CN219058853U

CN219058853U - 一种土壤调理剂的制备装置

Info

Publication number: CN219058853U
Application number: CN202223283459.6U
Authority: CN
Inventors: 徐嘉礼; 姜坤; 罗春晖; 吴錞渝; 赵佳伟; 薛炳松
Original assignee: Zhejiang Environrem Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Environrem Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-07
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2032-12-07

Abstract

本申请提供一种土壤调理剂的制备装置，属于有机肥料处理技术领域。包括搅拌仓、溶料斗、圆盘粉碎机、输送管道和发酵仓，所述发酵仓还设置有配料口，有机物料经配料口送入发酵仓，所述溶料斗、圆盘粉碎机分别与搅拌仓连接，溶解类物料在溶料斗中溶解、矿物质物料经磨盘粉碎机粉碎后送入搅拌仓中混匀后，经输送管道提升入发酵仓，在发酵仓中与有机物料一起完成发酵熟化后，得到成品土壤调理剂。采用上述装置进行土壤调节剂的制备，具有物料利用率高、操作简便、连续性更好等优点。

Description

一种土壤调理剂的制备装置

技术领域

本申请涉及一种土壤调理剂的制备装置，属于有机肥料处理技术领域。

背景技术

我国农田土壤重金属污染问题，特别是酸性重金属污染农田，一直威胁着人们的身体健康。施用土壤调理剂既可以有效降低土壤重金属的生物活性与迁移性，又不会影响农业正常生产，是修复农田重金属污染较为简便且有效的方法之一。但目前市场上流行的适用于酸性土壤的调理剂多数以无机矿物型为主，制备过程较为简单粗糙，多是采用简单的混合搅拌实现单一的物理或化学改性，所得调理剂利用率较低，对耕地土壤的环境友好性较差，极易造成土壤板结、耕地质量下降等问题，从而影响农产品的质量与安全。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种土壤调理剂的制备装置，可以实现无机矿物质与有机物料的有效结合、实现原料利用率的提高。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种土壤调理剂的制备装置，土壤调理剂的原料包括溶解类物料、矿物质物料和有机物料，溶解类物料主要为腐殖酸和柠檬酸、亚硫酸钠，矿物质物料为麦饭石、磷矿石、膨润土，包括搅拌仓、溶料斗、圆盘粉碎机、输送管道和发酵仓，所述发酵仓还设置有配料口，有机物料经配料口送入发酵仓，所述溶料斗、圆盘粉碎机分别与搅拌仓连接，溶解类物料在溶料斗中溶解、矿物质物料经圆盘粉碎机粉碎后送入搅拌仓中混匀后，经输送管道提升入发酵仓，在发酵仓中与有机物料一起完成发酵熟化后，得到成品土壤调理剂。

土壤调理剂的原料一般即分为腐殖酸、柠檬酸、亚硫酸钠等溶解类物料和麦饭石、磷矿石、膨润土等矿物质物料，上述装置在搅拌仓中设置两个入口，一个入口与溶液斗连通，将腐殖酸、柠檬酸、亚硫酸钠等溶解类物料进行混匀，一个入口与圆盘粉碎机的出料口连通，溶液斗将腐殖酸、柠檬酸、亚硫酸钠加水溶解后送入搅拌仓，腐殖酸、柠檬酸、亚硫酸钠等经圆盘粉碎机粉碎至相应粒径后也送入搅拌仓，两者在搅拌仓中拌匀后，送入发酵仓与有机物料一起做最后的发酵腐熟，得到最终的成品土壤调理剂。上述方案不仅实现了不同物料的分别处理，使物料的活性得到最大化的激活，整个操作过程可以实现全流程、自动化进行，使成品中，溶解类物料和矿物质物料等无机物料与有机肥料进行有效结合，提高了原料的利用率。

