一種高效土壤重金屬修復(fù)劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效土壤重金屬修復(fù)劑，由下列重量份的原料制成：城市污水污泥45?48、生石灰6?8、過磷酸鈣5?9、硫酸鐵3?5、棉籽殼22?25、烤煙葉粉7?9、去籽向日葵盤95?105、花生殼28?34、高嶺土12?14、碳酸鈣8?10、濕地松針葉24?26、水適量；本發(fā)明的土壤修復(fù)劑通過城市污水污泥的加入可以提高土壤的粘粒含量，避免土壤板結(jié)，搭配過磷酸鈣、棉籽殼等的使用豐富了土壤營(yíng)養(yǎng)含量，通過對(duì)城市污水污泥的資源化利用，不僅減少了城市污水污泥本身排放對(duì)土壤環(huán)境的污染，其作為原料還降低了污染土壤的修復(fù)成本，實(shí)現(xiàn)了高效的雙向污染修復(fù)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。
【專利說明】
一種高效土壤重金屬修復(fù)劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效土壤重金屬修復(fù)劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)重金屬污染的來源主要包括工業(yè)"三廢"排放、生活垃圾滲出、家庭燃煤、以及 汽車尾氣排放等。電鍍、塑料、化工、礦產(chǎn)冶煉加工等行業(yè)是重金屬的主要工業(yè)來源，燃煤釋 放也是土壤重金屬污染的重要原因之一，機(jī)動(dòng)車尾氣也可顯著引起公路兩側(cè)土壤的重金屬 污染。城市生活垃圾中部分重金屬元素含量超標(biāo)，長(zhǎng)期堆放也會(huì)使重金屬泄露至土壤中，造 成區(qū)域土壤局部重金屬含量增加。此外化肥、農(nóng)藥、糞肥等長(zhǎng)期不合理使用也會(huì)導(dǎo)致土壤重 金屬污染。
[0003] 重金屬的脅迫會(huì)引起植物體內(nèi)大量營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏和活性的降低，重金屬濃度較 高時(shí)有抑制植物對(duì)鈣、鎂等礦物質(zhì)元素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力。重金屬元素易與酶的活性部分 中的巰基結(jié)合，發(fā)生金屬元素替代硫蛋白中的必需元素的作用，例如Mg2+、Ca2+等生物必要 元素，因缺乏而導(dǎo)致抗氧化酶的活性降低甚至失效，對(duì)植物體系內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)造成嚴(yán)重 破壞。
[0004] 目前對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要采用化學(xué)手段，然而在修復(fù)過程中使用的 大量化學(xué)藥劑極易造成土壤的再污染。生物炭具有良好的吸附性能，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠降 低土壤中重金屬的生物有效性，同時(shí)能夠提高作物產(chǎn)量，并且原料廣泛、成本低，使其在治 理重金屬污染的土壤中具有明顯優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值。
[0005] 為此，本發(fā)明人提供了一種以生物炭為固載基質(zhì)的重金屬土壤修復(fù)劑，為土壤污 染的修復(fù)提供一種有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高效土壤重金屬修復(fù)劑。
