CN114651696A - 一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土 - Google Patents

一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土 Download PDF

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Abstract

本发明属于土壤技术领域，公开了一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土，所述生态环保营养土按照质量份数计，由湖泊淤泥30～35份、泥土20～25份、蛋壳粉10～15份、改性生物炭10～15份、动物粪便10～15份、微生物菌剂1～5份以及土壤调节剂1～5份组成。本发明利用湖泊淤泥进行营养土制备，能够有效降低湖泊淤泥处理成本的同时，还能够保护环境，避免处理过程对环境的二次污染，同时处理得到的营养土具有更好的肥力，适宜城市绿植生长；本发明污泥经微波分解后再叠热除水，除水效率高，除水效果好，能提供植物生长所必须的营养元素，不使用化学氮肥和化学农药，减少病原菌和害虫对植物的危害，有利于植物的正常生长发育。

Description

一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土
技术领域
本发明属于土壤技术领域，尤其涉及一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土。
背景技术
目前，为了改善河湖的水质，保证河道正常的泄洪能力和航道、港口的畅通，我国开展了大规模的疏浚和清淤工程，据统计，仅太湖底泥生态清淤量就达6700万立方米左右，珠江三角洲地带疏浚淤泥量约8000万立方米，未来十年水利、河湖和港口疏浚和清淤工程中仍将会产生大量的疏浚淤泥，已成为难以回避的现实。
疏浚工程中产生的疏浚淤泥通常采用堆放或抛弃的方法处理，一方面不仅造成大量土地资源的浪费，对生态环境将会造成不可弥补的破坏，另一方面，疏浚淤泥大多含有重金属、有机污染物，必然会对周边环境造成二次污染。
由于港口、航道、湖泊及河流等产生的疏浚淤泥含水量高且不易脱水，粘土颗粒多，强度低，体积大，给淤泥的运输、储存和使用带来了诸多不利情况，又找不出妥善的处理方式将它们安置，所以，只有将疏浚淤泥连泥带水一起送到垃圾站，以待其自然风化，这种处理方法既污染环境，又给政府带来一笔巨大的、不必要的开销。
营养土是为了满足苗木生长发育而专门配制的含有多种矿质营养，疏松通气，保水保肥能力强，无病虫害的土。一般由肥沃的大田土与腐熟厩肥混合配制而成，也有选自进口优质泥炭、椰糠，按特定比例混合的营养土，但是这些营养土并没有经过合理的配料，不利于苗木的正常生长发育。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的淤泥处理方法既污染环境，同时成本高；现有的营养土营养成分不高，且制备成本高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土。
本发明是这样实现的，一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，所述利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法包括以下步骤：
步骤一，对获取的湖泊淤泥进行处理：获取湖泊淤泥；对获取的湖泊淤泥进行预处理，得到预处理后的污泥；在预处理后的污泥中添加土壤膨松剂，并搅拌混合均匀；对得到的混合物进行微波分解，再经叠热除水获得含水量适合生物处理的污泥物料，备用；
步骤二，进行改性生物炭的制备：将花生壳粉与氧化石墨烯悬液混合、过滤，得到氧化石墨烯悬液浸渍后的花生壳粉；将得到的氧化石墨烯悬液浸渍后的花生壳粉与纳米SiO2混合，得到混合料；将得到的混合料与水混合，得到混合物；将得到的混合物进行炭化，得到水合炭，将得到的水合炭进行干燥，即可制备得到改性生物炭，备用；
步骤三，进行蛋壳粉的制备：取适量新鲜蛋壳清洗干净，干燥，并用磨粉机将蛋壳粉碎，得到含蛋壳膜和蛋壳粉的混合物；将所得含蛋壳膜和蛋壳粉的混合物以NaCl溶液浸泡1～2h，再搅拌15～25min并除去上清液，然后将溶液中固体不溶物置于干燥箱中干燥，即得到去除蛋壳膜的粗制蛋壳粉；将所得粗制蛋壳粉120～180目筛即可得精制蛋壳粉，备用；
