CN104629770A - 一种以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂，原料按质量份计包括：脱硫石膏50～70份，水分含量≤10%的碱性畜禽粪20～30份，水分含量≤10%的糠醛渣5～10份，含氮、磷化肥2～5份，硝酸钙3～5份，其中脱硫石膏为自然风干的脱硫石膏；还公开该改良剂的生产方法，按条件要求进行堆腐、混料、造粒，得到所需产品。本发明所需主要材料成本低廉，容易获得，烟气脱硫废弃物循环再利用，变废为宝，制备工艺简单。可以节约废弃物的处理费用，还可增加农民收入，对区域循环经济发展，改善生态环境，确保国家耕地面积、粮食安全和生态安全都有重要意义。

Description

一种以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂

技术领域

本发明属于工业废弃物循环利用和盐碱地治理领域，涉及以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂及其生产方法。

背景技术

应用石膏改良苏打盐化与碱化的原理是石膏溶解产生Ca²⁺能够代换土壤胶体上的Na⁺，随灌水淋出土体，从而降低土壤的碱化度、pH以及土壤黏粒的分散性，增加土壤透水性。但由于石膏成本较高，实际应用受到限制。脱硫石膏是湿法烟气脱硫的副产物，主要成分为二水合硫酸钙和CaSO₃的混合物，性质与天然石膏类似，并含有丰富的S、Ca、Si等植物必需或有益的矿质营养元素。脱硫石膏简单的弃置不仅浪费了大量可利用的钙和硫资源，而且也易引起二次污染等问题，寻求烟气脱硫石膏的资源化再利用已迫在眉睫。

畜禽粪便，尤其是养殖场产生的粪便量大极易对周边环境产生污染，虽然有些粪污得到利用，如鸡粪已形成了收集、处理、销售的市场，但处理过程简单粗糙，直接将粪置道旁的沟底任其发酵污染土壤和地下水，发酵后又在道路上晾晒导致臭气熏天，因此需要利用其它对环境无害的处理方式。

糠醛渣是生物质类物质如玉米芯、玉米秆、稻壳、棉籽壳以及农副产品加工下脚料中的聚戊糖成分水解生产糠醛产生的生物质类废弃物，其大量堆积会对大气、土壤、河流产生污染。糠醛渣含有大量的纤维素、半纤维素、木质素，有机质含量≥75%，因此需要对其加以回收利用。

由于对土地的不合理使用，土地盐碱化越来越严重，使本来的良田变得产量低甚至不能耕种，以甘肃省为例，甘肃全省盐碱地总面积已达141万公顷，急需大量盐碱地改良剂对盐碱地进行改良；原来就是盐碱地不能耕种地若加以改良也能成为耕地、林地， 可以缓解我国耕地减少境况，所以需要大量的盐碱地改良剂，但现有改良剂不是成本高收益期长，就是除盐效果差，因此需要一种物美价廉的改良剂，同时将脱硫石膏、畜禽粪便、糠醛渣等变废为宝。

发明内容

本发明为解决脱硫石膏、畜禽粪便、糠醛渣废弃造成的环境污染、资源浪费和盐碱地改良剂成本高效果差的问题，提出一种以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂，还提供该盐碱地改良剂生产方法。

本发明采用的技术方案是：一种以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂，原料按质量份计包括：脱硫石膏50～70份，水分含量≤10%的碱性畜禽粪20～30份，水分含量≤10%的糠醛渣5～10份，含氮、磷化肥2～5份，硝酸钙3-5份，其中脱硫石膏为自然风干的脱硫石膏。

含氮、磷化肥包括磷酸二铵，磷酸二铵磷含量≥46%、氮含量≥18%，，硝酸钙的氮含量≥15.5%。碱性畜禽粪选择牛粪。

一种生产上述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂的方法，测定碱性畜禽粪和糠醛渣含水量，均换算成含水量≤10%干重后，按所含碱性畜禽粪和糠醛渣干重质量比4:1—3:1的比例将碱性畜禽粪和糠醛渣混合，调整含水量50-60%后，堆成堆体在环境温度5℃～40℃条件下进行堆腐，待堆体温度≥50℃后混入相应量的脱硫石膏继续堆腐，当堆体温度连续稳定3天以上，且接近于环境温度后，将堆腐后的物料摊开，风干或送入烘干机烘干，使其水分含量≤10%后再按比例加入含氮磷化肥、硝酸钙，混合均匀，粉碎成粉料，得到成品。

