CN113307703A

CN113307703A - 市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂

Info

Publication number: CN113307703A
Application number: CN202110520755.4A
Authority: CN
Inventors: 孙东晓; 尹朝援; 董志强; 刘学明; 王元博
Original assignee: Shanghai Civil Engineering Co Ltd of CREC; Municipal Environmental Protection Engineering Co Ltd of Shanghai Civil Engineering Co Ltd of CREC
Current assignee: Shanghai Civil Engineering Co Ltd of CREC; Municipal Environmental Protection Engineering Co Ltd of CREC Shanghai Group; Municipal Environmental Protection Engineering Co Ltd of Shanghai Civil Engineering Co Ltd of CREC
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2021-05-13
Publication date: 2021-08-27

Abstract

本发明公开了一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，调理剂中各组分的重量比为：经干化处理的市政污泥10‑40%、餐厨垃圾有机肥10‑50%以及膨润土10‑20%。本发明的优点是：组分简单、改善盐碱地效果好，可以有效降低盐土壤pH和土壤容重，提升非毛孔隙度及饱和含水率；市政污泥富含植物生长发育的必需元素氮、磷和钾以及其他微量元素，而餐厨垃圾有机肥则促进土壤团粒化、提升保温、保水、透气性能，提升土壤比表面面积、阳离子交换量、氧官能团和表面负电荷，从而增强土壤固氮、解钾、解磷作用。

Description

市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂

技术领域

本发明涉及盐碱地改良的技术领域，尤其是一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂。

背景技术

全球有超过11亿公顷的土地受到不同程度的盐渍化，约占全球陆地面积的7 %，每年造成农业损失高达270亿美元。同样地，盐碱地也是我国重要的土地资源之一，其在西部地区的面积高达1700万公顷。近年来，由于全球气候变化，土地总体盐渍化程度呈逐年加重趋势，在干旱和半干旱地区尤为严重，盐碱地的改良已刻不容缓。

目前盐碱地改良方法主要有水利工程法、化学法和生物法等。水利工程法主要通过淡水灌溉，使得土壤中的盐分随水而排出，实现盐碱地的脱盐，同时采用明沟和暗沟改良等方法，解决排水和地下水位的问题，使得盐碱地在脱盐后不会发生返盐的情况。尽管该方法能有效实现盐碱地的良好脱盐效果，促进农作生长，然而对于水资源匮乏的我国西北地区而言，并不适于大规模的推广，且反复的干湿交替将加剧土壤的板结，威胁土壤微生物及群落健康。化学法主要利用石膏、硫酸等化学物质抵消土壤中盐碱成分的作用，从而实现对土地的改良。其主要优点是改良周期短，效果显著，但由于涉及适宜改良药剂的选择、及成本昂贵等，其大面积推广受到一定限制。生物法是指在盐碱地上直接种植高等耐盐植物，将土壤的盐分控制在植物根系土层以下的土壤中，随后采用合理的轮作方式，涵养土壤肥力。目前主要开发利用的耐盐种类主要是绿化植物、而耐盐农作物较少，这使得盐碱地的利用受到限制；研究表明，耐盐植物对土壤盐分的减量化作用较弱，周期较长。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，将市政污泥、餐厨垃圾有机肥和膨润土混合在一起制成调理剂，可对盐碱地进行改良。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，其特征在于：所述调理剂各组分的重量比为：经干化处理的市政污泥10-40%、餐厨垃圾有机肥10-50%以及膨润土10-20%。

所述调理剂为粒径1-5mm的不规则颗粒。

所述市政污泥来源于城镇生活污水处理厂或自来水厂，所述餐厨垃圾有机肥为餐厨垃圾经微生物分解得到的有机残渣。

干化前的所述市政污泥含水率为60-80%，干化前的所述市政污泥的固体中各组分的含量为：有机物30-60%和无机物30-50%。

所述调理剂中各组分的重量比为：经干化处理的市政污泥30%、餐厨垃圾有机肥50%以及膨润土20%。

一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

（1）对市政污泥进行干化、破碎并筛分，选取粒径100-500微米的污泥颗粒；

（2）将步骤（1）中得到的所述污泥颗粒与餐厨垃圾有机肥、膨润土按照10-40%：10-50%：10-20%的比例进行搅拌混合，得到混合物；

（3）使用湿法造粒机对步骤（2）中得到的所述混合物进行造粒，得到调理剂半成品；造粒过程中，通过加水使所述混合物的湿度维持在10-15%；

（4）将步骤（3）中得到的所述调理剂半成品运送到灭菌炉中，进行灭菌和干燥，得到所述调理剂。

一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂的投加方法，其特征在于：所述投加方法为：在每平方米盐碱地上投加1-10kg的所述调理剂，并将所述调理剂与所述盐碱地土壤翻耕混合均匀。

