CN111205875B - 一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法 - Google Patents

一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及土壤调控剂制备方法领域，具体的说是所述一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法，以贝壳、山核桃壳、秸秆、竹屑、茶渣、采用农林固废改性设备改性的笋壳、煅烧、热解等处理，添加矿物质原料，搅拌均匀，粘合而成。本发明生产的土壤氮、磷调控剂采用600℃以下的反应温度，极大的降低了生产成本，优化了氮、磷拦截、调控效果，减少面源污染，改善河流水质。同时，改良酸性土壤，补充了钙、镁、锌等多种微量元素，增强了土壤的通气保水性，杀菌消毒，防治病害，提高了作物产量，贝壳和秸秆、茶渣经过改性、热解、煅烧后，孔隙结构发达，pH值升高，使吸附能力显著提高，可用于改善酸性土壤品质。

Description

一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及土壤调控剂制备方法领域，具体的说是所述一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法。
背景技术
农业面源污染是指在农业生产、生活过程中，由于不合理的化肥、农药施用，畜禽粪便、养殖废水、农村生活污水的分散式排放以及农村生活垃圾的随意倾倒，而导致大量氮、磷等污染物进入地表水体，引起湖泊、河流、水库等水体富营养化，造成了水体发黑发臭，水质严重恶化，鱼类及其它生物大量死亡，同时影响农村生态环境质量、制约农业可持续发展。该污染涉范围广、潜伏性强、随机性大、不易溯源、难以监测、监管、治理难度大。根据2010年第一次全国污染源普查公报，我国农业面源污染引起的总氮和总磷的排放量分别达到每年270.46万吨和28.47万吨，分别占全国污染排放总量的57.19％和67.27％，已经超过工业和生活污染源成为地表水污染的第一大污染源。当今世界约30％-50％的地表水都不同程度受到面源污染的影响，约1.5亿公顷耕地因农业面源污染出现不同层次的退化，中国受农业面源污染影响的耕地近2000万公顷。因此，如何有效控制农业面源污染，改善生态环境，推动农村经济快速发展是社会各界普遍关心的问题。
贝类味道鲜美，营养丰富，深受消费者喜爱。中国的贝类产量居世界第一，每年超过1000万吨。随着贝类消费量的大幅增加，大量废弃贝壳被作为固体废物堆放在垃圾场或者弃海，严重污染了环境。贝壳中90％以上是碳酸钙，还含有钠、钡、铜、铁、镁、锰、镍、锶等多种微量元素，是大分子有机质生物矿化的产物，是以少量有机质为模板，高度有序地组合成以碳酸钙为主体的有机－无机复合物，可以达到纳米级，具有小尺寸效应，是一种宝贵资源，可应用于诸多领域，被作为固废处理，会极大的资源浪费。
近年来，煅烧和热解已经发展成为对不同性质和不同来源固体废弃物进行热处理的有效技术。煅烧是把物料加热到低于熔点的一定温度，使其失去二氧化碳、三氧化硫等挥发性物质，重塑物质分子结构。热解是在隔绝氧气的环境中，在300到1000℃的热解温度下，有机物的热裂解反应。这两种热处理技术可以减少固废体积，杀死寄生虫卵，降解病原体，生产廉价的液体生物燃料和生物炭。产生的生物炭孔隙结构发达，营养成分丰富，可作为土壤肥料、土壤修复剂和经济高效的吸附材料，得到了广泛的应用，在生产土壤氮磷调控剂的过程中，农林固废改性吸附材料经常选取笋壳为原料，笋壳经过氢氧化钾溶液浸泡化学改性后才能使用，当将笋壳从氢氧化钾溶液的内部取出时，部分氢氧化钾溶液吸附在笋壳的表面，使氢氧化钾溶液滴落，氢氧化钾溶液腐蚀性强，滴落的氢氧化钾溶液不利于人工的安全，且污染环境。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法，使用贝壳与秸秆、山核桃壳等农林固体废弃物作为原料，采用煅烧、热解、化学改性等处理技术，在能耗较低的条件下，最大限度的调整物料的孔隙结构，优化物料的元素组成。