一种土壤修复剂及其制备方法与流程

文档序号:14561398发布日期:2018-06-01 05:43阅读:134来源:国知局

本发明属于土壤修复技术领域,具体涉及一种土壤修复剂及其制备方法。



背景技术:

土壤是难以再生的自然资源,是人类生产活动的重要基础。目前,我国土壤污染的形势比较严峻,包括重金属污染、有机物污染等。土壤污染导致的农产品的安全问题不容忽视:土壤污染能降低作物产量和质量,还通过食物链的传递和富集作用危害人类健康。为了修复污染土壤,近些年世界各国特别是发达国家都投入了巨大的人力、物力和财力进行土壤修复研究,并取得了一定的进展。

污染土壤修复一般是通过转移、吸附、转化和降解土壤中的污染物,使其浓度降低到可以接受的水平,或将有毒有害物质转化为无毒无害的物质。目前,主要修复方法包括物理分离法、溶液淋漓法、固定转化法、电动力法、萃取法、氧化法、还原法、土壤修复剂法及生物修复法等。但这些技术不同程度的存在成本高、修复污染单一、修复效果有待提高等一种或几种不足。

油脂的脱色主要使用活性白土,但活性白土在吸附色素的同时也吸附了大量的油脂,通过对油脂脱色后的废白土进行测定,含油率达20%-30%,经脱色后的白土失去了活性,不能再做脱色剂,废白土如果不及时处理会污染环境,一般油厂都将废白土丢弃,国外油厂采用填埋或焚烧的方法,这既浪费了资源又无经济效益。

中国发明专利文献“利用废脱色白土制备土壤调节剂的方法(公告号:CN101659868A)”公开了一种利用废脱色白土制备土壤调节剂的方法,其将废脱色白土进行榨油后控制在6%-8%,然后粉碎至60-80目后,作为土壤改良剂使用来对盐碱地进行改良。该专利方法虽然对废脱色白土进行了回用,但它只是对废脱色白土的简单利用,其所制备的土壤修复剂只能对盐碱地进行改良,不具备吸附和固定重金属的功能,产品附加值低。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种土壤修复剂及其制备方法,以解决在中国发明专利文献“利用废脱色白土制备土壤调节剂的方法”(公开号CN101659868)公开的废脱色白土制备土壤调节剂的基础上,如何对废脱色白土进行进一步的改性、复配等,使制备的土壤修复剂具备吸附和固定重金属的功能,提高产品附加值的技术问题。

为了解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:

一种土壤修复剂,包括以下原料:废脱色白土、改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂;

所述改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂重量比为(26-32):(16-22):(6-9):(3-6);

所述改性液的制备方法,包括如下步骤:

A1:按重量份数计,取50-60份水、30-35份蛋白胨、13-18份蔗糖、11-16份鸡蛋蛋黄、8-12份硝酸铵、7-10份硝酸铁、2-4份磷酸二氢钠、1-3份磷酸氢二钠,搅拌混合,杀菌消毒,得发酵营养液;

A2:按质量比1:3:2-6,将酒糟、池塘淤泥及大豆根放入粉碎机中进行粉碎,将粉碎混合物与发酵营养液按质量比1:3进行混合,放入发酵罐中,使用混合气进行保护,在28-35℃下进行发酵2-4天;所述混合气为按摩尔比1:4将氧气与二氧化碳进行混合而成;

A3:在发酵结束后,收集发酵物,调节pH至5.0-5.5,过滤,收集滤液,即得改性液;

所述添加颗粒,以重量份为单位,包括以下原料:26-29份碳化竹纤维、黑电气石粉16-23份、氧化镁2-6份、蓝晶石1-3份;