进一步的，作为优选：

所述溶料斗与搅拌仓之间设置有抽拉式的挡板，挡板下压或抽起，实现溶料斗与搅拌仓的连通与关闭。

所述搅拌仓中设置有搅拌叶片，搅拌叶片由电机驱动其转动，以实现搅拌仓中物料的搅拌混匀。更优选的，所述搅拌仓底部设置有取料口，用于对搅拌仓中物料进行取料、检测，方便质量监控。

所述圆盘粉碎机包括入口、磨盘、外壳、皮带和出口，外壳通过出口与混料仓连通，进口位于外壳顶部，磨盘通过传动轴安装在外壳内，传动轴上安装皮带轮，皮带轮与电机的输出端之间安装有皮带，电机工作，经输出端、皮带、皮带轮带动传动轴转动，磨盘被传动轴带动，矿物质物料经入口进入外壳中，与转动的磨盘接触，磨盘对矿物质物料进行研磨粉碎至设定粒径后，经出口进入混料仓。上述装置实现矿物质物料的独立研磨粉碎。

所述输送管道为无轴螺旋输送管道，由电机驱动。

所述发酵仓还连接有空气泵，对发酵仓进行补入空气。

所述发酵仓顶部连接有尾气处理机构，对发酵产生的气体进行集中处理。

上述装置应用于土壤调节剂的加工，可以将无机矿物与有机物料有效结合，制备过程简便高效，赋予成品以较高的利用率，有效改善其环境友好性，在应用于土壤修复时，可更有效的修复受重金属污染的耕地土壤、提高土壤质量。

附图说明

图1为本申请的结构示意图。

图中标号：1.搅拌仓；11.支架；12.取料口；2.搅拌叶片；21.传动杆；22.第一电机；3.圆盘粉碎机；31.入口；32.第二电机；33.皮带；34.皮带轮；35.传动轴；36.磨盘；37.出口；38.外壳；4.溶液斗；41.挡板；5.输送管道；51.第三电机；6.发酵仓；61.进料口；62.配料口；63.空气泵；64.出料口；65.尾气处理单元；66.搅拌单元。

具体实施方式

实施例1

本实施例中，土壤调理剂的原料包括溶解类物料、矿物质物料和有机物料，溶解类物料主要为腐殖酸和柠檬酸、亚硫酸钠，矿物质物料为麦饭石、磷矿石、膨润土，结合附图，对上述土壤调节剂采用下述装置制备的方案进行诠释。

本实施例一种土壤调理剂的制备装置，结合图1，包括搅拌仓1、溶料斗4、圆盘粉碎机3、输送管道5和发酵仓6。

搅拌仓1为直径1.5m、高度0.8m的圆桶状，搅拌仓1设置有两组支架11和搅拌机构，搅拌机构包括第一电机22、传动杆21、搅拌叶片2。

溶液斗4外壁带有刻度线，可溶50L溶液，并与搅拌仓1固定连接。

圆盘粉碎机3与搅拌仓1固定连接。

输送管道5一端嵌入到搅拌仓1中，用于进料，另一端与发酵仓6的进料口61密封连接，用于搅拌仓1的出料。

上述装置进行土壤调理剂的制备，包括以下步骤：

(1)按照质量比1:1.5:2，将麦饭石、磷矿石、膨润土用圆盘粉碎机3粉碎，粉碎后的矿粉直接流入搅拌仓1，控制粉碎后矿粉粒径≤100目，制得矿物混合材料；按照腐殖酸和柠檬酸与矿物混合材料质量比为1:10和1:20，称取腐殖酸和柠檬酸，并同时加入到溶液斗4中，加入一定量水分，待溶解充分后，打开溶液斗4，使溶液流入搅拌仓1内，继续加入水分，最终使搅拌仓1内固(指矿物混合材料、腐殖酸、柠檬酸)液(指水分)比达到1:1；搅拌2小时；按照固(Na₂SO₃)液比1:20加入亚硫酸钠(Na₂SO₃)，继续搅拌2小时；最终制得矿物复合材料。

