一種沙化土壤結構改良劑的制備方法技術

本發明專利技術提供了一種沙化土壤結構改良劑的制備方法，將生活污泥經超聲處理、離心分離、投加海泡石、真空過濾脫水、膜分離工藝、最后攪拌混合制得。本發明專利技術將生活污泥進行脫水化及無害化的處理后制成沙化土壤結構改良劑，變廢為寶，實現污泥資源化，添加了作為保水劑的高吸水性樹脂具有雙重作用，一是可以保持沙化土壤的水分，減少了土壤中水分的滲透、流失和蒸發，達到保水的目的；二是當將改良劑施加在沙化土壤上時，高吸水性樹脂也可以起到降低土地或污泥中重金屬污染的作用；添加的海泡石，可以有效的對生活污泥中的重金屬進行分解，為后續的提取泥餅制成土壤改良劑起到了重要的作用，更利于解決土壤沙化的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及土壤改良劑，具體涉及一種沙化土壤結構改良劑的制備方法。
技術介紹
我國是世界上受沙化危害最嚴重的國家之一，沙化面積大、分布廣，已威脅到人類生存和發展空間，導致土地生產力嚴重衰退，加劇生態環境惡化，造成嚴重經濟損失，并給糧食安全帶來威脅。因此，探尋改良沙化土壤的實用技術和方法具有重要的現實意義。目前現有所用的沙化土壤改良劑主要是有機肥直接施用或泥炭土直接施用，改良效果較差。有機肥和泥炭土單獨做為土壤改良劑直接施用雖然能提高沙土地的肥力，但是因為沒有保水功能，只能一時改善土壤的肥力不能改良土壤的性質。現有技術中也有人提出將城市污泥用于沙化土壤進行結構改良，可以同時避免污泥的危害，實現污泥的資源化利用，具有廣闊的應用前景。但是由于污泥的化學成份十分復雜，污泥中不僅富含大量的有機質以及植物所需的氮、磷、鉀等多種營養元素和其他微量元素，同時也含有病原體、重金屬和有毒有害有機污染物等有害成份，制約著污泥的資源化利用。因此直接使用生活污泥進行沙化土壤改良并不能產生預期的效果，如何緩解污泥土地利用存在重金屬和有毒有害有機污染物等有害成分的污染問題，如何更好的利用生活污泥來解決沙化土壤結構分散、貧瘠無肥料的問題也是我們一直以來不斷研究的方向。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種能夠改良沙化土壤肥力及保水能力，降低污泥中重金屬污染，實現污泥資源化利用的沙化土壤結構改良劑的制備方法。實現本專利技術目的的技術解決方案為：一種沙化土壤結構改良劑的制備方法，包含如下步驟：步驟一、利用超聲波對生活污泥進行超聲處理，其中，超聲頻率為40-80kHz，聲能密度為0.2-0.3W/cm3，處理時間為20-30min，溫度控制在20-40℃；步驟二、將步驟一中處理過的污泥通過離心機在常溫下進行分離，得到濃縮污泥和腐植酸濃度達到2500-3500mg/L的上清液，所述離心機轉速為1500-2500r/min，離心時間為15-30min；步驟三、向步驟二分離出的濃縮污泥中加入強堿，控制pH值在10-12，加入100-200g/t的海泡石，攪拌均勻后再加入50-70g/t的三氯化鐵，隨后將濃縮污泥經強酸中和，真空過濾脫水、烘干后得到泥餅；步驟四、將步驟二中得到的上清液通過膜分離工藝將其中的腐植酸進行濃縮，得到腐植酸液體肥，所述膜分離工藝的操作壓力差為0.4-0.6MPa，濃縮倍數為5-10倍，膜的截留相對分子量為500-2500；步驟五、按重量份數取80-100份步驟三所得的泥餅、30-60份步驟四所得的腐植酸液體肥，同時另加5-10份高吸水性樹脂，將三者粉碎、攪拌、混合均勻得到沙化土壤結構改良劑。所述生活污泥為污水處理廠處理后所產生的污泥，含水率在95％-98％。所述步驟三中真空過濾脫水的操作壓力為0.5-0.7MPa。