步骤四，进行土壤调节剂的制备：按照原料组成重量份数将原料混合均匀，喷水，得混合物料A；按照原料组成重量比将木瓜皮、菠萝皮、芒果皮、糖蜜和纯净水混合，在常温下发酵3～4个月，将发酵液真空抽滤后得混合物料B；将混合物料A和混合物料B交错分层堆积而成发酵堆，发酵10～20天，混合物料B的温度达到50～65℃时，保持8～12天后，进行翻堆；翻堆后发酵堆继续发酵15～25天，混合物料的温度在35～50℃时，将混合物料A和混合物料B混合均匀即得土壤调节剂，备用；
步骤五，进行生态环保营养土的制备：按比例称取处理后的湖泊淤泥、泥土、蛋壳粉、改性生物炭、动物粪便、微生物菌剂以及土壤调节剂；将处理后湖泊淤泥、泥土、蛋壳粉、动物粪便、微生物菌剂混合堆式或槽式发酵；通过挤压脱水设备对发酵产物进行挤压脱水，得到碎块状的营养土和脱水溶液；对碎块状的营养土进行破碎整形，并与改性生物炭以及土壤调节剂进行混合均匀，即可得到所述营养土。
进一步，步骤一中，所述对获取的湖泊淤泥进行预处理，包括：
采用除渣除砂装置去除获取的污泥中的大部分杂质，采用离心浓缩装置对剩余活性污泥离心脱水，然后对除杂、离心后的污泥进行预脱水，得到预处理后的污泥。
进一步，步骤二中，所述炭化温度为130～260℃，所述炭化时间为8～10h。
进一步，步骤三中，所述新鲜蛋壳的干燥方法为：将新鲜蛋壳置于120～150℃的干燥箱中干燥1～1.5h。
进一步，步骤三中，所述固体不溶物的干燥方法为：将固体不溶物置于130～160℃干燥箱中干燥2～3h。
进一步，步骤四中，所述混合物料A由甘蔗渣6～12份、糖泥3～6份、碳化稻壳2～4份、草木灰1～3份、黄豆粕0.5～1.5份、竹林腐殖土2～3份组成。
进一步，步骤四中，所述常温发酵的发酵期分为发酵前期和慢速稳定发酵期，发酵前期需每日以20～25r/min的转速搅拌5～15min，慢速稳定发酵期需密封进行厌氧发酵，发酵前期为30～45天，慢速稳定发酵期为60～80天。
进一步，步骤五中，所述发酵包括：
在75～85℃的条件下发酵4～5天后，将原材料进行翻堆，再次在75～85℃的条件下发酵1～2天即可。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法生产得到的生态环保营养土，所述生态环保营养土按照质量份数计，由湖泊淤泥30～35份、泥土20～25份、蛋壳粉10～15份、改性生物炭10～15份、动物粪便10～15份、微生物菌剂1～5份以及土壤调节剂1～5份组成。
进一步，所述土壤调节剂为调节土壤酸碱度、钝化重金属、吸收有害气体的土壤调节剂。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明利用湖泊淤泥进行营养土制备，不仅能够有效降低湖泊淤泥处理的成本，同时能够保护环境，避免处理过程对环境的二次污染，同时本发明处理得到的营养土具有更好的肥力，适宜城市绿植生长；以添加有土壤膨松剂的污泥物料作为营养土的制造材料，可有效防止制得的生态营养土发生板结现象。
同时，本发明添加土壤调理剂以及改性生物炭，能够有效改善土壤环境，进行土壤修复，促进绿植等的生长；本发明污泥经微波分解后再叠热除水，除水效率高，除水效果好，能提供植物生长所必须的营养元素，不使用化学氮肥和化学农药，减少病原菌和害虫对植物的危害，有利于植物的正常生长发育。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的对获取的湖泊淤泥进行处理的方法流程图。
图3是本发明实施例提供的进行改性生物炭制备的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的进行蛋壳粉制备的方法流程图。
图5是本发明实施例提供的进行土壤调节剂制备的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明实施例提供的生态环保营养土按照质量份数计，由湖泊淤泥30～35份、泥土20～25份、蛋壳粉10～15份、改性生物炭10～15份、动物粪便10～15份、微生物菌剂1～5份以及土壤调节剂1～5份组成。
本发明实施例提供的土壤调节剂为调节土壤酸碱度、钝化重金属、吸收有害气体的土壤调节剂。
如图1所示，本发明实施例提供的利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法包括以下步骤：