根据不同物料性质和处理方法，合理配置土壤氮磷调控剂各成分比例，使其在土壤中的氮磷调控效果达到最优，实现以废治污。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂，将贝壳加入马弗炉煅烧，控制温度和时间，冷却至50℃左右，粉碎至一定粒径备用；将贝壳砂、农林固废生物质炭、农林固废改性吸附材料、粘结剂、矿物材料按质量份数：贝壳砂50-70份，农林固废生物质炭20-30份，农林固废改性吸附材料10-20份，粘合剂5-10份，矿物材料5-10份进行配料；配好物料进入搅拌器搅拌均匀后，使用粘合剂粘结成粒。
一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、贝壳选用扇贝、毛蚶、螺中的一种或者多种，将选取的贝壳经马弗炉煅烧，煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为0.5-2小时，煅烧后，粉碎粒径至0.5-3mm备用；
步骤二：选取的农林固废生物质炭制备原料为山核桃壳、秸秆和竹屑中的一种或者多种；将选取的原料放入热解炉中热解，温度为400-500℃，热解时间为1-3小时，热解完成后，冷却，粉碎粒径至0.5-3mm后放入浸泡入竹醋液中12-36小时，然后在105℃下烘干备用；农林固废生物质炭其组成质量分数表示如下：山核桃壳炭0-30份，秸秆炭0-30份，竹屑炭0-30份，并且所述步骤二中的竹醋液浸泡浓度为20％-100％；
步骤三：采用农林固废改性设备改性的农林固废改性吸附材料为使用硫酸、磷酸、草酸、氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、氯化锌溶液、过氧化氢中的一种或者几种改性茶渣和笋壳备用；并且农林固废改性吸附材料中茶渣、笋壳和改性溶液的固液比(m:v)为1:3、1:4、1:5、1:6；农林固废改性吸附材料其组成质量分数表示如下：茶渣粉0-20份，笋壳粉0-20份；
步骤四：矿物材料为高岭土、硅藻土、沸石粉、膨润土、羟基磷灰石、鸟粪石中的一种或者几种，粉碎粒径至0.5-3mm，在105℃下烘干备用；
步骤五：所述粘合剂为改性淀粉、秸秆粉、羧甲基纤维素中的一种或者几种，粉碎粒径至0.5-3mm，在105℃下烘干备用；
步骤六：将配好物料依次放入搅拌器搅拌均匀后，使用粘合剂粘结成粒；
其中，所述步骤三中使用的农林固废改性设备包括储存机构；水管；进气机构；固定机构；阻挡机构；连接机构；喷气机构和搅拌机构，所述水管固定于所述储存机构的两端；所述进气机构安装于所述储存机构的顶端；所述固定机构滑动连接所述储存机构的内部；所述阻挡机构安装于所述储存机构的内部，所述阻挡机构的内部滑动连接所述固定机构；所述连接机构安装于所述储存机构的侧壁；所述喷气机构安装于所述储存机构的底端，所述喷气机构包括固定管、固定杆、第二滤网、卡槽和喷头，所述储存机构的底端安装环形的所述固定管，所述固定管的顶端等距安装所述固定杆；所述固定杆固定连接所述储存机构的内部，所述固定杆的顶面抵触所述固定机构的底面；所述固定杆的顶端安装所述喷头，所述固定机构的底端设有环形的所述卡槽，所述卡槽的顶面安装所述环形所述第二滤网，且所述卡槽的内部滑动连接所述喷头；所述搅拌机构转动连接所述固定机构的内部。
具体的，所述储存机构包括筒体和筒盖，所述筒体的两端分别安装所述水管，所述筒体的顶端卡合所述筒盖。
具体的，所述进气机构包括进气管、弹簧和浮球，所述筒盖的顶面居中处安装所述进气管，所述进气管的内部滑动连接且卡合所述浮球；所述进气管的内部安装所述弹簧，所述弹簧固定连接所述浮球。
具体的，所述固定机构包括底板、滤筒、支撑板和压缩板，所述筒体的内部滑动连接所述滤筒，所述滤筒的底端固定连接所述底板，所述滤筒的侧壁等距安装所述支撑板，且所述滤筒的内部滑动连接所述压缩板。
具体的，所述底板的内部设有所述卡槽和所述第二滤网，且所述底板的底面抵触所述支撑杆的顶端；所述连接机构包括连接管和风机，所述筒体的顶端安装所述风机，所述风机的一端安装所述连接管，所述连接管的一端固定连接所述固定管。
