CN108359474A - 一种拜耳法赤泥改良剂及其使用方法 - Google Patents

一种拜耳法赤泥改良剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于环境技术领域，具体涉及一种拜耳法赤泥改良剂及其使用方法。本发明提供一种拜耳法赤泥改良剂，所述拜耳法赤泥改良剂由液体改良剂和固体改良剂组成，所述液体改良剂由葡萄糖、酵母膏、淀粉、磷酸二氢钙和蒸馏水按照(5～15):3:(10～20):(5～10):1000的质量比组成，所述固体改良剂为甘蔗渣和/或植物秸秆。本发明还提供了一种拜耳法赤泥改良剂的使用方法，通过分步向拜耳法赤泥中添加液体改良剂和固体改良剂实现拜耳法赤泥改良。本发明所述的改良剂可降低拜耳法赤泥pH值、改善拜耳法赤泥理化特性，且不会造成拜耳法赤泥的二次污染，是一种环境友好型改良方法，应用前景良好。

Description

一种拜耳法赤泥改良剂及其使用方法
技术领域
本发明属于环境技术领域，具体涉及一种拜耳法赤泥改良剂及其使用方法。
背景技术
赤泥是氧化铝企业生产过程中排放的高碱性固体废弃物，一般平均每生产1吨氧化铝会附带产生1～2吨赤泥。赤泥碱性强，盐分含量高，综合利用难度大，大量赤泥堆存在赤泥堆场，影响生态环境。中国是世界上最大的氧化铝生产国之一，每年排放的赤泥高达数万吨，不仅占用大量土地，环境也会受到不同程度的污染。赤泥典型的化学性质是其浸出液的pH值较高，不同堆场的赤泥pH值平均大于11，而较高的pH值是制约其综合利用的关键因素。因此，如何加强赤泥堆场的环境治理和生态重建已成为当前所面临的问题之一，而降低赤泥pH值、改善赤泥的理化特性是进行下一步利用及生态恢复的关键前提。
赤泥和植被重建是实现赤泥规模化、生态化处置最具前景、且行之有效的方法。生态恢复能够显著降低赤泥表层风力和水力侵蚀，减少环境污染，有利于赤泥基质有机碳库的建立，并提供适宜的生态景观。然而，赤泥的强盐碱性严重限制了先锋植物的生长，因此在进行赤泥堆场生态恢复时必须先对赤泥进行改良，降低赤泥pH值、改善其理化特性，使其具备植物生长的基本条件。
国内外针对赤泥堆场pH值的降低进行了一些相关研究，很多物质被用来改良赤泥理化特性降低赤泥pH值，包括磷石膏、有机肥、过磷酸钙、糠醛渣等。然而，基质改良所需改良剂较多，成本较高，不易大规模推广使用。因此，对赤泥堆场进行改良的工作一直在探索中。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种拜耳法赤泥改良剂及其使用方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种拜耳法赤泥改良剂，所述拜耳法赤泥改良剂由液体改良剂和固体改良剂按照v:w计以(10～40):(1～2)的比例组成，所述液体改良剂由葡萄糖、酵母膏、淀粉、磷酸二氢钙和蒸馏水按照(5～15):3:(10～20):(5～10):1000的质量比组成；v:w表示体积（ml）：质量（g）。
进一步地，所述固体改良剂为烘干后粉碎并过18目筛的甘蔗渣和/或植物秸秆。
进一步地，所述液体改良剂由葡萄糖、酵母膏、淀粉、磷酸二氢钙和蒸馏水按照15:3:20:10:1000的质量比组成。
本发明还提供了上述拜耳法赤泥改良剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1：将阴干、磨碎、过18目筛后的拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:(1～2)的比例混合，在30℃条件下静置，静置时间为3～5天，得到拜耳法赤泥溶液；w:v表示质量（g）：体积（ml）；
步骤2：向步骤1中得到的拜耳法赤泥溶液中添加固体改良剂，在30℃条件下静置，静置时间为2～4天，得到改良拜耳法赤泥；所述拜耳法赤泥和固体改良剂的质量比为(10～20):1。
进一步地，步骤1中拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:2的比例混合。
进一步地，步骤2中所述固体改良剂为烘干后粉碎并过18目筛的甘蔗渣和/或植物秸秆。