S101，获取湖泊淤泥，并对获取的湖泊淤泥进行处理；并分别制备改性生物炭、蛋壳粉以及土壤调节剂；
S102，按比例称取处理后的湖泊淤泥、泥土、蛋壳粉、改性生物炭、动物粪便、微生物菌剂以及土壤调节剂；
S103，将处理后湖泊淤泥、泥土、蛋壳粉、动物粪便、微生物菌剂混合堆式或槽式发酵；
S104，通过挤压脱水设备对发酵产物进行挤压脱水，得到碎块状的营养土和脱水溶液；
S105，对碎块状的营养土进行破碎整形，并与改性生物炭以及土壤调节剂进行混合均匀，即可得到所述营养土。
如图2所示，本发明实施例提供的步骤S101中，所述对获取的湖泊淤泥进行处理，包括：
S201，获取湖泊淤泥；
S202，对获取的湖泊淤泥进行预处理，得到预处理后的污泥；
S203，在预处理后的污泥中添加土壤膨松剂，并搅拌混合均匀；对得到的混合物进行微波分解，再经叠热除水获得含水量适合生物处理的污泥物料。
本发明实施例提供的步骤S202中，所述对获取的湖泊淤泥进行预处理包括：采用除渣除砂装置去除获取的污泥中的大部分杂质，采用离心浓缩装置对剩余活性污泥离心脱水，然后对除杂、离心后的污泥进行预脱水，得到预处理后的污泥。
如图3所示，本发明实施例提供的步骤S101中，所述进行改性生物炭的制备，包括：
S301，将花生壳粉与氧化石墨烯悬液混合、过滤，得到氧化石墨烯悬液浸渍后的花生壳粉；
S302，将得到的氧化石墨烯悬液浸渍后的花生壳粉与纳米SiO2混合，得到混合料；将得到的混合料与水混合，得到混合物；
S303，将得到的混合物进行炭化，得到水合炭，将得到的水合炭进行干燥，即可制备得到改性生物炭。
本发明实施例提供的步骤S303中，所述炭化温度为130～260℃，所述炭化时间为8～10h。
如图4所示，本发明实施例提供的步骤S101中，所述进行蛋壳粉的制备，包括：
S401，取适量新鲜蛋壳清洗干净，干燥，并用磨粉机将蛋壳粉碎，得到含蛋壳膜和蛋壳粉的混合物；
S402，将所得含蛋壳膜和蛋壳粉的混合物以NaCl溶液浸泡1～2h，再搅拌15～25min并除去上清液，然后将溶液中固体不溶物置于干燥箱中干燥，即得到去除蛋壳膜的粗制蛋壳粉；
S403，将所得粗制蛋壳粉120～180目筛即可得精制蛋壳粉。
本发明实施例提供的步骤S401中，所述新鲜蛋壳的干燥方法为：将新鲜蛋壳置于120～150℃的干燥箱中干燥1～1.5h。
本发明实施例提供的步骤S402中，所述所述固体不溶物的干燥方法为：将固体不溶物置于130～160℃干燥箱中干燥2～3h。
如图5所示，本发明实施例提供的步骤S104中，所述进行土壤调节剂的制备，包括：
S501，按照原料组成重量份数将原料混合均匀，喷水，得混合物料A；
S502，按照原料组成重量比将木瓜皮、菠萝皮、芒果皮、糖蜜和纯净水混合，在常温下发酵3～4个月，将发酵液真空抽滤后得混合物料B；
S503，将混合物料A和混合物料B交错分层堆积而成发酵堆，发酵10～20天，混合物料B的温度达到50～65℃时，保持8～12天后，进行翻堆；
S504，翻堆后发酵堆继续发酵15～25天，混合物料的温度在35～50℃时，将混合物料A和混合物料B混合均匀即得土壤调节剂。
本发明实施例提供的步骤S501中，所述所述混合物料A由甘蔗渣6～12份、糖泥3～6份、碳化稻壳2～4份、草木灰1～3份、黄豆粕0.5～1.5份、竹林腐殖土2～3份组成。
本发明实施例提供的步骤S502中，所述所述常温发酵的发酵期分为发酵前期和慢速稳定发酵期，发酵前期需每日以20～25r/min的转速搅拌5～15min，慢速稳定发酵期需密封进行厌氧发酵，发酵前期为30～45天，慢速稳定发酵期为60～80天。
本发明实施例提供的步骤S103中，所述所述发酵包括：在75～85℃的条件下发酵4～5天后，将原材料进行翻堆，再次在75～85℃的条件下发酵1～2天即可。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，其特征在于，所述利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法包括以下步骤：
步骤一，对获取的湖泊淤泥进行处理：获取湖泊淤泥；对获取的湖泊淤泥进行预处理，得到预处理后的污泥；在预处理后的污泥中添加土壤膨松剂，并搅拌混合均匀；对得到的混合物进行微波分解，再经叠热除水获得含水量适合生物处理的污泥物料，备用；