具体的，所述阻挡机构包括支撑杆、第一滤网和固定环，所述筒体的底端内部安装漏斗形的所述第一滤网，所述第一滤网和所述筒体的内侧壁固定连接所述支撑杆；所述第一滤网的底端安装所述固定环，所述固定环的内部滑动连接所述滤筒和所述支撑板。
具体的，所述搅拌机构包括电动推杆、活塞和固定筒，所述底板的内部居中处安装所述固定筒，侧壁避免通孔的所述固定筒的内部滑动连接所述活塞；所述活塞连接所述电动推杆，所述电动推杆固定于所述筒体的底面。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法，笋壳固定在所述固定机构的内部，再将所述固定机构放入所述储存机构的内部，使笋壳在所述储存机构的内部被氢氧化钾溶液浸泡，对笋壳进行化学改性；当笋壳浸泡完成后，打开所述水管，将氢氧化钾溶液从所述储存机构内部排出，向所述储存机构的内部注满水，使水将笋壳淹没，打开所述搅拌机构，使水在所述储存机构和所述固定机构的内部运动，使水将笋壳表面的氢氧化钾溶液冲洗，使氢氧化钾溶液稀释，打开所述储存机构，打开所述连接机构，所述连接机构将空气抽入所述固定管的内部，空气贯穿所述固定杆和所述喷头进入所述卡槽的内部，使空气贯穿所述卡槽进入所述固定机构的内部，空气进入所述固定机构的内部，带动所述固定机构内部的笋壳运动，使水有效的冲洗笋壳，且空气内部含有部分二氧化碳，空气不断的进入所述固定机构的内部，所述搅拌机构带动水和空气运动，使空气均匀的散发在所述储存机构的内部，使空气中的二氧化碳与水中的氢氧化钾接触，使二氧化碳与氢氧化钾接触反应，进一步减小水中氢氧化钾的含量，再将所述固定机构和笋壳取出，避免从笋壳中滴落的水中含有大量的氢氧化钾，有利于人们的健康，且避免氢氧化钾溶液腐蚀地面污染环境。
(2)本发明所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法，贝壳和秸秆、茶渣等农林固废来源丰富且廉价易得，经过改性、热解、煅烧后，孔隙结构发达，pH值升高，使吸附能力显著提高，可用于改善酸性土壤品质。热解和煅烧都采用的是低于600℃的温度，和现有技术的采用的800℃以上，1000℃以上，甚至2000℃以上的热解、焙烧技术相比，大大降低了能耗，降低了生产成本，加大应用推广的潜力。采用的砂状颗粒粒径是2mm，和现有技术1mm以下的工艺要求相比，降低了生产工艺的难度，避免了细小粉状物质堵塞土壤空隙，造成土壤通气排水不良，土壤微生物生存环境恶化；使用的生物质炭负载了竹醋液。竹醋液是一种以有机酸为主的多组分混合物，可以促进植物生长、土壤消毒、防治病虫害，是一种环境友好、不易产生抗药性的植物源农药；该氮磷调控剂主要原料都选用的动、植物源的固体废弃物，在处理的过程中添加了有利于植物生长的营养元素，其分解后，可作为肥料养护土壤，可与化肥共同施用，减少化肥用量。其强大的吸附功能可以实现氮磷物质的过程拦截，有效的调控了氮磷肥效。较高的pH值，2mm粒径的砂状形态，发达的孔隙结构，可以改良酸性土壤，促进土壤团粒结构的形成，提高孔隙率，保障土壤通气透水性能，改善土壤的水、肥、气、热等供应状况，改善土壤微生物区系组成和微生物生存环境，提高土壤养分的转化循环效率，为农作物生长创造良好的生态环境。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法的工艺流程图；
图2为本发明提供的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法的农林固废改性设备结构示意图；
图3为图2所示的储存机构结构示意图；
图4为图3所示的固定机构结构俯视图；
图5为图3所示的A处结构放大示意图；
图6为图3所示的固定管结构示意图；
图7为图3所示的B处结构放大示意图。