堆腐过程中翻堆，当堆体温度≥50℃后的翻堆同时混入脱硫石膏。混入脱硫石膏后的堆腐时间为10～20天，每隔3-5天翻堆1次。

所述堆体为长条体截面呈梯形，梯形下底宽1.5-2.0米，顶宽0.8-1.0米，高0.8-1.2米，长≥1.0米。

如条件允许粉碎成粉料后可再造粒，颗粒直径≤3.0毫米。

为避免污染土壤、地下水，堆体设在堆体设在发酵槽内，堆体上覆盖薄膜，发酵槽为混凝土浇筑并在表面涂覆防渗层。

本发明的有益效果是：本发明不仅含有丰富的钙，钙总含量≥10%，还含有丰富的有机质，有机质含量≥10%。丰富的钙离子能与土壤中钠离子交换，降低土壤的盐碱，改善土壤结构性。丰富的有机质能提升土壤有机质含量和土壤肥力，增加微生物活性，促进土壤团聚体的生成。牲畜粪和糠醛渣混合堆腐，降低了发酵过程中氨的挥发量和氮损失量。起温后在牲畜粪和糠醛渣的堆体中加入脱硫石膏混合继续堆腐，提高了脱硫石膏的水溶性和微生物活性。本发明所需主要材料成本低廉，容易获得，烟气脱硫废弃物循环再利用，变废为宝，制备工艺简单。可以节约废弃物的处理费用，还可增加农民收入，对区域循环经济发展，改善生态环境，确保国家耕地面积、粮食安全和生态安全都有重要意义。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的内容、效果加以详细说明

一种以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂，原料按质量份计（一质量份可设为1千克、100千克、1吨、10吨等）包括：脱硫石膏50～70份，水分含量≤10%的碱性畜禽粪20～30份，水分含量≤10%的糠醛渣5～10份，含氮、磷化肥2～5份，其中脱硫石膏为自然风干的脱硫石膏，若碱性畜禽粪或糠醛渣的水分量＞10%且＜60%可按实际需要的固形物含量换算成水分含量≤10%的重量，不必进行脱除水的操作，为弥补石膏中硫酸钙溶解度不高钙离子量少、盐碱度改善时间长的弊端，特添加硝酸钙3-5份，可给土地提供足量的速效钙离子，较快的改良盐碱地，所加硝酸钙为成品肥料所含氮含量≥15.5%。含氮、磷化肥包括磷酸二铵，磷酸二铵磷含量≥46%、氮含量≥18%，还可以是其它氮肥、磷肥，如尿素、碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、过磷酸钙、钙镁磷肥、复合肥等可以为作物提供养分的化肥均可。畜禽粪可选牛粪等易收集的碱性粪。

一种以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂的生产方法，测定碱性畜禽粪和糠醛渣含水量，均换算成含水量≤10%干重后，按所含碱性畜禽粪和糠醛渣干重质量比4:1—3:1的比例将碱性畜禽粪和糠醛渣混合，调整含水量50-60%（所含水分占原畜禽粪和糠醛渣混合物连同后加的水总重的比例）后，堆成堆体在环境温度5℃～40℃条件下进行堆腐，待堆体温度≥50℃后混入相应量的脱硫石膏继续堆腐，当堆体温度连续稳定3天以上，且接近于环境温度后，将堆腐后的物料摊开，风干或送入烘干机烘干，使其水分含量≤10%后再按比例加入含氮磷化肥或硝酸钙，混合均匀，粉碎成粉料，得到成品。如条件允许可选择造粒，颗粒直径≤3.0毫米，颗粒可起到缓释作用，延长改良剂的去盐、增肥效果。

为了加快腐熟进度，堆腐过程中加以翻堆，当堆体温度≥50℃后的进行的第一次翻堆同时混入脱硫石膏，这样混合的均匀还不必特意为混入脱硫石膏而摊开堆体。混入脱硫石膏后的堆腐时间为10～20天，每隔3-5天翻堆1次。