所述营养添加剂,以重量份为单位,将30-35份葡萄糖、17-20份酵母浸膏、8-12份甘露醇、3-5份氯化钠混合均匀,杀菌消毒,即得。

优选地,所述改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂重量比为30:20:8:4。

优选地,所述的添加颗粒的制备方法为:将黑电气石粉、氧化镁、蓝晶石进行碾磨,在1800-2300℃下煅烧,收集煅烧物,将煅烧物与碳化竹纤维进行球磨,收集球磨物,即得。

本发明还提供一种土壤修复剂的制备方法,包括以下步骤:

S1:将废脱色白土增湿、脱油后,与添加颗粒进行混合,并放入球磨机中以1100r/min球磨,收集球磨物;

S2:将球磨物与营养添加剂混合静置,过滤,收集过滤物,将过滤物与改性液在28-35℃下混合2-6h,冷冻干燥,收集干燥颗粒;

S3:将干燥颗粒与玉米醇溶蛋白混合,并完全浸泡在质量分数为60%的乙醇溶液中,以150r/min搅拌50min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物,即得土壤修复剂。

本发明具有以下有益效果:

(1)由实施例1-3和对比例6的数据可见,施用实施例1-3土壤修复剂的土壤中的重金属含量明显降低,营养成分明显提高;同时由实施例1-3的数据可见,实施例2为最优实施例。

(2)由实施例2和对比例1-6的数据可见,改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂在制备土壤修复剂中起到了协同作用,协同提高了废脱色白土产品附加值的含量,使其具有吸附及固定金属,提高土壤肥效的能力,这可能是:通过添加颗粒与增湿、脱油后的废脱色白土进行混合,使用添加颗粒增加土壤修复剂中的微量元素,改善土壤结构,同时产生负离子辅以微量元素增加了对土壤的修复,提高了废脱色白土对金属离子的吸附,利用营养添加剂对颗粒进行浸泡,使颗粒被营养物质浸泡,并且使营养物质负载或吸附在颗粒中,负载营养物质的颗粒浸泡在改性液中对改性液中的微生物进行吸引及负载,并且利用白土的吸附性能,吸附改性液中的胶体类物质,使其具有胶体性质,通过絮凝作用,可以与土壤中团聚体、微团聚体形成团粒,吸附其中的金属离子,降低土壤容重,增加孔隙度,使土壤具有良好的通透性,改善土壤结构,降低金属含量,增加肥效,同时由于土壤修复剂中微生物的作用增加土壤固氮、磷等营养元素的能力,并且在微生物活动时增加胶束的体积,保持对土壤的修复能力,最后使用玉米醇溶蛋白进行颗粒包裹,一方面通过包裹防止修复剂中物质的流失,另一方面由于玉米醇溶蛋白所形成的膜可分解,且分解产物为营养物既可以供微生物生长需要,也可以增加土壤肥效。

(3)本发明的改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂作为补强体系,通过控制改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂重量比为(26-32):(16-22):(6-9):(3-6),实现在补强体系中以添加颗粒作为体系的主导作用原料,同时利用负载营养物质的颗粒浸泡在改性液中,吸附及负载改性液中的微生物及胶质,玉米醇溶蛋白的包裹性能,以及营养添加剂对添加颗粒进行浸泡,增加添加颗粒对微生物的吸引及负载性能等,使得补强体系运用到本发明的土壤修复剂中能够有效提高废脱色白土产品附加值的含量,使其具有吸附及固定金属,提高土壤肥效的能力。

【具体实施方式】

为便于更好地理解本发明,通过以下实例加以说明,这些实例属于本发明的保护范围,但不限制本发明的保护范围。

在实施例中,所述的土壤修复剂,以重量份为单位,包括以下原料:40-50份废脱色白土、26-32份改性液、16-22份玉米醇溶蛋白、6-9份添加颗粒、3-6份营养添加剂;

所述改性液的制备包括如下步骤:

A1:按重量份数计,取50-60份水、30-35份蛋白胨、13-18份蔗糖、11-16份鸡蛋蛋黄、8-12份硝酸铵、7-10份硝酸铁、2-4份磷酸二氢钠、1-3份磷酸氢二钠,搅拌混合,杀菌消毒,得发酵营养液;