图中标号：1、水管，2、储存机构，21、筒体，22、筒盖，3、进气机构，31、进气管，32、弹簧，33、浮球，4、连接机构，41、连接管，42、风机，5、阻挡机构，51、支撑杆，52、第一滤网，53、固定环，6、喷气机构，61、固定管，62、固定杆，63、第二滤网，64、卡槽，65、喷头，7、搅拌机构，71、电动推杆，72、活塞，73、固定筒，8、固定机构，81、底板，82、滤筒，83、支撑板，84、压缩板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图7所示，本发明所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂，将贝壳加入马弗炉煅烧，控制温度和时间，冷却至50℃左右，粉碎至一定粒径备用；将贝壳砂、农林固废生物质炭、农林固废改性吸附材料、粘结剂、矿物材料按质量份数：贝壳砂50-70份，农林固废生物质炭20-30份，农林固废改性吸附材料10-20份，粘合剂5-10份，矿物材料5-10份进行配料；配好物料进入搅拌器搅拌均匀后，使用粘合剂粘结成粒。
一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、贝壳选用扇贝、毛蚶、螺中的一种或者多种，将选取的贝壳经马弗炉煅烧，煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为0.5-2小时，煅烧后，粉碎粒径至0.5-3mm备用；
步骤二：选取的农林固废生物质炭制备原料为山核桃壳、秸秆和竹屑中的一种或者多种；将选取的原料放入热解炉中热解，温度为400-500℃，热解时间为1-3小时，热解完成后，冷却，粉碎粒径至0.5-3mm后放入浸泡入竹醋液中12-36小时，然后在105℃下烘干备用；农林固废生物质炭其组成质量分数表示如下：山核桃壳炭0-30份，秸秆炭0-30份，竹屑炭0-30份，并且所述步骤二中的竹醋液浸泡浓度为20％-100％；
步骤三：采用农林固废改性设备改性的农林固废改性吸附材料为使用硫酸、磷酸、草酸、氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、氯化锌溶液、过氧化氢中的一种或者几种改性茶渣和笋壳备用；并且农林固废改性吸附材料中茶渣、笋壳和改性溶液的固液比(m:v)为1:3、1:4、1:5、1:6；农林固废改性吸附材料其组成质量分数表示如下：茶渣粉0-20份，笋壳粉0-20份；
步骤四：矿物材料为高岭土、硅藻土、沸石粉、膨润土、羟基磷灰石、鸟粪石中的一种或者几种，粉碎粒径至0.5-3mm，在105℃下烘干备用；
步骤五：所述粘合剂为改性淀粉、秸秆粉、羧甲基纤维素中的一种或者几种，粉碎粒径至0.5-3mm，在105℃下烘干备用；
步骤六：将配好物料依次放入搅拌器搅拌均匀后，使用粘合剂粘结成粒；
其中，所述步骤三中使用的农林固废改性设备包括储存机构2；水管1，所述水管1固定于所述储存机构2的两端；进气机构3，所述进气机构3安装于所述储存机构2的顶端；固定机构8，所述固定机构8滑动连接所述储存机构2的内部；阻挡机构5，所述阻挡机构5安装于所述储存机构2的内部，所述阻挡机构5的内部滑动连接所述固定机构8；连接机构4，所述连接机构4安装于所述储存机构2的侧壁；喷气机构6，所述喷气机构6安装于所述储存机构2的底端，所述喷气机构6包括固定管61、固定杆62、第二滤网63、卡槽64和喷头65，所述储存机构2的底端安装环形的所述固定管61，所述固定管61的顶端等距安装所述固定杆62；所述固定杆62固定连接所述储存机构2的内部，所述固定杆62的顶面抵触所述固定机构8的底面；所述固定杆62的顶端安装所述喷头65，所述固定机构8的底端设有环形的所述卡槽64，所述卡槽64的顶面安装所述环形所述第二滤网63，且所述卡槽64的内部滑动连接所述喷头65；搅拌机构7，所述搅拌机构7转动连接所述固定机构8的内部。
具体的，所述储存机构2包括筒体21和筒盖22，所述筒体21的两端分别安装所述水管1，所述筒体21的顶端卡合所述筒盖22，为了方便通过所述水管1将氢氧化钾溶液放入所述筒体21的内部，且通过另一个所述水管1将氢氧化钾溶液排出。