在每平方米所述盐碱地上投加2-5kg的所述调理剂。

本发明的优点是：组分简单、改善盐碱地效果好，可以有效降低盐土壤pH和土壤容重，提升非毛孔隙度及饱和含水率；市政污泥富含植物生长发育的必需元素氮、磷和钾以及其他微量元素，而餐厨垃圾有机肥则促进土壤团粒化、提升保温、保水、透气性能，提升土壤比表面面积、阳离子交换量、氧官能团和表面负电荷，从而增强土壤固氮、解钾、解磷作用。

附图说明

图1为本发明中污泥的理化性质及卫生学指标的参数表；

图2为本发明中污泥的污染物浓度的参数表；

图3为本发明的调理剂的理化性质指标的参数表；

图4为本发明中调理剂的不同投加量对盐碱地A土壤理化性质的影响的参数表；

图5为本发明中调理剂的不同投加量对柳枝稷的株高和千粒重的影响的参数表；

图6为本发明中调理剂的不同投加量对盐碱地B土壤理化性质的影响的参数表；

图7为本发明中调理剂的不同投加量对水稻的株高和产量的影响。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例1：如图1-7所示，本实施例涉及一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，调理剂为粒径1-5mm的不规则颗粒，调理剂在每平方米盐碱地上的投加量为1-10kg。调理剂主要包括重量比为10-40%的经干化处理的市政污泥、重量比为10-50%餐厨垃圾有机肥和重量比为10-20%膨润土，其中，市政污泥来自于城镇生活污水处理厂或自来水厂等的污泥，但不包括工业污水处理厂的污泥，工业污水处理厂的污泥污染较为严重，易对盐碱地造成二次污染，市政污泥含水率为60-80%，污泥的固体中各组分的含量为：有机物（包括有机残体、糖类和蛋白质等）30-60%和无机物（包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O等）30-50%，污泥中还含有污染物，污染物主要包括重金属（镉、铬、铜、镍等）等，并且污染物的含量均应符合GB 4284-2018农用污泥污染物控制标准。餐厨垃圾有机肥来自于餐饮、企事业单位食堂及城镇居民等餐厨垃圾经微生物分解得到有机残渣，膨润土通过购买可获得，其原料获取简单，实现了废物的再利用。

实施例2：使用1吨原料来生产调理剂，具体生产过程如下：

1、采集水厂出厂污泥0.4吨，污泥具体的理化性质及卫生学指标的参数表如图1所示，污泥的污染物浓度的参数表如图2所示，由图1和图2可知，其参数指标均符合GB 4284-2018的农用标准；收集餐厨垃圾经微生物分解得到的有机残渣0.5吨；从市场上购买膨润土0.1吨；

2、对污泥进行干化、破碎并筛分，选取粒径100-500微米的污泥颗粒；

3、将污泥颗粒与餐厨垃圾有机肥、膨润土运输到搅拌机中进行搅拌混合，得到混合物；

4、使用湿法造粒机对上一步获得的混合物进行造粒，造粒过程中适当加水，维持整体湿度在10-15%，可得到调理剂半成品；

5、将调理剂半成品运送到灭菌炉中，进行低温灭菌和干燥，温度控制在50℃，运行时间为1小时，使得含水量降到10%以下，冷却后得到调理剂成品，在对其进行包装即可。

如图3所示，为上述调理剂的理化性质指标的参数表，从表中可以看出，调理剂的总有机质浓度为48.29%，易氧化有机质为24.32%，粗脂肪为4.18%，pH为6.21，EC为8.24ms/cm，N为1.63%，P₂O₅为0.95%，K₂O为1.12%，说明调理剂具有pH值低、有机质及氮磷钾养分高等优点，具有用于盐碱地改良的潜质。

