CN107258134A - 一种盐碱地绿化用低压直流电驱盐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种盐碱地绿化用低压直流电驱盐方法，所采用的驱盐装置包括驱盐系统、供能系统以及电压调节系统，所述驱盐系统由导线和控制开关与所述电压调节系统和供能系统连接，主要方法步骤包括放置正负导电电极于地下含水层或包气带、连接驱盐装置、供能系统供电驱盐、减缓修改土壤酸碱度变化以及调节电压或电流步骤。本发明有效抑制地下水盐分的上升，阻滞盐分在毛细作用下上升至土壤，达到“水升盐留”的效果，控盐效率在30％‑90％，若配合适宜的土壤改良技术，控盐效率可达90％以上。

Description

一种盐碱地绿化用低压直流电驱盐方法

技术领域

本发明属于盐碱地绿化技术领域，涉及一种适用于以浅层地下咸水为主要作用的滨海盐碱土壤的绿化，具体涉及一种盐碱地绿化用低压直流电驱盐方法。

背景技术

目前，治理盐碱地的措施有水利土壤改良措施(冲洗淋盐、井排、暗管排水)、农业技术措施(深耕翻土、泡田搅拌、轮作与生物改良利用、耐盐品种选育)、化学改良(石膏、氯化钙、碳酸钙等)等。总体来说，国内外盐碱化土壤的改良利用，一般通过以下两个方面：第一是通过改良土壤本身，降低土壤可溶性盐分、钠吸附比和碱化度，为植物创造良好的生长环境条件；二是利用生物改良，即通过选用植物中的耐盐品种，并挖掘品种自身所具有的忍耐能力，之后直接种植于盐碱化土壤，但这些技术随着时间的推移都存在“返盐”现象，且处理成本较高。

滨海平原区具有特定地质构造，受浅埋微咸地下水的补给，浅层地下水水位埋深浅且地下水径流几乎处于停滞状态，垂向蒸发作用显著增强，并成为主要的排泄途径，加之受海相层与海水、海潮的影响，土层中盐分很高。包气带多为粉质粘土、砂土或淤泥质粘土交互沉积结构，水盐在强蒸发作用下容易上升至植被根系层或地表，植物由于生理性缺水而死亡，造成植被退化的现象，海水入侵加剧了土壤盐碱化、湿地植被退化等问题。因此导致滨海地区植被等生物多样性减退乃至整个生态系统退化加剧，极大的制约了滨海地区生态系统的功能恢复。

电动修复技术是近20年才兴起的一种高效、原位修复技术，国内外利用电动修复技术原理，研究重点多在土壤重金属阳离子(铅、铬、砷、锌、镉、铜、镍、汞、锰等)及有机污染物的电动修复方面，而用于除盐的研究较少，多见于水处理应用研究，而用于滨海盐碱地绿化的电动驱盐技术还未见发明。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种盐碱地绿化用低压直流电驱盐方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种盐碱地绿化用低压直流电驱盐方法，所采用的驱盐装置包括驱盐系统、供能系统以及电压调节系统，所述驱盐系统由导线和控制开关与所述电压调节系统和供能系统连接，该方法包括如下步骤：

(1)、置驱盐系统的正负导电电极于地下含水层或包气带中；

(2)、将驱盐系统正负导电电极与供能系统、电压调节系统和控制开关连接成回路，通过电压调节系统调节电压输出；

(3)、供能系统采取连续供电，或者间歇式供电节省能耗的输出；

(4)、根据不同植物或作物对土壤酸碱度的要求，推荐种植适宜酸性土壤的植被，驱盐系统采用阳极在上，阴极在下的电极埋设方式；推荐种植适宜碱性土壤的植被，驱盐系统采用阴极在上，阳极在下的电极埋设方式；

(5)、减缓修复过程中的土壤酸碱变化：当土壤酸碱度变化不适宜作物生长时，采取转换供能系统的正负极，实现驱盐系统导电电极的正负极转换；

(6)、采样检测土壤中盐度或设置土壤盐度在线监测系统，根据盐度输出进行电压调节系统的电压或电流的调节：当土壤中盐度没有降低，或者盐度减少量未达到实际要求时，采取加大电流或电压的措施；同时盐度驱除率在达到实际需求的基础上，减少电流或电压以减少能耗的输出。

所述供能系统为所述驱盐系统提供低压直流电，所述供能系统由电池、交流转直流变压或太阳能供电三种的任一种或组合构成。

本发明达到的有益效果：

1、本发明有效抑制地下水盐分的上升，阻滞盐分在毛细作用下上升至土壤，达到“水升盐留”的效果，控盐效率在30％-90％，若配合适宜的土壤改良技术，控盐效率可达90％以上。