具体的，所述进气机构3包括进气管31、弹簧32和浮球33，所述筒盖22的顶面居中处安装所述进气管31，所述进气管31的内部滑动连接且卡合所述浮球33；所述进气管31的内部安装所述弹簧32，所述弹簧32固定连接所述浮球33，为了方便将氮气通入所述进气管31的内部，氮气在所述进气管31的内部运动，使氮气推动所述浮球33在所述进气管31的内部向下运动，使所述浮球33压缩所述弹簧32且使所述浮球33与所述进气管31分开，打开所述进气管31，使氮气进入所述筒体21的内部，氮气在所述筒体21的内部运动堆积，使氮气将所述筒体21内部的空气挤出，使氮气充满所述筒体21的内部，在氢氧化钾溶液进入所述筒体21的内部后，避免氢氧化钾溶液与二氧化碳接触，保证氢氧化钾溶液在所述筒体21内部的保存浓度，避免氢氧化钾溶液受到损失。
具体的，所述固定机构8包括底板81、滤筒82、支撑板83和压缩板84，所述筒体21的内部滑动连接所述滤筒82，所述滤筒82的底端固定连接所述底板81，所述滤筒82的侧壁等距安装所述支撑板83，且所述滤筒82的内部滑动连接所述压缩板84，为了将笋壳放入所述滤筒82的内部，滑动所述压缩板84，使所述压缩板84挤压笋壳，将笋壳固定在所述滤筒82的内部，再将所述滤筒82放入所述筒体21的内部，所述支撑板83增加所述滤筒82的牢固性，且所述压缩板84固定笋壳，使笋壳浸入氢氧化钾溶液的内部。
具体的，所述底板81的内部设有所述卡槽64和所述第二滤网63，且所述底板81的底面抵触所述支撑杆51的顶端，为了方便所述喷头65浸入所述卡槽的64的内部，所述第二滤网63避免杂质堵塞所述喷头65，且所述支撑杆51为所述底板81提供支撑，将所述底板81固定在所述筒体21的内部。
具体的，所述连接机构4包括连接管41和风机42，所述筒体21的顶端安装所述风机42，所述风机42的一端安装所述连接管41，所述连接管41的一端固定连接所述固定管61，为了方便所述风机42将所述筒体21顶端的气体抽入所述连接管41，使气体贯穿所述连接管41进入所述固定管61的内部。
具体的，所述阻挡机构5包括支撑杆51、第一滤网52和固定环53，所述筒体21的底端内部安装漏斗形的所述第一滤网52，所述第一滤网52和所述筒体21的内侧壁固定连接所述支撑杆51；所述第一滤网52的底端安装所述固定环53，所述固定环53的内部滑动连接所述滤筒82和所述支撑板83，为了方便所述滤筒82在所述筒体21的内部滑动时，所述滤筒82与所述第一滤网52接触，所述第一滤网52为漏斗形，使所述底板81底面的所述卡槽64与所述喷头65对准，且所述滤筒82滑动时，所述支撑杆51固定所述第一滤网52，在浸泡笋壳的过程中，所述第一滤网52过滤氢氧化钾溶液内部的杂质，避免杂质进入所述筒体21的底端，避免排出的氢氧化钾溶液内部含有大量杂质，方便氢氧化钾溶液的再次利用。
具体的，所述搅拌机构7包括电动推杆71、活塞72和固定筒73，所述底板81的内部居中处安装所述固定筒73，侧壁避免通孔的所述固定筒73的内部滑动连接所述活塞72；所述活塞72连接所述电动推杆71，所述电动推杆71固定于所述筒体21的底面，为了方便所述电动推杆71带动所述活塞72在所述固定筒73的内部运动，使所述活塞72挤压所述固定筒73内部的氢氧化钾溶液，使氢氧化钾溶液进入所述滤筒82的内部，使氢氧化钾溶液均匀与笋壳接触，对笋壳快速进行化学改性。
在使用时，将本装置接入电源，将笋壳放入所述滤筒82的内部，滑动所述压缩板84，使所述压缩板84挤压笋壳，将笋壳固定在所述滤筒82的内部，再将所述滤筒82放入所述筒体21的内部，所述支撑板83增加所述滤筒82的牢固性，所述滤筒82在所述筒体21的内部滑动，所述滤筒82与漏斗形的所述第一滤网52接触，使所述滤筒82向着所述筒体21的居中处对准，使所述第一滤网52底端的所述固定环53固定所述滤筒82，所述底板81底面的所述卡槽64与所述喷头65对准，且所述滤筒82滑动时，所述支撑杆51固定所述第一滤网52，使所述滤筒82垂直向下运动，使所述固定杆62抵触所述底板81的底面，所述喷头65进入所述卡槽64的内部。