一種酸性土壤的改良劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土壤改良領(lǐng)域，具體涉及一種用于改良酸性土壤的改良劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給環(huán)境造成了巨大的壓力，在中國南方，酸雨沉降不 斷增加、銨態(tài)氮肥大量使用等導(dǎo)致土壤酸化加劇，從而使得土壤中的Ca、Mg、P等營養(yǎng)元素 大量淋失，土壤中的重金屬大量溶出，酸性土壤重金屬是抑制作物生長和導(dǎo)致作物減產(chǎn)、污 染糧食的主要原因。土壤酸化以及伴隨的重金屬污染已成為制約中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主 要問題之一，各類酸化土壤面積約2億hm 2。由于各類土壤污染使全國農(nóng)業(yè)糧食減產(chǎn)已超過 1300萬噸。
[0003] 在酸性土壤改良方面，酸性土壤改良劑的研宄已經(jīng)具有悠久的歷史，最初研宄較 多的有沸石、石灰石、石膏等天然礦物，其見效快、經(jīng)濟(jì)快捷的特點成為改良劑的首選，但天 然改良劑開發(fā)成本高、生產(chǎn)易造成大量環(huán)境污染成為其應(yīng)用的障礙，此外長期或大量使用 石灰會引起土壤板結(jié)，還會引起土壤中鈣、鎂、鉀等元素的平衡失調(diào)而導(dǎo)致作物的減產(chǎn)。近 年來隨著工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的大量堆積，越來越多的研宄者將不同的副產(chǎn)品配合作為改良劑施 用，其中磷石膏、堿渣、煤矸石、污泥、菇渣、粉煤灰等得到了大量的應(yīng)用研宄。但工業(yè)副產(chǎn)物 通常含有有害重金屬和有毒微生物等問題，成分不穩(wěn)定，加工過程較復(fù)雜，有些有機(jī)質(zhì)的改 良劑需要添加氫氧化鉀等堿溶液調(diào)節(jié)PH，在實際應(yīng)用過程中存在著大量的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種酸性土壤的改良劑， 以克服現(xiàn)有技術(shù)中酸性土壤改良劑性能不穩(wěn)定，重金屬和有毒微生物含量高的缺陷。
[0005] -種酸性土壤的改良劑，所述的改良劑包括以下原料組份及重量份：
[0006] 鋼渣 30~50重量份
[0007] 熟污泥 100~150重量份。
[0008] 本發(fā)明中所述鋼渣選自電爐滾筒渣、轉(zhuǎn)爐渣、轉(zhuǎn)爐滾筒渣中的一種或多種。
[0009] 本發(fā)明的目的是根據(jù)目前酸性土壤改良劑技術(shù)的不足之處，提供一種以鋼渣、熟 污泥（消化污泥）為原料的酸性土壤改良劑。
[0010] 優(yōu)選地，所述鋼渣與所述熟污泥之間的質(zhì)量比為〇. 25~0. 35。
[0011] 優(yōu)選地，以所述鋼渣的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計，所述鋼渣包括
[0012] 以下原料組份及重量份：
[0013] 氧化鈣 30 ~60wt%
[0014] 二氧化硅 8 ~23wt%
[0015] 氧化鎂 4~Ilwt%
[0016] 余量選自為P205、FeO、MnO、Fe2O 3以及硫化物中的一種或多種，所述硫化物選自單 質(zhì)硫、二氧化硫和三氧化硫中的一種或多種。
[0017] 優(yōu)選地，P2O5的質(zhì)量百分含量為0_8wt%。
[0018] 優(yōu)選地，F(xiàn)eO的質(zhì)量百分含量為0_15wt%。
[0019] 優(yōu)選地，MnO的質(zhì)量百分含量為0_2wt%。
[0020] 優(yōu)選地，F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分含量為0_15wt%。
[0021] 優(yōu)選地，硫化物的質(zhì)量百分含量為0-lwt%。
[0022] 由于電爐滾筒渣、轉(zhuǎn)爐渣、轉(zhuǎn)爐滾筒渣中的鋼渣在冶煉過程中經(jīng)過高溫煅燒，其溶 解度已大大改變，所含各種成分易容量達(dá)全量的1/3~1/2,有的甚至更高，容易被植物吸 收。其中含有一定量的游離態(tài)氧化鈣和氧化鎂，這些可用于提高土壤的pH，解決土壤酸化問 題，同時鈍化重金屬，降低土壤中重金屬含量。而Si、Ca、P、Mg、S等化學(xué)元素也為土壤養(yǎng)分 提供了補(bǔ)充來源，特別是硅鈣等元素能夠提高植物抗病性，并且鋼渣中的有害元素遠(yuǎn)低于 國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0023] 優(yōu)選地，所述鋼渣28天活性< 65%，莫氏硬度< 5. 5,所述鋼渣的最大粒徑小于 1_。即本發(fā)明中鋼渣為采用電爐滾筒渣、轉(zhuǎn)爐渣、轉(zhuǎn)爐滾筒渣中的一種或多種經(jīng)過篩分后 獲得的細(xì)度小于Imm的鋼渣。
[0024] 優(yōu)選地，所述熟污泥的含水率為70~90 %。
