孔隙率时，服务器根据对应土壤修复地块的土壤孔隙率确定对应的合理生物炭孔隙率；步骤S5，当所述服务器确定所述土壤修复地块的对应所述合理生物炭孔隙率时，服务器控制所述执行机构将原料混合，以制备对应合理孔隙率的生物炭；步骤S6，当所述执行机构完成所述合理孔隙率的生物炭制备时，所述服务器根据所述土壤修复地块的重金属元素含量将对应改性材料混合入合理空隙率的生物炭中，以完成针对对应地块的土壤修复生物炭。2.根据权利要求1所述的基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法，其特征在于，当所述执行机构以单个类别预设体积的原料完成烧制生物炭烧制时，所述检测机构对对应的生物炭体积进行检测并传输至所述服务器，对于第i个类别的原料，其对应的生物炭体积为Vi，其中，i＝1，2，3，
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，n，n为最大原料类别的数量，所述检测机构中设有第一预设体积Vα以及第二预设体积Vβ，其中，0＜Vα＜Vβ，第一预设体积Vα为最小可吸附体积，第二预设体积Vβ为最大蓬松体积，所述服务器将Vi与Vα以及Vβ进行比较，以确定第i个类别的原料烧制的对应生物炭的膨胀程度，以对各原料进行分类若Vi≤Vα，所述服务器判定第i个类别的原料膨胀程度低，并判断第i个类别的原料为填充料；若Vα＜Vi≤Vβ，所述服务器判定第i个类别的原料膨胀程度高，并判断第i个类别的原料为基底料；若Vβ＜Vi，所述服务器判定第i个类别的原料燃烧完全，并判断所述执行机构故障，同时进行执行机构损坏告警。3.根据权利要求2所述的基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法，其特征在于，当所述服务器判定第i个类别原料制备的生物炭为基底料时，服务器控制所述检测机构使用一束激光照射各原料对应的生物炭，激光以各生物炭的几何中心为中点，所述检测机构检测各生物炭与激光照射方向异侧的亮度Li，以确定各生物炭的孔隙率，所述服务器中设有第一预设亮度Lα以及第二预设亮度Lβ，其中，0＜Lα＜Lβ，第一预设亮度Lα为最小可用填充度对应亮度，第二预设亮度Lβ为最大可用填充度对应亮度，所述服务器将Li与Lα以及Lβ进行比较，以确定第i个类别的原料对应生物炭的孔隙率，若Li＜Lα，所述服务器判定第i个类别的所述基底料孔隙率小，并判断第i个类别的基底料能够携带土壤修复药品；若Lα≤Li≤Lβ，所述服务器判定第i个类别的所述基底料孔隙率大，并判断第i个类别的基底料能够携带土壤修复药品以及所述填充料；若Lβ＜Li，所述服务器判定第i个类别的所述基底料的空隙大，并判断第i个类别的基
底料与填充料共同使用。4.根据权利要求3所述的基于土壤修复的生物炭复合材料制备方法，其特征在于，当所述服务器判定第i个类别的生物炭的携带土壤修复药品的能力时，服务器根据各待土壤修复地块的湿度计算对应孔隙率的生物炭，并根据所述孔隙率调配所述生物炭的制备原料配比，对于第j个待土壤修复地块，其湿度为Dj，其中j＝1，2，3，
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，m，m为待土壤修复地块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林平选，杨克俭，闫江涛，李忠徽，王显炜，王杰杰，佘朋涛，刘巍，谢颖，陈萍，黄忠帅，
申请(专利权)人：陕西省水工环地质调查中心，
类型：发明
国别省市：