将所述筒盖22卡合所述筒体21，将所述筒体21封闭，将所述筒体21顶端所述水管1关闭，打开所述筒体21底端的水管1，将氮气通入所述进气管31的内部，氮气在所述进气管31的内部运动，使氮气推动所述浮球33在所述进气管31的内部向下运动，使所述浮球33压缩所述弹簧32且使所述浮球33与所述进气管31分开，打开所述进气管31，使氮气进入所述筒体21的内部，氮气在所述筒体21的内部运动堆积，使氮气将所述筒体21内部的空气挤出，将氢氧化钾溶液放入所述筒体21的内部；使氮气充满所述筒体21的内部，再将所述水管1封闭，在氢氧化钾溶液进入所述筒体21的内部后，避免氢氧化钾溶液与二氧化碳接触，保证氢氧化钾溶液在所述筒体21内部的保存浓度，避免氢氧化钾溶液受到损失。打开所述风机42和所述电动推杆71，所述电动推杆71带动所述活塞72在所述固定筒73的内部运动，使所述活塞72挤压所述固定筒73内部的氢氧化钾溶液，使氢氧化钾溶液进入所述滤筒82的内部，使氢氧化钾溶液均匀与笋壳接触，对笋壳快速进行化学改性，且所述风机42将所述筒体21上方的氮气抽入所述连接管41的内部，氮气抽入所述固定管61的内部，空气贯穿所述固定杆62和所述喷头65进入所述卡槽64的内部，使氮气贯穿所述卡槽64进入所述滤筒82的内部，氮气带动笋壳在所述滤筒82的内部不断运动，使笋壳均匀的与氢氧化钾溶液接触，且笋壳相互挤压破碎，增加笋壳的化学改性效果，笋壳体积减小，方便所述活塞72推动溶液进入所述滤筒82的内部，方便笋壳与溶液接触。浸泡笋壳的过程中，所述第一滤网52过滤氢氧化钾溶液内部的杂质，避免杂质进入所述筒体21的底端，当笋壳完成加工后，打开所述筒体21底端的所述水管1，将氢氧化钾溶液排出，所述第一滤网52阻挡杂质进入氢氧化钾溶液中，方便氢氧化钾溶液再次利用。打开所述筒体21，将水放入所述筒体21的内部，所述活塞72运动使水在所述筒体21的内部运动，使水将笋壳表面的氢氧化钾溶液冲洗，使氢氧化钾溶液稀释，所述风机42将空气抽入所述固定管61的内部，空气贯穿所述固定杆62和所述喷头65进入所述卡槽64的内部，使空气贯穿所述卡槽64进入所述滤筒82的内部，空气进入所述滤筒82的内部，带动所述滤筒82内部的笋壳运动，使水有效的冲洗笋壳，且空气内部含有部分二氧化碳，空气不断的进入所述滤筒82的内部，所述活塞72带动水和空气运动，使空气均匀的散发在所述筒体21的内部，使空气中的二氧化碳与水中的氢氧化钾接触，使二氧化碳与氢氧化钾接触反应，进一步减小水中氢氧化钾的含量，再将所述滤筒82和笋壳取出，避免从笋壳中滴落的水中含有大量的氢氧化钾，有利于人们的健康，且避免氢氧化钾溶液腐蚀地面污染环境。
实施例1
一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法，本实施例的工艺流程如图1所示。
(1)贝壳选用平均粒径为8-10cm的扇贝和螺，将原料送入高温煅烧炉中，先以30℃/min的升温速率升温至300℃，保持15min；再以30℃/min的升温速率升温至550℃，保持60min。煅烧结束后，自然冷却至室温从炉中取出，粉碎至粒径2mm。
(2)农林固废生物质炭选取山核桃壳和秸秆为原料，分别粉碎至5-8mm，将原料送入高温热解炉中，通入高纯氮气，以30℃/min的升温速率阶段升温，终升温至500℃，保持180min，结束后自然冷却至室温从炉中取出，粉碎至粒径2mm，浸泡入50％竹醋液中24h，105℃烘干。
(3)农林固废改性吸附材料选取茶渣为原料，采用2mol/L磷酸为改性试剂，茶渣与磷酸溶液的比例(m:v)为1:5，浸泡24h
(4)粘合剂选用改性淀粉。矿物材料选用硅藻土。
(5)根据需要进行配料，按质量份数表示：贝壳砂60份，山核桃壳炭5份，秸秆炭15份，茶渣改性吸附材料10份，改性淀粉5份，硅藻土5份。依次加入搅拌器充分搅拌混匀。
本实施例产品对氨氮去除率达到80％，对总磷去除率达到75％。
实施例2
一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂及其制备方法，本实施例的工艺流程如图1所示。