(2)测得矿物复合材料含水率和碳氮比，通过输送管道5将搅拌仓1内矿物复合材料经进料口61输送进发酵仓6，同时经配料口62加入有机物料(以及氮素和有机物料腐熟剂)，调节发酵仓6中物料含水率为50％～60％，碳氮比在25～30:1，搅拌均匀后，开始发酵腐熟。其中，有机物料可以采用畜禽粪便、秸秆粉末中的一种或者两种按任意比例混合；有机物料腐熟剂为乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌中的一种或多种按任意比例混合。

(3)待发酵腐熟稳定后，通过配料口62混入钙肥，搅拌均匀，即获得成品土壤调理剂。其中，钙肥为生石灰、熟石灰、石灰石粉中的一种或多种按任意比例混合。

上述方案的有益效果可以概括如下：

(1)上述方案不仅实现了不同物料的分别处理，制备与操作工序简便，连续性更好，节能更环保，使物料的活性得到最大化的激活，整个操作过程还可以实现全流程、自动化进行，使成品中，溶解类物料和矿物质物料等无机物料与有机肥料进行有效结合，提高了原料的利用率，使无机矿物材料和有机材料的改性更高效，从而提高该土壤调理剂的有效性能。

(2)采用上述装置进行制备时，膨润土、磷矿石、麦饭石经过圆盘粉碎机3的研磨和溶液斗4预溶解得到的柠檬酸化学改性后，表面孔容积和比表面积增大，吸附性能与作用效果显著增强，促使土壤中重金属有效态含量降低，磷矿石中有效磷与麦饭石中矿物质营养元素的释放量增加，从而增加土壤中微量营养元素含量，更利于作物吸收。

(3)同时，加入混料仓1中前，亚硫酸钠(Na₂SO₃)同样经过溶液斗4的预处理再加入对物料进行磺化，腐殖酸的亲水性增强，可溶性腐殖酸含量增加，膨润土经过钠改性后，使用性能提高，二者作为磷矿石的活化剂，可增加土壤有效磷含量，释放土壤中的微量元素，提高土壤pH值，促进作物生长。

(4)禽畜粪便、秸秆粉末等有机物料与矿物质物料、溶解类物料分别加入，不仅增加了土壤中有机物质含量、为作物提供各类营养物质，还避免了有机物料带入的空气对矿物复合材料改性过程的干扰；两者混合时，矿物复合材料已完成了生物改性，对应材料的有效性进一步提高，土壤中钙、磷等营养元素有效态含量明显增加，提高了其利用率。

(5)在制备的最终阶段加入一定份量的钙肥，不仅实现了其与改性后材料的相互作用，以提高土壤养分有效性和pH值、增加土壤中有效钙含量，在使用时，避开发酵过程添加的钙肥还可以确保其与Cd等重金属离子之间产生拮抗作用，使重金属的生物有效性降低。

实施例2

本实施例与实施例1的设置相同，区别在于：溶料斗4设置在搅拌仓顶部，其侧面设置有抽拉式的挡板41，外侧带有挡板41，当溶解类物料在溶料斗4中处理完毕后，提起挡板41，溶液可直接流入搅拌仓1，将溶解类物料放入搅拌仓1中。

实施例3

本实施例与实施例1的设置相同，区别在于：搅拌仓1中设置有搅拌叶片2，搅拌叶片2安装于传动杆21的底部，传动杆21与第一电机22的输出端连接，第一电机22工作，(通过必要的减速机等)带动传动杆21转动，进而带动安装在传动杆21底部的搅拌叶片2转动，即实现搅拌仓1中物料的搅拌与混匀。

作为一个备选方案：搅拌仓1底部设置有取料口12，取料口12带有密封盖，用于取料检测和清洗废液排出；在搅拌过程中，可以打开取料口12进行少量取样，测得取样的含水率和碳氮比满足要求时，即可启动输送管道5进行搅拌仓1的排料，该操作可实现搅拌仓的质量监控。