实施例3：本实施例中，选择盐碱地A（中度盐碱地）作为实验对象，其土壤理化性质如图4所示，在其上划分多个试验小区，每个试验小区面积均为9 m²（3m×3m），对每个试验小区投放不同量的调理剂，并在其上种植柳枝稷。其中，调理剂组成为：30%市政污泥、50%餐厨垃圾有机肥和20%膨润土；投加量（每平方米盐碱地投放的调理剂重量）分别为0 kg/m²、1kg/m²、2 kg/m²、5 kg/m²和10 kg/m²，并开展三组平行试验，检验调理剂的不同投加量对盐碱地改良效果。调理剂与土壤翻耕混合均匀，待柳枝稷成熟后，采集土壤和柳枝稷样品，并测定土壤基本理化性质（图4）及柳枝稷的株高和千粒重（图5）等参数。从图4和图5可以看出，当调理剂浓度为0 kg/m²（未投放调理剂）时，该试验小区土壤的pH为8.67，含盐量为1.31%，有机质为6.21g/kg，容重为1.73g/cm³，最大持水量为25.38%，孔隙度为44.36%，而柳枝稷的株高为129cm，千粒重为0.91g，而当投放调理剂时，该试验小区土壤的pH、含盐量和容重均下降，有机质、最大持水量和孔隙度均上升，并且柳枝稷的株高和千粒重也上升，上述结果可以表明，该调理剂可以有效改善试验区域土壤的盐渍化程度，提升土壤肥力，从而促进植物生长发育。并且当调理剂浓度为2 kg/m²-5 kg/m²，其各项指标变化最为明显，而当调理剂浓度为10 kg/m²，其各项指标较浓度为2 kg/m²-5 kg/m²的调理剂变化不大，故说明使用浓度为2 kg/m²-5 kg/m²的调理剂可作为处理盐碱地的较佳选择。

实施例4：本实施例中，选择盐碱地B（中度盐碱地）作为实验对象，其土壤理化性质如图6所示，在其上划分多个试验小区，每个试验小区面积均为9 m²（3m×3m），对每个试验小区投放不同量的调理剂，并在其上种植水稻。其中，调理剂组成为：30%市政污泥、50%餐厨垃圾有机肥和20%膨润土；投加量（每平方米盐碱地投放的调理剂重量）分别为0 kg/m²、1kg/m²、2 kg/m²、5 kg/m²和10 kg/m²，并开展三组平行试验，检验调理剂的不同投加量对盐碱地改良效果。调理剂与土壤翻耕混合均匀，待水稻成熟后，采集土壤和水稻样品，并测定土壤基本理化性质（图6）及水稻的株高和产量（图7）等参数。从图6和图7可以看出，当调理剂浓度为0 kg/m²（未投放调理剂）时，该试验小区土壤的pH为8.26，含盐量为1.01%，有机质为9.21g/kg，容重为1.59g/cm³，最大持水量为29.16%，孔隙度为48.69%，而水稻的株高为102cm，产量为375 g/m²，而当投放调理剂时，该试验小区土壤的pH、含盐量和容重均下降，有机质、最大持水量和孔隙度均上升，并且水稻的株高和产量也上升，上述结果可以表明，该调理剂可以有效改善试验区域土壤的盐渍化程度，提升土壤肥力，从而促进植物生长发育。并且当调理剂浓度为2 kg/m²-5 kg/m²，其各项指标变化最为明显，而当调理剂浓度为10kg/m²，其土壤的各项指标较浓度为2 kg/m²-5 kg/m²的调理剂变化不大，并且水稻的株高和产量还下降了（较未投放调理剂还是上升的），故说明使用浓度为2 kg/m²-5 kg/m²的调理剂可作为处理盐碱地的较佳选择。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims

1.一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，其特征在于：所述调理剂各组分的重量比为：经干化处理的市政污泥10-40%、餐厨垃圾有机肥10-50%以及膨润土10-20%。

2.如权利要求1所述的一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，其特征在于：所述调理剂为粒径1-5mm的不规则颗粒。

3.如权利要求1所述的一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，其特征在于：所述市政污泥来源于城镇生活污水处理厂或自来水厂，所述餐厨垃圾有机肥为餐厨垃圾经微生物分解得到的有机残渣。

4.如权利要求1所述的一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，其特征在于：干化前的所述市政污泥含水率为60-80%，干化前的所述市政污泥的固体中各组分的含量为：有机物30-60%和无机物30-50%。

5.如权利要求1所述的一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂，其特征在于：所述调理剂中各组分的重量比为：经干化处理的市政污泥30%、餐厨垃圾有机肥50%以及膨润土20%。

6.一种涉及权利要求1-5中任一所述市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

7.一种涉及权利要求1-5中任一所述市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂的投加方法，其特征在于：所述投加方法为：在每平方米盐碱地上投加1-10kg的所述调理剂，并将所述调理剂与所述盐碱地土壤翻耕混合均匀。

8.如权利要求7所述的一种市政污泥与餐厨垃圾有机肥复配的盐碱地调理剂的投加方法，其特征在于：在每平方米所述盐碱地上投加2-5kg的所述调理剂。