(1)贝壳选用平均粒径为8-10cm的扇贝，将原料送入高温煅烧炉中，先以30℃/min的升温速率升温至300℃，保持15min；再以30℃/min的升温速率升温至450℃，保持120min。煅烧结束后，自然冷却至室温从炉中取出，粉碎至粒径1.5mm。
(2)农林固废生物质炭选取山核桃壳为原料，分别粉碎至5-8mm，将原料送入高温热解炉中，通入高纯氮气，以30℃/min的升温速率阶段升温，终升温至500℃，保持240min，结束后自然冷却至室温从炉中取出，粉碎至粒径2mm，浸泡入80％竹醋液中24h，105℃烘干。
(3)农林固废改性吸附材料选取笋壳为原料，采用1mol/L氢氧化钾溶液为改性试剂，笋壳与氢氧化钾溶液的比例(m:v)为1:3，浸泡12h。
(4)粘合剂选用羧甲基纤维素和改性淀粉。矿物材料选用高岭土和硅藻土。
(5)根据需要进行配料，按质量份数表示：贝壳砂70份，山核桃壳炭20份，笋壳改性吸附材料10份，羧甲基纤维素3份，改性淀粉2份，高岭土2份，硅藻土3份。依次加入搅拌器充分搅拌混匀。
本实施例产品对氨氮去除率达到78％，对总磷去除率达到83％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其特征在于：将贝壳加入马弗炉煅烧，控制温度和时间，冷却至室温，粉碎至一定粒径的贝壳砂备用；将制备后的贝壳砂、农林固废生物质炭、农林固废改性吸附材料、粘结剂、矿物材料按质量份数：贝壳砂50-70份，农林固废生物质炭20-30份，农林固废改性吸附材料10-20份，粘合剂5-10份，矿物材料5-10份进行配料；配好物料进入搅拌器搅拌均匀后，使用粘合剂粘结成粒；
其制备方法包括以下步骤：
步骤一、贝壳选用扇贝、毛蚶、螺中的一种或者多种，将选取的贝壳经马弗炉煅烧，煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为0.5-2小时，煅烧后，粉碎粒径至0.5-3mm备用；
步骤二：选取的农林固废生物质炭制备原料为山核桃壳、秸秆和竹屑中的一种或者多种；将选取的原料放入热解炉中热解，温度为400-500℃，热解时间为1-3小时，热解完成后，冷却，粉碎粒径至0.5-3mm后放入浸泡入竹醋液中12-36小时，然后在105℃下烘干备用；并且所述步骤二中的竹醋液浸泡浓度为20％-100％；
步骤三：采用农林固废改性设备改性的农林固废改性吸附材料为使用氢氧化钾溶液改性笋壳备用；并且农林固废改性吸附材料中笋壳和改性溶液的固液比(m:v)为1:3、1:4、1:5、1:6；
步骤四：矿物材料为高岭土、硅藻土、沸石粉、膨润土、羟基磷灰石、鸟粪石中的一种或者几种，粉碎粒径至0.5-3mm，在105℃下烘干备用；
步骤五：所述粘合剂为改性淀粉、秸秆粉、羧甲基纤维素中的一种或者几种，粉碎粒径至0.5-3mm，在105℃下烘干备用；
步骤六：将配好物料依次放入搅拌器搅拌均匀后，使用粘合剂粘结成粒；
其中，所述步骤三中使用的农林固废改性设备包括储存机构(2)；水管(1)；进气机构(3)；固定机构(8)；阻挡机构(5)；连接机构(4)；喷气机构(6)和搅拌机构(7)，所述水管(1)固定于所述储存机构(2)的两端；所述进气机构(3)安装于所述储存机构(2)的顶端；所述固定机构(8)滑动连接所述储存机构(2)的内部；所述阻挡机构(5)安装于所述储存机构(2)的内部，所述阻挡机构(5)的内部滑动连接所述固定机构(8)；所述连接机构(4)安装于所述储存机构(2)的侧壁；所述喷气机构(6)安装于所述储存机构(2)的底端，所述喷气机构(6)包括固定管(61)、固定杆(62)、第二滤网(63)、卡槽(64)和喷头(65)，所述储存机构(2)的底端安装环形的所述固定管(61)，所述固定管(61)的顶端等距安装所述固定杆(62)；所述固定杆(62)固定连接所述储存机构(2)的内部，所述固定杆(62)的顶面抵触所述固定机构(8)的底面；所述固定杆(62)的顶端安装所述喷头(65)，所述固定机构(8)的底端设有环形的所述卡槽(64)，所述卡槽(64)的顶面安装所述环形所述第二滤网(63)，且所述卡槽(64)的内部滑动连接所述喷头(65)；所述搅拌机构(7)转动连接所述固定机构(8)的内部；