实施例4

本实施例与实施例1的设置相同，区别在于，圆盘粉碎机可采用下述结构：

包括铁质的外壳38、磨盘36和第二电机32，外壳38为圆球形结构，外壳38顶部设置入口31，底部设置出口37，出口37位于混料仓1入口的正上方，外壳38上穿设有一根传动轴35，磨盘36通过传动轴35安装于外壳38内，传动轴35上安装有皮带轮34，皮带轮34与第二电机32的输出端(图中未标识)之间套装一个皮带33，第二电机32启动，经电机的输出端、皮带33、皮带轮34带动传动轴35转动，磨盘36被传动轴35带动，矿物质物料经入口31进入外壳38中，与转动的磨盘36接触，磨盘36对矿物质物料进行研磨粉碎，当研磨至设定粒径如≤100目时，出口37打开，设定粒径的矿物质物料经出口37进入混料仓1。

圆盘粉碎机的工作原理为：矿石原料由入口31进入，开动第二电机32，通过皮带33带动皮带轮34，进而通过传动轴35带动磨盘36对矿石原料进行粉碎研磨，粉碎后的矿石原料通过出口37进入搅拌仓1。

上述装置实现矿物质物料的独立研磨粉碎，可以对矿物质物料的构成和研磨粒径进行适应性调整。

实施例5

本实施例与实施例1的设置相同，区别在于：输送管道5采用无轴螺旋输送管道，由位于管道端部的第三电机51驱动。输送管道5倾斜设置，一端位于混料仓1内，另一端设置输出口(图中未标记)，该输出口与发酵仓6的进料口61连通，实现混料仓物料的密闭式输送，避免物料敞开输送引起的变质。

实施例6

本实施例与实施例1的设置相同，区别在于：发酵仓6为圆柱形结构，其顶部设置进料口61、配料口62，底部侧壁设置出料口64，在发酵仓6的顶部还安装有空气泵63，空气泵63通过送气管(图中未示出，可采用常规管道或侧壁带开口或喷头的管道)接通至发酵仓6内，对发酵仓6补入空气，促进发酵过程的进行，还可以进行供氧量的控制。

发酵仓6中设置有搅拌单元66，搅拌单元66一般由电机、叶片、转轴等构成(结构可以采用常规设置，图中未标记)，叶片设置在转轴上，电机的输出端带动转轴转动，即带动叶片转动，有机物料和由输送管道5送入的物料进入发酵仓6后，在叶片的作用下，各物料得到搅动，确保发酵腐熟完全。

作为一个备选方案：发酵仓6的顶部可以设置排气孔(图中未标记)，排气孔通过管道连接有尾气处理机构65，对发酵产生的气体进行集中处理，避免恶臭气体四溢引起的环境污染。

发酵仓6的工作原理为：发酵腐熟物料(输送管道5的出料)由进料口61送入，有机物料经配料口62进入，对物料进行混匀搅拌，发酵腐熟过程中通过空气泵63通入空气来控制输氧量，发酵腐熟稳定后的物料由发酵仓6对出料口64输出。

(1)将质量比为1:1.5:2的麦饭石、磷矿石、膨润土装入圆盘粉碎机3的入口31，开动第二电机32，通过皮带33带动皮带轮34，进而通过传动轴35带动磨盘36对矿物质物料进行粉碎研磨，控制粉碎后矿粉粒径≤100目，粉碎后的矿石原料通过出口37进入搅拌仓1，制得矿物混合材料；按照与矿物混合材料质量比为1:10和1:20，分别称取腐殖酸和柠檬酸，并同时加入到溶液斗4中，加入一定量水分，待溶解充分后，打开溶液斗4侧面挡板41，使溶液流入搅拌仓1内，继续加入水分，最终使搅拌仓1内固液比达到1:1；开动搅拌仓1内搅拌机构，搅拌2小时；按照固液比1:20通过溶液斗4加入亚硫酸钠(Na₂SO₃)，继续搅拌2小时；最终制得矿物复合材料。