2、本发明采用低压直流电供能系统，驱盐过程中采用间歇式供电，节省能源，总体能耗小，需要维护量较小，延长了使用寿命。

3、本发明工艺简单且性能可控，较于其他改良手段，对土壤扰动小且价格低廉。

附图说明

图1为本发明采用的驱盐装置结构示意图；

图2为本发明方法的驱盐试验效果图。

附图标记：1-电极；2-导线；3-电池；4-调压器；5-开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明所采用的驱盐装置包括驱盐系统、供能系统以及电压调节系统，所述驱盐系统由导线2和控制开关5与所述电压调节系统和供能系统连接,所述电压调节系统为调压器4，所述供能系统为所述驱盐系统提供低压直流电，所述供能系统由电池、交流转直流变压或太阳能供电三种的任一种或组合构成，为了节省能源，所述供能系统也可采用间歇式供电，本实施例供能系统由电池3构成，所述驱盐系统由正、负导电电极1组成，转换所述电池3正负极，转换所述正、负导电电极1的正负极，所述正、负导电电极1的数量包括但不局限于1个，本实施例为1个，所述正、负导电电极1埋设于地下含水层或包气带中，用于抑制地下水中盐分的上升。

一种盐碱地绿化用低压直流电驱盐方法，采用上述驱盐装置，该方法包括如下步骤：

(1)、置驱盐系统的正负导电电极于地下含水层或包气带中；

(2)、将驱盐系统正负导电电极与供能系统、电压调节系统和控制开关连接成回路，通过电压调节系统调节电压输出；所述供能系统为所述驱盐系统提供低压直流电，所述供能系统由电池、交流转直流变压或太阳能供电三种的任一种或组合构成；本实施例供能系统采用电池；

(3)、供能系统采取连续供电的方式，或者间歇式供电节省能耗的输出，间歇时间根据现场地下水及土壤情况而定；当驱盐效果达到实际需求时，采取间歇式供电的方式以节省能耗的输出，也可以选择暂时供电的方式，而当土壤中返盐情况不满足实际需求，再重新提供电源，间歇时间根据现场地下水与土壤情况及实际需要的驱盐效率而定，可以是几分钟、几小时、或者几天；

(4)根据不同植物或作物对土壤酸碱度的要求，推荐种植适宜酸性土壤的植被，驱盐系统采用阳极在上，阴极在下的电极埋设方式；推荐种植适宜碱性土壤的植被，驱盐系统采用阴极在上，阳极在下的电极埋设方式；

(5)、减缓修复过程中的土壤酸碱变化：当土壤酸碱度变化不适宜作物生长时，采取转换供能系统的正负极，实现驱盐系统导电电极的正负极转换，正负极转换的频率可根据实际对土壤酸碱度的需求而定，或者根据修复过程中土壤酸碱度变化对植物的影响而定，当电极一侧的土壤酸碱度在实际需求范围之外，则可以转换电极的正负，以缓解电解过程中所造成的土壤酸碱性变化；

(6)、采样检测土壤中盐度或设置土壤盐度在线监测系统，根据盐度输出进行电压或电流的调节：当土壤中盐度没有降低，或土壤中盐度减少量未达到实际要求时，可采取加大电流或电压的措施；同时盐度驱除率在达到实际需求的基础上，适当减少电流或电压以减少能耗的输出。

本发明的驱盐试验：将本发明所采用的驱盐装置的导电电极分别置于长40cm×宽50cm×高60cm的实验土箱中，土箱模拟了滨海地区浅层地下咸水运移，实验采用不锈钢网电极，通电后，24h后土壤中的盐分可下降30％以上，驱盐效果图见图2。

应当理解的是，这里所讨论的实施方案及实例只是为了说明，对本领域技术人员来说，可以加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种盐碱地绿化用低压直流电驱盐方法，所采用的驱盐装置包括驱盐系统、供能系统以及电压调节系统，所述驱盐系统由导线和控制开关与所述电压调节系统和供能系统连接，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)、置驱盐系统的正负导电电极于地下含水层或包气带中；

(2)、将驱盐系统正负导电电极与供能系统、电压调节系统和控制开关连接成回路，通过电压调节系统调节电压输出；

(3)、供能系统采取连续供电，或者间歇式供电节省能耗的输出；

(4)、根据不同植物或作物对土壤酸碱度的要求，推荐种植适宜酸性土壤的植被，驱盐系统采用阳极在上，阴极在下的电极埋设方式；推荐种植适宜碱性土壤的植被，驱盐系统采用阴极在上，阳极在下的电极埋设方式；

(5)、减缓修复过程中的土壤酸碱变化：当土壤酸碱度变化不适宜作物生长时，采取转换供能系统的正负极，实现驱盐系统导电电极的正负极转换；

(6)、采样检测土壤中盐度或设置土壤盐度在线监测系统，根据盐度输出进行电压调节系统的电压或电流的调节：当土壤中盐度没有降低，或者盐度减少量未达到实际要求时，采取加大电流或电压的措施；同时盐度驱除率在达到实际需求的基础上，减少电流或电压以减少能耗的输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供能系统为所述驱盐系统提供低压直流电，所述供能系统由电池、交流转直流变压或太阳能供电三种的任一种或组合构成。