笋壳固定在所述固定机构的内部，再将所述固定机构放入所述储存机构的内部，使笋壳在所述储存机构的内部被氢氧化钾溶液浸泡，对笋壳进行化学改性；当笋壳浸泡完成后，打开所述水管，将氢氧化钾溶液从所述储存机构内部排出，向所述储存机构的内部注满水，使水将笋壳淹没，打开所述搅拌机构，使水在所述储存机构和所述固定机构的内部运动，使水将笋壳表面的氢氧化钾溶液冲洗，使氢氧化钾溶液稀释，打开所述储存机构，打开所述连接机构，所述连接机构将空气抽入所述固定管的内部，空气贯穿所述固定杆和所述喷头进入所述卡槽的内部，使空气贯穿所述卡槽进入所述固定机构的内部，空气进入所述固定机构的内部，带动所述固定机构内部的笋壳运动，使水有效的冲洗笋壳，且空气内部含有部分二氧化碳，空气不断的进入所述固定机构的内部，所述搅拌机构带动水和空气运动，使空气均匀的散发在所述储存机构的内部，使空气中的二氧化碳与水中的氢氧化钾接触，使二氧化碳与氢氧化钾接触反应，进一步减小水中氢氧化钾的含量，再将所述固定机构和笋壳取出，避免从笋壳中滴落的水中含有大量的氢氧化钾。
2.根据权利要求1所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其特征在于：所述储存机构(2)包括筒体(21)和筒盖(22)，所述筒体(21)的两端分别安装所述水管(1)，所述筒体(21)的顶端卡合所述筒盖(22)。
3.根据权利要求2所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其特征在于：所述进气机构(3)包括进气管(31)、弹簧(32)和浮球(33)，所述筒盖(22)的顶面居中处安装所述进气管(31)，所述进气管(31)的内部滑动连接且卡合所述浮球(33)；所述进气管(31)的内部安装所述弹簧(32)，所述弹簧(32)固定连接所述浮球(33)。
4.根据权利要求2所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其特征在于：所述固定机构(8)包括底板(81)、滤筒(82)、支撑板(83)和压缩板(84)，所述筒体(21)的内部滑动连接所述滤筒(82)，所述滤筒(82)的底端固定连接所述底板(81)，所述滤筒(82)的侧壁等距安装所述支撑板(83)，且所述滤筒(82)的内部滑动连接所述压缩板(84)。
5.根据权利要求4所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其特征在于：所述底板(81)的内部设有所述卡槽(64)和所述第二滤网(63)，且所述底板(81)的底面抵触所述支撑杆(51)的顶端；所述连接机构(4)包括连接管(41)和风机(42)，所述筒体(21)的顶端安装所述风机(42)，所述风机(42)的一端安装所述连接管(41)，所述连接管(41)的一端固定连接所述固定管(61)。
6.根据权利要求4所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其特征在于：所述阻挡机构(5)包括支撑杆(51)、第一滤网(52)和固定环(53)，所述筒体(21)的底端内部安装漏斗形的所述第一滤网(52)，所述第一滤网(52)和所述筒体(21)的内侧壁固定连接所述支撑杆(51)；所述第一滤网(52)的底端安装所述固定环(53)，所述固定环(53)的内部滑动连接所述滤筒(82)和所述支撑板(83)。
7.根据权利要求4所述的一种基于贝壳与农林固废的土壤氮磷调控剂的制备方法，其特征在于：所述搅拌机构(7)包括电动推杆(71)、活塞(72)和固定筒(73)，所述底板(81)的内部居中处安装所述固定筒(73)，侧壁避免通孔的所述固定筒(73)的内部滑动连接所述活塞(72)；所述活塞(72)连接所述电动推杆(71)，所述电动推杆(71)固定于所述筒体(21)的底面。
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