(2)打开取料口12的密封盖，取少量矿物复合材料，测得矿物复合材料含水率和碳氮比，通过输送管道5将搅拌仓1内矿物复合材料由发酵仓6的进料口61输送进发酵仓6内，通过配料口62加入有机物料、氮素和有机物料腐熟剂，调节发酵仓6内发酵物料含水率为50％～60％，碳氮比在25～30:1，开动搅拌单元66对物料进行混匀搅拌，发酵腐熟过程中通过空气泵63通入空气来控制输氧量，尾气由尾气处理单元65收集处理。

(3)待发酵仓6内发酵物料发酵腐熟稳定后，通过配料口62混入钙肥，搅拌均匀后由出料口64输出，即获得所述农田土壤调理剂。

(4)将上述制备的土壤调理剂对酸性重金属污染土壤中的钝化效果及土壤改良效果试验如下：

①试验土壤来源：土壤采集自浙江省绍兴市越城区某一安全利用类耕地农田的表层0-20cm，土壤自然风干后过2mm筛，待用。

②盆栽试验方法：盆栽试验每盆称取放入2.5kg风干处理后土壤，试验设置2个处理，每个处理设3次重复。

③CK：空白对照，不添加任何调理剂；T1：按与每盆土壤质量比1.5％加入本发明所述农田土壤调理剂成品。

④将土壤调理剂与土壤混合均匀，所有处理均喷洒一定量的水分，进行保水养护，养护7天后，种植叶菜，在叶菜生长20天后，采集土壤样品，分析其重金属有效态含量、pH值、有机质含量、阳离子交换量、有效钙、有效镁、有效磷、有效硅含量、微量元素(Fe、Zn、B、Mo)含量，以及植株生物量。土壤与植株的检测分析结果如表1、表2所示。

表1：植株检测结果

处理方式	镉含量(mg/kg)	生物量(kg)
			CK	0.6	48.92
T1	0.15	58.79

。

表2：土壤检测结果

由以上检测结果可知，本案例装置制备得到的土壤调理剂处理后的叶菜植株中镉含量均有很大降幅，降幅为75％，生物量也有不同程度的增加；土壤pH值均有明显提升，增幅约29％，有效镉含量均有降低，最大降幅约20％，钙、镁、磷、硅，以及铁、锌、硼、钼等中微量元素均有很大程度的增加。

Claims

1.一种土壤调理剂的制备装置，其特征在于：包括搅拌仓、溶料斗、圆盘粉碎机、输送管道和发酵仓，所述发酵仓还设置有配料口，有机物料经配料口送入发酵仓，所述溶料斗、圆盘粉碎机分别与搅拌仓连接；

所述溶料斗与搅拌仓之间设置有抽拉式的挡板；

所述圆盘粉碎机包括入口、磨盘、外壳、皮带和出口，外壳通过出口与混料仓连通，进口位于外壳顶部，磨盘通过传动轴安装在外壳内，传动轴上安装皮带轮，皮带轮与电机的输出端之间安装有皮带；

所述输送管道一端嵌入到搅拌仓中，用于进料，另一端与发酵仓密封连接，用于出料，输送管道为无轴螺旋输送管道，由电机驱动。

2.根据权利要求1所述的一种土壤调理剂的制备装置，其特征在于：所述搅拌仓底部设置有取料口。

3.根据权利要求1所述的一种土壤调理剂的制备装置，其特征在于：所述搅拌仓中设置有搅拌叶片，搅拌叶片由电机驱动其转动。

4.根据权利要求1所述的一种土壤调理剂的制备装置，其特征在于：所述发酵仓顶部连接有尾气处理机构。

5.根据权利要求1所述的一种土壤调理剂的制备装置，其特征在于：所述发酵仓还连接有空气泵。

6.根据权利要求1所述的一种土壤调理剂的制备装置，其特征在于：所述发酵仓中设置有搅拌单元，搅拌单元包括电机、叶片、转轴，叶片设置在转轴上，电机的输出端带动转轴转动，即带动叶片转动。