进一步地，步骤2中拜耳法赤泥与固体改良剂的质量比为10:1。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明中的拜耳法赤泥改良剂能够有效激活拜耳法赤泥中土著微生物的活性，可以使拜耳法赤泥的pH值降低达2.8个单位，同时能够有效增加拜耳法赤泥中的有机质、微生物量碳、速效钾含量，并提高拜耳法赤泥中过氧化氢酶的活性，为后续的生态恢复奠定基础。
2、本发明中的拜耳法赤泥改良剂所用原料来源广泛，有利于大规模应用。
3、拜耳法赤泥中存在的土著微生物为化能异养型微生物，这些微生物可以产生有机酸、胞外多聚物，降低拜耳法赤泥pH值，增加拜耳法赤泥团聚体，产生的有机酸可以提高拜耳法赤泥的钠离子的溶出，本发明的液体改良剂，由葡萄糖、酵母膏、淀粉、磷酸二氢钙和蒸馏水组成，为微生物提供了碳源和氮源，其中的磷酸二氢钙也可以降低拜耳法赤泥pH值，提高钠离子的溶出；本发明的固体改良剂使用甘蔗渣和/或植物秸秆，这些物质富含纤维素，可增大拜耳法赤泥间的孔隙，也可以作为土著微生物生长的碳源。
4、本发明中的拜耳法赤泥改良剂成本较低，不会造成赤泥的二次污染，是一种环境友好型改良剂。
5、本发明中拜耳法赤泥改良剂的使用方法操作简便，改良周期短。
附图说明
图1为实施例5中拜耳法赤泥改良过程中pH值变化图。
图2为实施例5中拜耳法赤泥改良过程中速效钾含量变化图。
图3为实施例5中拜耳法赤泥改良过程中微生物量碳含量变化图。
图4为实施例5中拜耳法赤泥改良过程中有机质含量变化图。
图5为实施例5中拜耳法赤泥改良过程中过氧化氢酶活性变化图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
取葡萄糖5g、酵母膏3g、淀粉10g及磷酸二氢钙5g，加蒸馏水1000g混合形成水溶液，得到液体改良剂。将阴干、磨碎、过18目筛后的拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:1比例混合，然后在30℃条件下静置3天，形成拜耳法赤泥溶液。
将烘干后粉碎并过18目筛的甘蔗渣加到步骤1中的拜耳法赤泥溶液中，30℃条件下静置4天，得到改良拜耳法赤泥。甘蔗渣与拜耳法赤泥的质量比为1:18。然后将改良拜耳法赤泥在室温阴干研磨后，进行pH值测定，结果显示：改良拜耳法赤泥的pH值较改良前的拜耳法赤泥下降1.3个单位。
实施例2
取葡萄糖5g、酵母膏3g、淀粉20g及磷酸二氢钙10g，加蒸馏水1000g混合形成水溶液，得到液体改良剂。将阴干、磨碎、过18目筛后的拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:1比例混合，然后在30℃条件下静置4天，形成拜耳法赤泥溶液。
将烘干后粉碎并过18目筛的玉米秸秆加到步骤1中的拜耳法赤泥溶液中，30℃条件下静置3天，得到改良拜耳法赤泥。玉米秸秆与拜耳法赤泥的质量比为1:13。然后将改良拜耳法赤泥在室温阴干研磨后，进行pH值测定，结果显示：改良拜耳法赤泥的pH值较改良前的拜耳法赤泥下降1.7个单位。
实施例3
取葡萄糖10g、酵母膏3g、淀粉10g及磷酸二氢钙5g，加蒸馏水1000g混合形成水溶液，得到液体改良剂。将阴干、磨碎、过18目筛后的拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:1.5比例混合，然后在30℃条件下静置5天，形成拜耳法赤泥溶液。
将烘干后粉碎并过18目筛的小麦秸秆加到步骤1中的拜耳法赤泥溶液中，30℃条件下静置2天，得到改良拜耳法赤泥。小麦秸秆与拜耳法赤泥的质量比为 1:20。然后将改良拜耳法赤泥在室温阴干研磨后，进行pH值测定，结果显示：改良拜耳法赤泥的pH值较改良前的拜耳法赤泥下降1.1个单位。
实施例4
取葡萄糖10g、酵母膏3g、淀粉20g及磷酸二氢钙10g，加蒸馏水1000g混合形成水溶液，得到液体改良剂。将阴干、磨碎、过18目筛后的拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:1.5比例混合，然后在30℃条件下静置3天，形成拜耳法赤泥溶液。
将烘干后粉碎并过18目筛的水稻秸秆加到步骤1中的拜耳法赤泥溶液中，30℃条件下静置4天，得到改良拜耳法赤泥。水稻秸秆与拜耳法赤泥的质量比为1:15。然后将改良拜耳法赤泥在室温阴干研磨后，进行pH值测定，结果显示：改良拜耳法赤泥的pH值较改良前的拜耳法赤泥下降2.3个单位。
