采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑、制備方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種土壤修復(fù)劑，具體是涉及到一種采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑、制備方法和用途，所述土壤修復(fù)劑由以下步驟制成，混合生物碳、禽畜糞便和土壤，得到堆肥原料；將堆肥原料進(jìn)行堆肥處理，得到所述土壤修復(fù)劑。本發(fā)明的土壤修復(fù)劑的修復(fù)效果好、無毒副作用、能修復(fù)多種污染和復(fù)合污染，本發(fā)明的制備土壤修復(fù)劑的方法，工藝簡單、成本低，本發(fā)明的土壤修復(fù)劑，既高效修復(fù)了污染土壤，又實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)資源特別是禽畜糞便的資源化利用。
【專利說明】采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑、制備方法和用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種土壤修復(fù)劑，具體是涉及到一種采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)齊L1、制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤是難以再生的自然資源，是人類生產(chǎn)活動(dòng)的重要基礎(chǔ)。目前，我國土壤污染的形勢比較嚴(yán)峻，包括重金屬污染、有機(jī)物污染等。土壤污染導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品的安全問題不容忽視:土壤污染能降低作物產(chǎn)量和質(zhì)量，還通過食物鏈的傳遞和富集作用危害人類健康。為了修復(fù)污染土壤，近些年世界各國特別是發(fā)達(dá)國家都投入了巨大的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行土壤修復(fù)研究，并取得了一定的進(jìn)展。
[0003]污染土壤修復(fù)一般是通過轉(zhuǎn)移、吸附、轉(zhuǎn)化和降解土壤中的污染物，使其濃度降低到可以接受的水平，或?qū)⒂卸居泻ξ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)。目前，主要修復(fù)方法包括物理分離法、溶液淋漓法、固定轉(zhuǎn)化法、電動(dòng)力法、萃取法、氧化法、還原法、土壤修復(fù)劑法及生物修復(fù)法等。但這些技術(shù)不同程度的存在成本高、修復(fù)污染單一、修復(fù)效果有待提高等一種或幾種不足。
[0004]我國的畜禽養(yǎng)殖方式正逐步向集約化養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變，該方式具有便于管理及成本控制的優(yōu)點(diǎn)，但也容易集中產(chǎn)生大量的畜禽糞便。畜禽糞便本身是一種生物質(zhì)資源，但如果處置不當(dāng)將會(huì)給當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成很大影響?，F(xiàn)有成熟的處理技術(shù)主要包括沼氣技術(shù)和堆肥技術(shù)。
[0005]堆肥修復(fù)土壤金屬污染研究進(jìn)展，應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2008，14 (6): 898^904,公開了陳同斌等在兩種土壤中施加垃圾堆肥后，旱地土壤中水溶態(tài)鉻的分配系數(shù)下降了26.01%，淹水土壤則下降了 31.47%。
[0006]生物碳對土壤中鎘的影響研究，農(nóng)業(yè)科技與裝備，第I期總第223期，公開了由于生物碳具有碳量高和多孔的特性，因此可提高儲水蓄養(yǎng)的能力，能夠保護(hù)土壤中的微生物。土壤經(jīng)過生物碳處理后，土壤中鎘形態(tài)分布發(fā)生了顯著的變化:交換態(tài)鎘含量從83%降到了 68%以下，碳酸鹽結(jié)合態(tài)含量從不到11%上升到了 15%，鐵錳氧化結(jié)合態(tài)含量從2%上升到9%，有機(jī)態(tài)含量從3%上升到9%，但是生物碳對土壤中重金屬離子的去除效率顯然還不能滿足實(shí)際的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑、制備方法和用途，所述土壤修復(fù)劑用于去除土壤中重金屬離子和/或有機(jī)污染物(特別是多環(huán)芳烴物質(zhì))，去除率較高。
[0008]本發(fā)明的采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑，由以下步驟制成，混合生物碳、禽畜糞便和土壤，得到堆肥原料；將堆肥原料進(jìn)行堆肥處理，得到所述土壤修復(fù)劑。
[0009]所述堆肥原料中，所述生物碳和禽畜糞便的重量比為0.75~1.25。[0010]所述堆肥原料的C/N比為25~35:1。
[0011]所述生物碳的制備方法為，在缺氧條件下熱解生物質(zhì)材料，得到生物碳，將生物碳粉碎成粒徑小于Imm的粉末。
[0012]所述生物質(zhì)材料為秸桿、樹木枝葉、禽畜糞便或活性污泥。當(dāng)使用活性污泥制成生物碳時(shí)，得到的生物碳去除重金屬物質(zhì)。
[0013]所述堆肥處理的過程中，控制含水率為50~60%。
[0014]本發(fā)明還提供一種采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑的制備方法，包括如下步驟，混合生物碳、禽畜糞便和土壤，得到堆肥原料；將堆肥原料進(jìn)行堆肥處理，得到所述土壤修復(fù)劑。