步骤二，进行改性生物炭的制备：将花生壳粉与氧化石墨烯悬液混合、过滤，得到氧化石墨烯悬液浸渍后的花生壳粉；将得到的氧化石墨烯悬液浸渍后的花生壳粉与纳米SiO2混合，得到混合料；将得到的混合料与水混合，得到混合物；将得到的混合物进行炭化，得到水合炭，将得到的水合炭进行干燥，即可制备得到改性生物炭，备用；
步骤三，进行蛋壳粉的制备：取适量新鲜蛋壳清洗干净，干燥，并用磨粉机将蛋壳粉碎，得到含蛋壳膜和蛋壳粉的混合物；将所得含蛋壳膜和蛋壳粉的混合物以NaCl溶液浸泡1～2h，再搅拌15～25min并除去上清液，然后将溶液中固体不溶物置于干燥箱中干燥，即得到去除蛋壳膜的粗制蛋壳粉；将所得粗制蛋壳粉120～180目筛即可得精制蛋壳粉，备用；
步骤四，进行土壤调节剂的制备：按照原料组成重量份数将原料混合均匀，喷水，得混合物料A；按照原料组成重量比将木瓜皮、菠萝皮、芒果皮、糖蜜和纯净水混合，在常温下发酵3～4个月，将发酵液真空抽滤后得混合物料B；将混合物料A和混合物料B交错分层堆积而成发酵堆，发酵10～20天，混合物料B的温度达到50～65℃时，保持8～12天后，进行翻堆；翻堆后发酵堆继续发酵15～25天，混合物料的温度在35～50℃时，将混合物料A和混合物料B混合均匀即得土壤调节剂，备用；
步骤五，进行生态环保营养土的制备：按比例称取处理后的湖泊淤泥、泥土、蛋壳粉、改性生物炭、动物粪便、微生物菌剂以及土壤调节剂；将处理后湖泊淤泥、泥土、蛋壳粉、动物粪便、微生物菌剂混合堆式或槽式发酵；通过挤压脱水设备对发酵产物进行挤压脱水，得到碎块状的营养土和脱水溶液；对碎块状的营养土进行破碎整形，并与改性生物炭以及土壤调节剂进行混合均匀，即可得到所述营养土。
2.如权利要求1所述的利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，其特征在于，步骤一中，所述对获取的湖泊淤泥进行预处理，包括：
采用除渣除砂装置去除获取的污泥中的大部分杂质，采用离心浓缩装置对剩余活性污泥离心脱水，然后对除杂、离心后的污泥进行预脱水，得到预处理后的污泥。
3.如权利要求1所述的利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，其特征在于，步骤二中，所述炭化温度为130～260℃，所述炭化时间为8～10h。
4.如权利要求1所述的利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，其特征在于，步骤三中，所述新鲜蛋壳的干燥方法为：将新鲜蛋壳置于120～150℃的干燥箱中干燥1～1.5h。
5.如权利要求1所述的利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，其特征在于，步骤三中，所述固体不溶物的干燥方法为：将固体不溶物置于130～160℃干燥箱中干燥2～3h。
6.如权利要求1所述的利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，其特征在于，步骤四中，所述混合物料A由甘蔗渣6～12份、糖泥3～6份、碳化稻壳2～4份、草木灰1～3份、黄豆粕0.5～1.5份、竹林腐殖土2～3份组成。
7.如权利要求1所述的利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，其特征在于，步骤四中，所述常温发酵的发酵期分为发酵前期和慢速稳定发酵期，发酵前期需每日以20～25r/min的转速搅拌5～15min，慢速稳定发酵期需密封进行厌氧发酵，发酵前期为30～45天，慢速稳定发酵期为60～80天。
8.如权利要求1所述利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法，其特征在于，步骤五中，所述发酵包括：
在75～85℃的条件下发酵4～5天后，将原材料进行翻堆，再次在75～85℃的条件下发酵1～2天即可。
9.一种应用如权利要求1～8任意一项所述利用湖泊淤泥生产生态环保营养土的方法生产得到的生态环保营养土，其特征在于，所述生态环保营养土按照质量份数计，由湖泊淤泥30～35份、泥土20～25份、蛋壳粉10～15份、改性生物炭10～15份、动物粪便10～15份、微生物菌剂1～5份以及土壤调节剂1～5份组成。
10.如权利要求9所述生态环保营养土，其特征在于，所述土壤调节剂为调节土壤酸碱度、钝化重金属、吸收有害气体的土壤调节剂。
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