堆体为长条体截面呈梯形，梯形下底宽1.5-2.0米，顶宽0.8-1.0米，高0.8-1.2米，长≥1.0米。梯形堆体的堆体间距离整齐，便于机械化翻堆作业和规模化生产。

为不污染堆体下的土壤、地下水，将堆体设在堆体设在发酵槽内，堆体上覆盖薄膜，发酵槽为混凝土浇筑并在表面涂覆防渗层，下雨也不会将污物淋走、下渗，而且起到保温加快腐熟的作用。

实施例1

原料：脱硫石膏脱硫石膏50份，水分含量≤10%的牛粪20份，水分含量≤10%的糠醛渣5份，磷酸二铵2份，硝酸钙3份，将牛粪和糠醛渣混合，调整含水量约50%后，堆成堆体在环境温度20℃～40℃条件下进行堆腐，堆体为长条体截面呈梯形，梯形下底宽1.5米，顶宽0.8米，高0.8米，长1.0米，堆腐过程中隔段时间加以翻堆，待堆体温度达到50℃后进行一次翻堆，翻堆同时混入相应量的脱硫石膏继续堆腐，混入脱硫石膏后的堆腐时间为10天，每隔3天翻堆1次，当堆体温度连续稳定3天以上，且接近于环境温度后，将堆腐后的物料摊开，风干或送入烘干机烘干，使其水分含量≤10%后再按比例加入磷酸二铵、硝酸钙，混合均匀，粉碎成粉料，得到成品。如条件允许可选择造粒，颗粒直径≤2.0毫米。

效果试验：轻度盐碱的小麦地上设对照（不施改良剂）、施2、4、6和8吨/hm²，1个生长季后其土壤pH较对照可降低0.09-0.20单位，耕作钠离子和镁离子含量较对照分别降低10-20%和8-18%。小麦的出苗较对照提高了7-20%，产量较对照增加10-20%。

实施例2

原料：脱硫石膏脱硫石膏50份，水分含量≤10%的牛粪20份，水分含量≤10%的糠醛渣5份，磷酸二铵2份，硝酸钙3份，将牛粪和糠醛渣混合，调整含水量约50%后，堆成堆体在环境温度10℃～20℃条件下进行堆腐，堆体为长条体截面呈梯形，梯形下底宽1.5米，顶宽0.8米，高0.8米，长1.0米，堆腐过程中隔段时间加以翻堆，待堆体温度达到50℃后进行一次翻堆，翻堆同时混入相应量的脱硫石膏继续堆腐，混入脱硫石膏后的堆腐时间为10天，每隔3天翻堆1次，当堆体温度连续稳定3天以上，且接近于环境温度后，将堆腐后的物料摊开，风干或送入烘干机烘干，使其水分含量≤10%后再按比例加入磷酸二铵、硝酸钙，混合均匀，粉碎成粉料，得到成品。如条件允许可选择造粒，颗粒直径≤2.0毫米。

效果试验：轻度盐碱的小麦地上设对照（不施改良剂）、施2、4、6和8吨/hm²，1个生长季后土壤pH较对照可降低0.10-0.22单位，耕作钠离子和镁离子含量较对照分别降低11-24%和9-19%。小麦的出苗较对照提高了10-21%，产量较对照增加11-23%。

实施例3

原料：脱硫石膏脱硫石膏70份，水分含量≤10%的牛粪30份，水分含量≤10%的糠醛渣10份，磷酸二铵5份，硝酸钙5份，将牛粪和糠醛渣混合，调整含水量约60%后，堆成堆体在环境温度5℃～15℃条件下进行堆腐，堆体为长条体截面呈梯形，梯形下底宽2.0米，顶宽1.0米，高1.2米，长5.0米，堆腐过程中隔段时间加以翻堆，待堆体温度达到50℃后进行一次翻堆，翻堆同时混入相应量的脱硫石膏继续堆腐，混入脱硫石膏后的堆腐时间为15天，每隔5天翻堆1次，当堆体温度连续稳定3天以上，且接近于环境温度后，将堆腐后的物料摊开，风干或送入烘干机烘干，使其水分含量≤10%后再按比例加入磷酸二铵、硝酸钙，混合均匀，粉碎成粉料，得到成品。如条件允许可选择造粒，颗粒直径≤3.0毫米。