A2:按质量比1:3:2-6,将酒糟、池塘淤泥及大豆根放入粉碎机中进行粉碎,将粉碎混合物与发酵营养液按质量比1:3进行混合,放入发酵罐中,使用混合气进行保护,在28-35℃下进行发酵2-4天;所述混合气为按摩尔比1:4将氧气与二氧化碳进行混合而成;

A3:在发酵结束后,收集发酵物,调节pH至5.0-5.5,过滤,收集滤液,即得改性液。

所述添加颗粒,以重量份为单位,包括以下原料:26-29份碳化竹纤维、黑电气石粉16-23份、氧化镁2-6份、蓝晶石1-3份。

所述的添加颗粒的制备方法为:将黑电气石粉、氧化镁、蓝晶石进行碾磨,在1800-2300℃下煅烧,收集煅烧物,将煅烧物与碳化竹纤维进行球磨,收集球磨物,即得。

所述营养添加剂,以重量份为单位,将30-35份葡萄糖、17-20份酵母浸膏、8-12份甘露醇、3-5份氯化钠混合均匀,杀菌消毒,即得。

所述的土壤修复剂的制备方法,包括以下步骤:

S1:将废脱色白土增湿、脱油后,与添加颗粒进行混合,并放入球磨机中以1100r/min球磨,收集球磨物;

S2:将球磨物与营养添加剂混合静置,过滤,收集过滤物,将过滤物与改性液在28-35℃下混合2-6h,冷冻干燥,收集干燥颗粒;

S3:将干燥颗粒与玉米醇溶蛋白混合,并完全浸泡在质量分数为60%的乙醇溶液中,以150r/min搅拌50min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物,即得土壤修复剂。

下面通过更具体实施例对本发明进行说明。

实施例1

一种土壤修复剂,以重量份为单位,包括以下原料:40份废脱色白土、32份改性液、22份玉米醇溶蛋白、6份添加颗粒、3份营养添加剂;

所述改性液的制备包括如下步骤:

A1:按重量份数计,取60份水、35份蛋白胨、13份蔗糖、11份鸡蛋蛋黄、8份硝酸铵、7份硝酸铁、4份磷酸二氢钠、3份磷酸氢二钠,搅拌混合,杀菌消毒,得发酵营养液;

A2:按质量比1:3:2,将酒糟、池塘淤泥及大豆根放入粉碎机中进行粉碎,将粉碎混合物与发酵营养液按质量比1:3进行混合,放入发酵罐中,使用混合气进行保护,在28℃下进行发酵4天;所述混合气为按摩尔比1:4将氧气与二氧化碳进行混合而成;

A3:在发酵结束后,收集发酵物,调节pH至5.0,过滤,收集滤液,即得改性液。

所述添加颗粒,以重量份为单位,包括以下原料:26份碳化竹纤维、黑电气石粉16份、氧化镁2份、蓝晶石1份。

所述的添加颗粒的制备方法为:将黑电气石粉、氧化镁、蓝晶石进行碾磨,在1800℃下煅烧,收集煅烧物,将煅烧物与碳化竹纤维进行球磨,收集球磨物,即得。

所述营养添加剂,以重量份为单位,将30份葡萄糖、17份酵母浸膏、8份甘露醇、3份氯化钠混合均匀,杀菌消毒,即得。

所述的土壤修复剂的制备方法,包括以下步骤:

S1:将废脱色白土增湿、脱油后,与添加颗粒进行混合,并放入球磨机中以1100r/min球磨,收集球磨物;

S2:将球磨物与营养添加剂混合静置,过滤,收集过滤物,将过滤物与改性液在28℃下混合6h,冷冻干燥,收集干燥颗粒;

S3:将干燥颗粒与玉米醇溶蛋白混合,并完全浸泡在质量分数为60%的乙醇溶液中,以150r/min搅拌50min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物,即得土壤修复剂。