所述步驟三中得到泥餅含水率為79-82％。所述步驟四中腐植酸最終含量為8-10wt％。所述步驟三中的強堿為氫氧化鈉，強酸為鹽酸或硫酸。所述步驟五中的高吸水性樹脂選自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀和聚丙烯酸銨。本專利技術與現有技術相比，其顯著優點是：1、本專利技術充分利用生活污泥中大量的有機質、氮、磷、鉀和微量元素，將生活污泥進行脫水化及無害化的處理后制成沙化土壤結構改良劑，變廢為寶，實現污泥資源化。2、本專利技術的改良劑中添加了作為保水劑的高吸水性樹脂具有雙重作用，一是可以保持沙化土壤的水分，減少了土壤中水分的滲透、流失和蒸發，達到保水的目的；二是當將改良劑施加在沙化土壤上時，高吸水性樹脂也可以起到降低土地或污泥中重金屬污染的作用。3、本專利技術制備方法過程中同時將上清液進行資源化利用，從中提取腐植酸液體肥，并且出水能達標排放，不會產生二次污染。4、本專利技術制備方法過程中添加了海泡石，可以有效的對生活污泥中的重金屬進行分解，為后續的提取泥餅制成土壤改良劑起到了重要的作用，更利于解決土壤沙化的問題。5、本專利技術制得的改良劑能夠有效的解決沙化土壤結構分散、貧瘠無肥料的問題，可以提高農作物、植被生長所需的物質條件。6、本專利技術操作性強，成本低，具有很大的環境效益，應用前景廣闊。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步詳細說明。實施例一某污水處理廠處理過的生活污泥，其含水率為96％，pH值為7.5。步驟一、利用超聲波對生活污泥進行超聲處理，其中，超聲頻率為40kHz，聲能密度為0.2W/cm3，處理時間為20min，溫度控制在20℃；步驟二、處理后通過離心機在常溫下進行分離，離心機轉速為1500-2500r/min，離心時間為15-30min，得到含水率為93％的濃縮污泥和腐植酸濃度達到2680mg/L的上清液，；步驟三、向濃縮污泥中加入氫氧化鈉，控制pH值在10-12，加入100g/t的海泡石，攪拌均勻后再加入50g/t的三氯化鐵，隨后將濃縮污泥經鹽酸中和，真空過濾脫水，操作壓力為0.5-0.7Mpa，得到含水率為79％泥餅，泥餅中重金屬的含量為Cd小于等于0.01％，As小于等于0.001％，Pb小于等于0.002％；步驟四、將步驟二中得到的上清液通過膜分離工藝將其中的腐植酸進行濃縮，得到深紅褐色的腐植酸液體肥，腐植酸的含量為76g/L，其中膜分離工藝的操作壓力差為0.4-0.6MPa，濃縮倍數為5-10倍，膜的截留相對分子量為500-2500；步驟五、按重量份數取80份步驟三所得的泥餅、30份步驟四所得的腐植酸液體肥，同時另加5份聚丙烯酸鈉，將三者粉碎、攪拌、混合均勻得到沙化土壤結構改良劑。實施例二某污水處理廠處理過的生活污泥，其含水率為98％98％，pH值為7。步驟一、利用超聲波對生活污泥進行超聲處理，其中，超聲頻率為80kHz，聲能密度為0.3W/cm3，處理時間為30min，溫度控制在40℃；步驟二、處理后通過離心機在常溫下進行分離，離心機轉速為1500-2500r/min，離心時間為15-30min，得到含水率為92％的濃縮污泥和腐植酸濃度達到2567mg/L的上清液，；步驟三、向濃縮污泥中加入氫氧化鈉，控制pH值在10-12，加入200g/t的海泡石，攪拌均勻后再加入70g/t的三氯化鐵，隨后將濃縮污泥經鹽酸中和，真空過濾脫水，操作壓力為0.5-0.7Mpa，得到含水率為81％泥餅，泥餅中重金屬的含量為Cd小于等于0.01％，As小于等于0.001％，Pb小于等于0.002％；步驟四、將步驟二中得到的上清液通過膜分離工藝將其中的腐植酸進行濃縮，得到深紅褐色的腐植酸液體肥，腐植酸的含量為79g/L，其中膜分離工藝的操作壓力差為0.4-0.6MPa，濃縮倍數為5-10倍，膜的截留相對分子量為500-2500；步驟五、按重量份數取100份步驟三所得的泥餅、60份步驟四所得的腐植酸液體肥，同時另加10份聚丙烯酰胺，將三者粉碎、攪拌、混合均勻得到沙化土壤結構改良劑。