效果试验：轻度盐碱的小麦地上设对照（不施改良剂）、施2、4、6和8吨/hm²，1个生长季后土壤pH较对照可降低0.11-0.23单位，耕作钠离子和镁离子含量较对照分别降低12-25%和10-20%。小麦的出苗较对照提高了12-23%，产量较对照增加12-25%。

实施例4

原料：脱硫石膏脱硫石膏70份，水分含量≤10%的牛粪30份，水分含量≤10%的糠醛渣10份，磷酸二铵5份，硝酸钙5份，将牛粪和糠醛渣混合，调整含水量约60%后，堆成堆体在环境温度5℃～20℃条件下进行堆腐，堆体为长条体截面呈梯形，梯形下底宽2.0米，顶宽1.0米，高1.2米，长10米，堆腐过程中隔段时间加以翻堆，待堆体温度达到50℃后进行一次翻堆，翻堆同时混入相应量的脱硫石膏继续堆腐，混入脱硫石膏后的堆腐时间为15天，每隔5天翻堆1次，当堆体温度连续稳定3天以上，且接近于环境温度后，将堆腐后的物料摊开，风干或送入烘干机烘干，使其水分含量≤10%后再按比例加入磷酸二铵、硝酸钙，混合均匀，粉碎成粉料，得到成品。如条件允许可选择造粒，颗粒直径≤3.0毫米。

效果试验：轻度盐碱的小麦地上设对照（不施改良剂）、施2、4、6和8吨/hm²，1个生长季后土壤pH较对照可降低0.14-0.26单位，耕作钠离子和镁离子含量较对照分别降低14-29%和13-20%。小麦的出苗较对照提高了15-27%，产量较对照增加16-30%。

从以上实施例看，本发明可显著减低盐碱地含盐量、碱度，提高作物产量。

Claims (10)

1.一种以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂，原料按质量份计包括：脱硫石膏50～70份，水分含量≤10%的碱性畜禽粪20～30份，水分含量≤10%的糠醛渣5～10份，含氮、磷化肥2～5份，硝酸钙3-5份，其中脱硫石膏为自然风干的脱硫石膏。

2.如权利要求1所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂，其特征是：所述硝酸钙氮含量≥15.5%。

3.如权利要求1所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂，其特征是：含氮、磷化肥包括磷酸二铵，磷酸二铵磷含量≥46%、氮含量≥18%。

4.如权利要求1或2或3所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂，其特征是：所述碱性畜禽粪为牛粪。

5.一种生产如权利要求4所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂的方法，其特征是：测定碱性畜禽粪和糠醛渣含水量，均换算成含水量≤10%干重后，按所含碱性畜禽粪和糠醛渣干重质量比4:1—3:1的比例将碱性畜禽粪和糠醛渣混合，调整含水量50-60%后，堆成堆体在环境温度5℃～40℃条件下进行堆腐，待堆体温度≥50℃后混入相应量的脱硫石膏继续堆腐，当堆体温度连续稳定3天以上，且接近于环境温度后，将堆腐后的物料摊开，风干或送入烘干机烘干，使其水分含量≤10%后再按比例加入含氮磷化肥、硝酸钙，混合均匀，粉碎成粉料，得到成品。

6.如权利要求5所述的生产如权利要求4所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂的方法，其特征是：堆腐过程中翻堆，当堆体温度≥50℃后的翻堆的同时混入脱硫石膏。

7.如权利要求6所述的生产如权利要求4所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂的方法，其特征是：混入脱硫石膏后的堆腐时间为10～20天，每隔3-5天翻堆1次。

8.如权利要求5所述的生产如权利要求4所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂的方法，其特征是：所述堆体为长条体截面呈梯形，梯形下底宽1.5-2.0米，顶宽0.8-1.0米，高0.8-1.2米，长≥1.0米。

9.如权利要求5所述的生产如权利要求4所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂的方法，其特征是：粉碎成粉料后再造粒，颗粒直径≤3.0毫米。

10.如权利要求5所述的生产如权利要求4所述的以脱硫石膏为基料的盐碱地改良剂的方法，其特征是：堆体设在发酵槽内，堆体上覆盖薄膜，发酵槽为混凝土浇筑并在表面涂覆防渗层。