[0025] 熟污泥在好氧或厭氧條件下進(jìn)行消化，使污泥中揮發(fā)物含量降低到固體相對地不 易腐爛和不發(fā)惡臭時的污泥。其含水率約為85%，容易脫水。熟污泥中有機(jī)質(zhì)的含量超過 50%，氮、磷、鉀等元素分別超過5%，其中大部分病原菌或蛐蟲卵被殺滅或作為有機(jī)物被分 解，部分有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成了氨氮，提高了污泥的肥效。
[0026] 優(yōu)選地，以所述鋼渣和所述熟污泥干態(tài)時的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計，所述鋼渣和所述熟 污泥中的重金屬含量為：總錦< 〇· lmg/kg、總采< 0· 05mg/kg、總砷< 5mg/kg、總鉛< 5mg/ kg、總銅 < 5mg/kg、總鎳< 5mg/kg、總鋅< 5mg/kg、總猛< 100mg/kg、總鈷< lmg/kg、總硒 < lmg/kg、總f凡< lmg/kg、總鋪< 0· 10mg/kg、總銘< 0· 10mg/kg、總絡(luò)< 10mg/kg、六價絡(luò) < 0· lmg/kg。
[0027] 優(yōu)選地，所述熟污泥中微生物含量需滿足CJ248-2007《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處 置-園林綠化用泥質(zhì)》的標(biāo)準(zhǔn)。即所述熟污泥中糞大腸菌群菌值>0.01 ;蠕蟲卵死亡率 >95%。本發(fā)明還公開了一種制備如上述所述改良劑的方法，為將鋼渣和熟污泥混合攪拌反 應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將混合物脫水、干燥、破碎后獲得所述改良劑。
[0028] 優(yōu)選地，攪拌反應(yīng)的時間至少為3天。
[0029] 更優(yōu)選地，攪拌反應(yīng)的時間至少為7天。
[0030] 本發(fā)明中脫水可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的污水脫泥機(jī)；本發(fā)明中的干燥可以采用 現(xiàn)有技術(shù)中常用的干燥機(jī)；本發(fā)明中的破碎可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的破碎機(jī)。
[0031] 優(yōu)選地，脫水干燥后的混合物中的含水率小于2 %。
[0032] 優(yōu)選地，破碎后獲得所述改良劑的粒徑小于3_。
[0033] 本發(fā)明還公開了一種如上述所述的改良劑在酸性土壤改良中的應(yīng)用。即將這種改 良劑施加在酸性土壤中。
[0034] 優(yōu)選地，以酸性土壤的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計，所述改良劑的添加量為3~5wt%。
[0035] 本發(fā)明首先對含有大量水的熟污泥中加入較細(xì)的鋼渣，充分利用鋼渣水解需要水 分的特點，降低污泥的含水率，污泥的含水率從70%~90%降低為12%~26%，有限的實 現(xiàn)了污泥的半干化，將熟污泥從稀松、粘稠的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為疏松、便于處理的物料，提高了后 續(xù)污泥的脫水效率。同時，鋼渣水解時釋放大量的堿性，有助于殺滅熟污泥中殘余的細(xì)菌以 及消除氣味。此外，鋼渣經(jīng)過水解后已釋放完膠凝性，再次利用在土壤改良時不存在膠凝的 后顧之憂，土壤不會產(chǎn)生板結(jié)的現(xiàn)象。
[0036] 本發(fā)明利用鋼渣的堿性和具有營養(yǎng)元素特性，結(jié)合熟污泥中的有機(jī)質(zhì)，能夠在改 良土壤酸性的同時，降低土壤中重金屬的有效性。同時，酸性土壤通常伴隨著有機(jī)質(zhì)缺乏的 現(xiàn)象，熟污泥有機(jī)肥成分含量和穩(wěn)定性高，具有長期效用的特征，能夠疏松土壤及增強(qiáng)水分 保持能力，促進(jìn)土壤理化性質(zhì)的持續(xù)改進(jìn)，為植物生長提供良好的環(huán)境。該處理土壤原始PH 為4. 81，改良前土壤可浸出態(tài)重金屬總量31. 26mg/l，改良前土壤有機(jī)質(zhì)總量0. 83%。經(jīng)處 理后有機(jī)質(zhì)提高到2. 55% -3. 21%，可浸出態(tài)重金屬總量為19. 37-20. 01mg/l。
[0037] 同時，本發(fā)明采用常見的工業(yè)廢棄物鋼渣和熟污泥，屬于廢棄物的再生利用，具有 良好的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。
[0038] 此外，本發(fā)明將較細(xì)鋼渣與熟污泥直接混合反應(yīng)，水分大大減少，很大程度減少處 理量，后期只要經(jīng)過簡單脫水后粉化到一定細(xì)度既得酸性土壤改良劑，工藝上較為簡單實 用。
[0039] 經(jīng)過本改良劑改良后的土壤pH明顯得到改善，可達(dá)到6. 5-7. 5之間，土壤中的有 益微生物大量活動，土壤中各營養(yǎng)元素及有