實施例三某污水處理廠處理過的生活污泥，其含水率為97％98％，pH值為7.5。步驟一、利用超聲波對生活污泥進行超聲處理，其中，超聲頻率為50kHz，聲能密度為0.3W/cm3，處理時間為30min，溫度控制在40℃；步驟二、處理后通過離心機在常溫下進行分離，離心機轉速為1500-2500r/min，離心時間為15-30m本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種沙化土壤結構改良劑的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：步驟一、利用超聲波對生活污泥進行超聲處理，其中，超聲頻率為40?80kHz，聲能密度為0.2?0.3W/c?m3，處理時間為20?30min，溫度控制在20?40℃；步驟二、將步驟一中處理過的污泥通過離心機在常溫下進行分離，得到濃縮污泥和腐植酸濃度達到2500?3500mg/L的上清液，所述離心機轉速為1500?2500r/min，離心時間為15?30min；步驟三、向步驟二分離出的濃縮污泥中加入強堿，控制pH值在10?12，加入100?200g/t的海泡石，攪拌均勻后再加入50?70g/t的三氯化鐵，隨后將濃縮污泥經強酸中和，真空過濾脫水、烘干后得到泥餅；步驟四、將步驟二中得到的上清液通過膜分離工藝將其中的腐植酸進行濃縮，得到腐植酸液體肥，所述膜分離工藝的操作壓力差為0.4?0.6MPa，濃縮倍數為5?10倍，膜的截留相對分子量為500?2500；步驟五、按重量份數取80?100份步驟三所得的泥餅、30?60份步驟四所得的腐植酸液體肥，同時另加5?10份高吸水性樹脂，將三者粉碎、攪拌、混合均勻得到沙化土壤結構改良劑。

【技術特征摘要】
1.一種沙化土壤結構改良劑的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：步驟一、利用超聲波對生活污泥進行超聲處理，其中，超聲頻率為40-80kHz，聲能密度為0.2-0.3W/cm3，處理時間為20-30min，溫度控制在20-40℃；步驟二、將步驟一中處理過的污泥通過離心機在常溫下進行分離，得到濃縮污泥和腐植酸濃度達到2500-3500mg/L的上清液，所述離心機轉速為1500-2500r/min，離心時間為15-30min；步驟三、向步驟二分離出的濃縮污泥中加入強堿，控制pH值在10-12，加入100-200g/t的海泡石，攪拌均勻后再加入50-70g/t的三氯化鐵，隨后將濃縮污泥經強酸中和，真空過濾脫水、烘干后得到泥餅；步驟四、將步驟二中得到的上清液通過膜分離工藝將其中的腐植酸進行濃縮，得到腐植酸液體肥，所述膜分離工藝的操作壓力差為0.4-0.6MPa，濃縮倍數為5-10倍，膜的截留相對分子量為500-2500；步驟五、按重量份數取80-100份步驟三所得的泥...

【專利技術屬性】
技術研發人員：昝家乾，李偉，徐平，
申請(專利權)人：南京江寧臺灣農民創業園發展有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32