[0007] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種高效土壤重金屬修復(fù)劑，由下列重量份的原料制成：城市污水污泥45-48、生 石灰6-8、過磷酸鈣5-9、硫酸鐵3-5、棉籽殼22-25、烤煙葉粉7-9、去籽向日葵盤95-105、花生 殼28-34、高嶺土 12-14、碳酸鈣8-10、濕地松針葉24-26、水適量。
[0009] 所述土壤重金屬修復(fù)劑的制備的具體步驟如下：
[0010] (1)將去籽向日葵盤和花生殼在太陽(yáng)地下曬干，粉碎后混合置于烘箱中在50-60°C 下烘干10-12小時(shí)，將所得碎渣置于密閉爐中，以20°C/min的速度升溫至580-620°C，并保溫 90-120分鐘，之后降溫至60-70°C時(shí)取出，得生物炭；
[0011] (2)將高嶺土與碳酸鈣混合后置于煅燒爐中，在650-680°C下煅燒40-60分鐘，冷卻 至室溫后取出，得煅燒粉末備用；
[0012] (3)將步驟1所得生物炭和步驟2所得煅燒粉末混合，平鋪于峰值253.7nm的低壓汞 氣燈正下方64-66mm處，照射11-14小時(shí)后取出，得改性生物炭備用；
[0013] (4)將城市污水污泥、棉籽殼、烤煙葉粉混合投入發(fā)酵池中，發(fā)酵3-4周，期間不斷 加水保持發(fā)酵堆含水量在50-60%，發(fā)酵完成后對(duì)發(fā)酵物料壓榨過濾，得發(fā)酵固體殘?jiān)桶l(fā) 酵液；
[0014] (5)將濕地松針葉與水按重量比1:2混合后打漿，并用紗布過濾得漿液，將漿液與 發(fā)酵液混合并加入過磷酸鈣、硫酸鐵，攪拌均勻并加熱至50-60°C后保溫，直至液體蒸干，得 粉末備用；
[0015] (6)將生物炭、發(fā)酵固體殘?jiān)⒉襟E5所得粉末、生石灰以及剩余物料混合置于造粒 機(jī)中，制成球形顆粒，即得本發(fā)明重金屬修復(fù)劑。
[0016] 本發(fā)明的使用方法為將污染土壤翻耕后將修復(fù)劑埋于土壤表層10-20cm處，每畝 土壤使用100-120kg修復(fù)劑即可。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0018] 高嶺土配合碳酸鈣的改性煅燒提高了土壤的緩沖性能，增加了土壤對(duì)重金屬的耐 受能力，改善了土壤中重金屬的活動(dòng)性及植物有效性。
[0019] 生物炭和煅燒高嶺土混合輻射，既消除了附著在上面的各類雜菌，避免二次污染， 同時(shí)可以在生物炭表面形成有利表面接著的如-OH，-COO，-CO，-C00H等親水性原子團(tuán)，提高 了生物炭的單位面積吸附量，在對(duì)污染物的吸持上表現(xiàn)出更高的表面吸附效率。
[0020] 濕地松中高酸度的葉汁能活化土壤重金屬，螯合部分重金屬供植物利用，再通過 生物炭吸附剩余重金屬，達(dá)到土壤重金屬的修復(fù)目的。
[0021] 本發(fā)明的土壤修復(fù)劑通過城市污水污泥的加入可以提高土壤的粘粒含量，避免土 壤板結(jié)，搭配過磷酸鈣、棉籽殼等的使用豐富了土壤營(yíng)養(yǎng)含量，通過對(duì)城市污水污泥的資源 化利用，不僅減少了城市污水污泥本身排放對(duì)土壤環(huán)境的污染，其作為原料還降低了污染 土壤的修復(fù)成本，實(shí)現(xiàn)了高效的雙向污染修復(fù)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 一種高效土壤重金屬修復(fù)劑，由下列重量份(kg)的原料制成:城市污水污泥45、生 石灰6、過磷酸鈣5、硫酸鐵3、棉籽殼22、烤煙葉粉7、去籽向日葵盤95、花生殼28、高嶺土12、 碳酸1丐8、濕地松針葉24、水適量。
[0023]所述土壤重金屬修復(fù)劑的制備的具體步驟如下：
[0024] (1)將去籽向日葵盤和花生殼在太陽(yáng)地下曬干，粉碎后混合置于烘箱中在50°C下 烘干10小時(shí)，將所得碎渣置于密閉爐中，以20°C/min的速度升溫至580°C，并保溫90分鐘，之 后降溫至60°C時(shí)取出，得生物炭；
[0025] (2)將高嶺土與碳酸鈣混合后置于煅燒爐中，在650 °C下煅燒40分鐘，冷卻至室溫 后取出，得煅燒粉末備用；