实施例2

一种土壤修复剂,以重量份为单位,包括以下原料:46份废脱色白土、30份改性液、20份玉米醇溶蛋白、8份添加颗粒、4份营养添加剂;

所述改性液的制备包括如下步骤:

A1:按重量份数计,取54份水、33份蛋白胨、15份蔗糖、14份鸡蛋蛋黄、10份硝酸铵、8份硝酸铁、3份磷酸二氢钠、2份磷酸氢二钠,搅拌混合,杀菌消毒,得发酵营养液;

A2:按质量比1:3:5,将酒糟、池塘淤泥及大豆根放入粉碎机中进行粉碎,将粉碎混合物与发酵营养液按质量比1:3进行混合,放入发酵罐中,使用混合气进行保护,在32℃下进行发酵3天;所述混合气为按摩尔比1:4将氧气与二氧化碳进行混合而成;

A3:在发酵结束后,收集发酵物,调节pH至5.4,过滤,收集滤液,即得改性液。

所述添加颗粒,以重量份为单位,包括以下原料:28份碳化竹纤维、黑电气石粉20份、氧化镁5份、蓝晶石2份。

所述的添加颗粒的制备方法为:将黑电气石粉、氧化镁、蓝晶石进行碾磨,在2200℃下煅烧,收集煅烧物,将煅烧物与碳化竹纤维进行球磨,收集球磨物,即得。

所述营养添加剂,以重量份为单位,将32份葡萄糖、18份酵母浸膏、10份甘露醇、4份氯化钠混合均匀,杀菌消毒,即得。

所述的土壤修复剂的制备方法,包括以下步骤:

S1:将废脱色白土增湿、脱油后,与添加颗粒进行混合,并放入球磨机中以1100r/min球磨,收集球磨物;

S2:将球磨物与营养添加剂混合静置,过滤,收集过滤物,将过滤物与改性液在30℃下混合5h,冷冻干燥,收集干燥颗粒;

S3:将干燥颗粒与玉米醇溶蛋白混合,并完全浸泡在质量分数为60%的乙醇溶液中,以150r/min搅拌50min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物,即得土壤修复剂。

实施例3

一种土壤修复剂,以重量份为单位,包括以下原料:50份废脱色白土、26份改性液、16份玉米醇溶蛋白、9份添加颗粒、6份营养添加剂;

所述改性液的制备包括如下步骤:

A1:按重量份数计,取50份水、30份蛋白胨、18份蔗糖、16份鸡蛋蛋黄、12份硝酸铵、10份硝酸铁、2份磷酸二氢钠、1份磷酸氢二钠,搅拌混合,杀菌消毒,得发酵营养液;

A2:按质量比1:3:6,将酒糟、池塘淤泥及大豆根放入粉碎机中进行粉碎,将粉碎混合物与发酵营养液按质量比1:3进行混合,放入发酵罐中,使用混合气进行保护,在35℃下进行发酵2天;所述混合气为按摩尔比1:4将氧气与二氧化碳进行混合而成;

A3:在发酵结束后,收集发酵物,调节pH至5.5,过滤,收集滤液,即得改性液。

所述添加颗粒,以重量份为单位,包括以下原料:29份碳化竹纤维、黑电气石粉23份、氧化镁6份、蓝晶石3份。

所述的添加颗粒的制备方法为:将黑电气石粉、氧化镁、蓝晶石进行碾磨,在2300℃下煅烧,收集煅烧物,将煅烧物与碳化竹纤维进行球磨,收集球磨物,即得。

所述营养添加剂,以重量份为单位,将35份葡萄糖、20份酵母浸膏、12份甘露醇、5份氯化钠混合均匀,杀菌消毒,即得。

所述的土壤修复剂的制备方法,包括以下步骤:

S1:将废脱色白土增湿、脱油后,与添加颗粒进行混合,并放入球磨机中以1100r/min球磨,收集球磨物;

S2:将球磨物与营养添加剂混合静置,过滤,收集过滤物,将过滤物与改性液在35℃下混合2h,冷冻干燥,收集干燥颗粒;

S3:将干燥颗粒与玉米醇溶蛋白混合,并完全浸泡在质量分数为60%的乙醇溶液中,以150r/min搅拌50min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物,即得土壤修复剂。

对比例1

与实施例2的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备土壤修复剂中缺少改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂。

对比例2

与实施例2的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备土壤修复剂中缺少改性液。

对比例3

与实施例2的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备土壤修复剂中缺少玉米醇溶蛋白。

对比例4

与实施例2的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备土壤修复剂中缺少添加颗粒。

对比例5

与实施例2的制备工艺基本相同,唯有不同的是制备土壤修复剂中缺少营养添加剂。

对比例6

采用中国专利文献“利用废脱色白土制备土壤调节剂的方法(公告号:CN101659868A)”实施例1的工艺制备的土壤调节剂。

对上述实施例1-3和对比例1-6制备的土壤修复剂及土壤调节剂进行性能测试,将上述实施例1-3和对比例1-6制备的土壤修复剂及土壤调节剂按每亩15-30kg,均匀铺洒在土壤上,对土壤进行翻耕,20天后对土壤进行检测。

表1:供试土壤的理化性质

表2:经处理后的土壤的理化性质

由上表可知:(1)由实施例1-3和对比例6的数据可见,施用实施例1-3土壤修复剂的土壤中的重金属含量明显降低,营养成分明显提高;同时由实施例1-3的数据可见,实施例2为最优实施例。

(2)由实施例2和对比例1-6的数据可见,改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂在制备土壤修复剂中起到了协同作用,协同提高了废脱色白土产品附加值的含量,使其具有吸附及固定金属,提高土壤肥效的能力,这可能是:通过添加颗粒与增湿、脱油后的废脱色白土进行混合,使用添加颗粒增加土壤修复剂中的微量元素,改善土壤结构,同时产生负离子辅以微量元素增加了对土壤的修复,提高了废脱色白土对金属离子的吸附,利用营养添加剂对颗粒进行浸泡,使颗粒被营养物质浸泡,并且使营养物质负载或吸附在颗粒中,负载营养物质的颗粒浸泡在改性液中对改性液中的微生物进行吸引及负载,并且利用白土的吸附性能,吸附改性液中的胶体类物质,使其具有胶体性质,通过絮凝作用,可以与土壤中团聚体、微团聚体形成团粒,吸附其中的金属离子,降低土壤容重,增加孔隙度,使土壤具有良好的通透性,改善土壤结构,降低金属含量,增加肥效,同时由于土壤修复剂中微生物的作用增加土壤固氮、磷等营养元素的能力,并且在微生物活动时增加胶束的体积,保持对土壤的修复能力,最后使用玉米醇溶蛋白进行颗粒包裹,一方面通过包裹防止修复剂中物质的流失,另一方面由于玉米醇溶蛋白所形成的膜可分解,且分解产物为营养物既可以供微生物生长需要,也可以增加土壤肥效。

(3)本发明的改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂作为补强体系,通过控制改性液、玉米醇溶蛋白、添加颗粒、营养添加剂重量比为(26-32):(16-22):(6-9):(3-6),实现在补强体系中以添加颗粒作为体系的主导作用原料,同时利用负载营养物质的颗粒浸泡在改性液中,吸附及负载改性液中的微生物及胶质,玉米醇溶蛋白的包裹性能,以及营养添加剂对添加颗粒进行浸泡,增加添加颗粒对微生物的吸引及负载性能等,使得补强体系运用到本发明的土壤修复剂中能够有效提高废脱色白土产品附加值的含量,使其具有吸附及固定金属,提高土壤肥效的能力。

以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

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