实施例5
取葡萄糖15g、酵母膏3g、淀粉20g及磷酸二氢钙10g，加蒸馏水1000g混合形成水溶液，得到液体改良剂。将阴干、磨碎、过18目筛后的拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:2比例混合，然后在30℃条件下静置4天，形成拜耳法赤泥溶液。
将烘干后粉碎并过18目筛的甘蔗渣加到步骤1中的拜耳法赤泥溶液中，30℃条件下静置3天，得到改良拜耳法赤泥。甘蔗渣与拜耳法赤泥的质量比为1:10。然后将改良拜耳法赤泥在室温阴干研磨后，进行pH值及理化特性检测，结果如下：
改良拜耳法赤泥的pH值较改良前的拜耳法赤泥下降2.8个单位，改良前的拜耳法赤泥的速效钾含量为610.1mg/kg、微生物量碳含量为425.27mg/kg、有机质含量为0.529%、过氧化氢酶活性为0.523 mL KMnO4/g soil/20 min，改良拜耳法赤泥的速效钾含量为800.7mg/kg、微生物量碳含量为3555.53mg/kg、有机质含量为1.05%、过氧化氢酶活性为1.6254 mLKMnO4/g soil/20 min。
实施例6
取葡萄糖8g、酵母膏3g、淀粉15g及磷酸二氢钙7.5g，加蒸馏水1000g混合形成水溶液，得到液体改良剂。将阴干、磨碎、过18目筛后的拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:2比例混合，形成拜耳法赤泥溶液，然后在30℃条件下静置5天。
将烘干后粉碎并过18目筛的油菜秸秆加到步骤1中的拜耳法赤泥溶液中，30℃条件下静置2天，得到改良拜耳法赤泥。油菜秸秆与拜耳法赤泥的质量比为1:10。然后将改良拜耳法赤泥在室温阴干研磨后，进行pH值测定，结果显示：改良拜耳法赤泥的pH值较改良前的拜耳法赤泥下降2.1个单位。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理及工艺条件所做的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种拜耳法赤泥改良剂，其特征在于，所述拜耳法赤泥改良剂由液体改良剂和固体改良剂按照v:w计以(10～40):(1～2)的比例组成，所述液体改良剂由葡萄糖、酵母膏、淀粉、磷酸二氢钙和蒸馏水按照(5～15):3:(10～20):(5～10):1000的质量比组成。
2.根据权利要求1所述的一种拜耳法赤泥改良剂，其特征在于，所述固体改良剂为烘干后粉碎并过18目筛的甘蔗渣和/或植物秸秆。
3.根据权利要求1所述的一种拜耳法赤泥改良剂，其特征在于，所述液体改良剂由葡萄糖、酵母膏、淀粉、磷酸二氢钙和蒸馏水按照15:3:20:10:1000的质量比组成。
4.基于权利要求1～3任一项所述的拜耳法赤泥改良剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将阴干、磨碎、过18目筛后的拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:(1～2)的比例混合，在30℃条件下静置，静置时间为3～5天，得到拜耳法赤泥溶液；
步骤2：向步骤1中得到的拜耳法赤泥溶液中添加固体改良剂，在30℃条件下静置，静置时间为2～4天，得到改良拜耳法赤泥；所述拜耳法赤泥和固体改良剂的质量比为(10～20):1。
5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，步骤1中拜耳法赤泥与液体改良剂按照w:v计以1:2的比例混合。
6.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，步骤2中所述固体改良剂为烘干后粉碎并过18目筛的甘蔗渣和/或植物秸秆。
7.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，步骤2中拜耳法赤泥与固体改良剂的质量比为10:1。
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