[0026] (3)將步驟1所得生物炭和步驟2所得煅燒粉末混合，平鋪于峰值253.7nm的低壓汞 氣燈正下方64_處，照射11小時(shí)后取出，得改性生物炭備用；
[0027] (4)將城市污水污泥、棉籽殼、烤煙葉粉混合投入發(fā)酵池中，發(fā)酵3周，期間不斷加 水保持發(fā)酵堆含水量在50 %，發(fā)酵完成后對(duì)發(fā)酵物料壓榨過濾，得發(fā)酵固體殘?jiān)桶l(fā)酵液；
[0028] (5)將濕地松針葉與水按重量比1:2混合后打漿，并用紗布過濾得漿液，將漿液與 發(fā)酵液混合并加入過磷酸鈣、硫酸鐵，攪拌均勻并加熱至50°C后保溫，直至液體蒸干，得粉 末備用；
[0029] (6)將生物炭、發(fā)酵固體殘?jiān)?、步驟5所得粉末、生石灰以及剩余物料混合置于造粒 機(jī)中，制成球形顆粒，即得本發(fā)明重金屬修復(fù)劑。
[0030] 為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的應(yīng)用價(jià)值，發(fā)明人選取一塊重金屬污染土壤并使用本發(fā) 明修復(fù)劑進(jìn)行修復(fù)效果的驗(yàn)證，在向土壤中施入修復(fù)劑60天、180天后分別取土樣進(jìn)行重金 屬含量測(cè)定和土壤理化性質(zhì)的檢測(cè)，數(shù)據(jù)如下：
[0033]由以上數(shù)據(jù)可以看出，使用了本發(fā)明土壤修復(fù)劑后，土壤中多種重金屬含量明顯 降低，同時(shí)土壤中有機(jī)碳水平和土壤陽(yáng)離子交換量都得到提高，說明本發(fā)明土壤重金屬修 復(fù)劑對(duì)土壤具有顯著的改良效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高效土壤重金屬修復(fù)劑，其特征在于，由下列重量份的原料制成:城市污水污泥 45-48、生石灰6-8、過磷酸鈣5-9、硫酸鐵3-5、棉籽殼22-25、烤煙葉粉7-9、去籽向日葵盤95-105、花生殼28-34、高嶺土 12-14、碳酸鈣8-10、濕地松針葉24-26、水適量。2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的高效土壤重金屬修復(fù)劑，其特征在于，制備方法的具體步驟 如下： (1) 將去籽向日葵盤和花生殼在太陽(yáng)地下曬干，粉碎后混合置于烘箱中在50-60°C下 烘干10-12小時(shí)，將所得碎渣置于密閉爐中，以20°C/min的速度升溫至580-620°C，并保溫 90-120分鐘，之后降溫至60-70°C時(shí)取出，得生物炭； (2) 將高嶺土與碳酸鈣混合后置于煅燒爐中，在650-680°C下煅燒40-60分鐘，冷卻至 室溫后取出，得煅燒粉末備用； (3) 將步驟1所得生物炭和步驟2所得煅燒粉末混合，平鋪于峰值253.7nm的低壓汞氣 燈正下方64-66mm處，照射11-14小時(shí)后取出，得改性生物炭備用； (4) 將城市污水污泥、棉籽殼、烤煙葉粉混合投入發(fā)酵池中，發(fā)酵3-4周，期間不斷加水 保持發(fā)酵堆含水量在50-60%，發(fā)酵完成后對(duì)發(fā)酵物料壓榨過濾，得發(fā)酵固體殘?jiān)桶l(fā)酵液； (5) 將濕地松針葉與水按重量比1:2混合后打漿，并用紗布過濾得漿液，將漿液與發(fā)酵 液混合并加入過磷酸鈣、硫酸鐵，攪拌均勻并加熱至50-60°C后保溫，直至液體蒸干，得粉末 備用； (6) 將生物炭、發(fā)酵固體殘?jiān)?、步驟5所得粉末、生石灰以及剩余物料混合置于造粒機(jī) 中，制成球形顆粒，即得本發(fā)明重金屬修復(fù)劑。
【文檔編號(hào)】C05G3/04GK105969361SQ201610153139
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】張波
【申請(qǐng)人】鳳陽(yáng)徽亨商貿(mào)有限公司