[0015]堆肥處理的時(shí)間為20~40天。
[0016]本發(fā)明還提供一種采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑在修復(fù)污染土壤中的用途。本發(fā)明的土壤修復(fù)劑對土壤進(jìn)行原位修復(fù)，或者作為土壤調(diào)理劑。本發(fā)明所述土壤修復(fù)劑用于去除土壤中重金屬離子和/或有機(jī)污染物，有機(jī)污染物特別是指多環(huán)芳烴物質(zhì)。
[0017]所述土壤修復(fù)劑的添加量為污染土壤干重的0.5~20%。當(dāng)本發(fā)明的土壤修復(fù)劑對土壤進(jìn)行原位修復(fù)時(shí)，土壤修復(fù)劑的添加量為污染土壤干重的2~20% ;當(dāng)本發(fā)明的土壤修復(fù)劑作為土壤調(diào)理劑時(shí)，土壤修復(fù)劑的添加量為污染土壤干重的0.5~3%。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的土壤修復(fù)劑比普通堆肥產(chǎn)品或生物碳對土壤中重金屬離子和有機(jī)污染物(特別是多環(huán)芳烴物質(zhì))去除率高的原因在于:堆肥微生物改良了生物碳結(jié)構(gòu)，提高了生物碳的吸附效率，將增加生物碳的污染修復(fù)效率；同時(shí)，生物碳促進(jìn)了禽畜糞便的堆肥，增強(qiáng)了堆肥微生物的活性，將增加堆肥微生物的污染修復(fù)效率。另外，本發(fā)明的土壤修復(fù)劑實(shí)現(xiàn)了生物碳和堆肥產(chǎn)品的聯(lián)合修復(fù)。
[0019]本發(fā)明的采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑的修復(fù)效果好、無毒副作用、能修復(fù)多種污染和復(fù)合污染。本發(fā)明的制備土壤修復(fù)劑的方法，工藝簡單、成本低，本發(fā)明的土壤修復(fù)劑，既高效修復(fù)了污染土壤，又實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)資源特別是禽畜糞便的資源化利用。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
首先，在缺氧條件下熱解雞糞制備生物碳，并粉碎(粒徑小于Imm);然后，將生物碳和豬糞按質(zhì)量比1/1的比例混合，添加適量土壤以控制混合料C/N為30，得到堆肥原料；最后，將堆肥原料置于堆肥場所進(jìn)行堆肥處理，堆肥期間，適時(shí)調(diào)節(jié)含水率使含水率保持在50%飛0%，每天翻堆一次以避免局部厭氧，堆肥過程持續(xù)30天，直到堆肥原料形成腐殖物質(zhì)，即為土壤修復(fù)劑。
[0021]實(shí)施例2
將本發(fā)明制備的土壤修復(fù)劑(實(shí)施例1得到的土壤修復(fù)劑)按擬修復(fù)土壤干重的5%用量投加到重金屬(以鎘為例)和有機(jī)污染物(以芘為例)污染的土壤中，供試土壤性質(zhì)如表1所示，及時(shí)翻耕，一個(gè)月后再次翻耕。
[0022]表1:供試土壤性質(zhì)
【權(quán)利要求】
1.一種采用禽畜糞便為原料的土壤修復(fù)劑，其特征是，由以下步驟制成，混合生物碳、禽畜糞便和土壤，得到堆肥原料；將堆肥原料進(jìn)行堆肥處理，得到所述土壤修復(fù)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的土壤修復(fù)劑，其特征是，所述堆肥原料中，所述生物碳和禽畜糞便的重量比為0.75~1.25:1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的土壤修復(fù)劑，其特征是，所述堆肥原料的C/N比為25~35:1。
4.如權(quán)利要求1或2所述的土壤修復(fù)劑，其特征是，所述生物碳的制備方法為，在缺氧條件下熱解生物質(zhì)材料，得到生物碳，將生物碳粉碎成粒徑小于Imm的粉末。
5.如權(quán)利要求1或2所述的土壤修復(fù)劑，其特征是，所述生物質(zhì)材料為秸桿、樹木枝葉、禽畜糞便或活性污泥，當(dāng)使用活性污泥制成生物碳時(shí)，得到的生物碳去除重金屬物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的土壤修復(fù)劑，其特征是，所述堆肥處理的過程中，控制含水率為50~60%ο
7.—種如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的土壤修復(fù)劑的制備方法，其特征是，混合生物碳、禽畜糞便和土壤，得到堆肥原料；將堆肥原料進(jìn)行堆肥處理，得到所述土壤修復(fù)劑。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是，堆肥處理的時(shí)間為20~40天。
9.一種如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的土壤修復(fù)劑或者權(quán)利要求7-8任一項(xiàng)的制備方法得到的土壤修復(fù)劑在修復(fù)污染土壤中的用途。
10.如權(quán)利要求9所述的用途，其特征是，所述土壤修復(fù)劑對土壤進(jìn)行原位修復(fù)時(shí)，土壤修復(fù)劑的添加量為污染土壤干重的2~20% ;所述土壤修復(fù)劑作為土壤調(diào)理劑時(shí)，土壤修復(fù)劑的添加量為污染土壤 干重的0.5~3%。
【文檔編號】B09C1/08GK103864542SQ201410076185
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】武海鵬, 曾光明, 梁婕, 晏銘, 李忠武, 李曉東, 魯倫慧, 陳明, 陳安偉, 袁玉潔, 劉洋 申請人:湖南大學(xué)