摻雜生物酶的土壤修復肥料及其製備方法與流程
2023-05-27 02:13:46
本發明涉及環境修復
技術領域：
，特別涉及摻雜生物酶的土壤修復肥料及其製備方法。
背景技術：
：土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長植物的疏鬆表層，其厚度一般在2m左右。土壤不但為植物生長提供機械支撐能力，並能為植物生長發育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。近年來，由於人口急劇增長，工業迅猛發展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，汽車排放的廢氣，大氣中的有害氣體及飄塵不斷隨雨水降落在土壤中。農業化學水平的提高，使大量化學肥料及農藥散落到環境中，導致土壤遭受非點源汙染的機會越來越多，其程度也越來越嚴重，在水土流失和風蝕作用等的影響下，汙染面積不斷擴大。當土壤中有害物質過多，超過土壤的自淨能力，引起土壤的組成、結構和功能發生變化，微生物活動受到抑制，有害物質或其分解產物在土壤中逐漸積累，通過生物循環途徑被人體吸收，達到危害人體健康的程度，就是土壤汙染。目前，我國土壤汙染的總體形勢嚴峻，部分地區土壤汙染嚴重，在重汙染企業或工業密集區、工礦開採區及周邊地區、城市和城郊地區出現了土壤重汙染區和高風險區。土壤汙染類型多樣，呈現出新老汙染物並存、無機有機複合汙染的局面。土壤汙染途徑多，原因複雜，控制難度大。土壤環境監督管理體系不健全，土壤汙染防治投入不足，全社會防治意識不強。由土壤汙染引發的農產品質量安全問題和群體性事件逐年增多，成為影響群眾身體健康和社會穩定的重要因素。針對目前土壤中有機汙染物進行去除的過程中，利用化學及物理方法通常會引起二次汙染或者去除不徹底，而微生物降解法雖比較成熟，修復效率高，但其修復周期較長，且利用微生物細胞內多種酶催化進行降解時，必須在微生物體內進行，而微生物在待修復土壤中易受環境因子、土著菌競爭，導致吸收降解效率降低，效果很不理想。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供了摻雜生物酶的土壤修復肥料及其製備方法。由於生物酶是指從生物中提取的一種特殊的以蛋白質形式存在的催化劑，以其特異、高效、綠色環保、無汙染等特點而備受青睞。將其應用於土壤中有機汙染物的去除將大大提高降解效率。本發明通過採用特定原料與生物酶進行組合，配合相應的生產工藝，得到了這種摻雜生物酶的土壤修復肥料，其主要成分均具有良好的生物降解性，分解有機汙染效果高，同時還可以針對土壤的重金屬汙染進行修復，且生產成本較低，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：摻雜生物酶的土壤修復肥料，由下列重量份的原料製成：膨潤土50-60份、磷石膏45-55份、甜菜渣35-45份、鋸末30-40份、棉籽餅30-40份、沸石25-35份、蒙脫石20-30份、菱鐵礦渣15-25份、草酸粉末12-16份、腐植酸銨10-15份、質子化殼聚糖8-12份、二水合磷酸氫鈣6-10份、漆酶6-8份、蚓激酶5-7份、蛋白水解酶2-4份、分散劑2-5份、保水劑2-5份。優選地，所述的分散劑選自二甲亞碸、脂肪醇聚氧乙烯醚、六甲基磷酸三胺中的一種或幾種。優選地，所述保水劑選自聚乙烯醇-酸酐交聯共聚物、澱粉-丙烯酸接枝共聚物、聚丙烯酸鈉中的一種或幾種。摻雜生物酶的土壤修復肥料的製備方法，包括以下步驟：(1)按照重量份稱取各原料；(2)將沸石、蒙脫石混合，煅燒，得混合煅燒粉，備用；(3)將膨潤土、磷石膏、甜菜渣、鋸末、棉籽餅、菱鐵礦渣、草酸粉末通過乾燥機進行乾燥，乾燥至含水量低於8%，乾燥完成後通過研磨機進行研磨，研磨完成通過過濾網進行過濾，得到粒徑範圍為20～30μm的粉末狀混合物；(4)將步驟(2)的混合煅燒粉和(3)的粉末狀混合物進行混合，加入等質量的去離子水，利用超聲機進行超聲高速分散，超聲波頻率為30～35KHz，分散速度5500～6500r/min，分散時間為40～50min，得到超聲分散處理混合液；(5)將超聲分散處理混合液於微波頻率2700MHz、功率950W下微波處理15min，待自然冷卻至室溫後加入腐植酸銨、質子化殼聚糖、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、分散劑、保水劑，在45～55℃下混合攪拌2.5～3.5小時，得到二次混合液；(6)將得到的二次混合液進行乾燥處理，使所得混合物的含水量維持於20～25%，隨後送入對輥擠壓造粒機進行擠壓造粒；(7)將造粒後的顆粒進行低溫烘乾處理，含水量在7～12%，得到成品。優選地，所述步驟（4）中超聲波頻率為32KHz，分散速度6000r/min，分散時間為45min。優選地，所述步驟（6）中所採用的乾燥方式為真空冷凍乾燥。本發明與現有技術相比，其有益效果為：（1）本發明的摻雜生物酶的土壤修復肥料以膨潤土、磷石膏、甜菜渣、鋸末、棉籽餅、沸石、蒙脫石、菱鐵礦渣、草酸粉末、腐植酸銨、質子化殼聚糖、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、分散劑、保水劑為原料，配合煅燒、研磨、過濾、超聲高速分散、微波處理、造粒、烘乾等工藝，使得製備而成的摻雜生物酶的土壤修復肥料的主要成分均具有良好的生物降解性，分解有機汙染效果高，同時還可以針對土壤的重金屬汙染進行修復，且生產成本較低，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。（2）本發明的摻雜生物酶的土壤修復肥料原料廉價、工藝簡單，適於大規模工業化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。實施例1(1)稱取膨潤土50份、磷石膏45份、甜菜渣35份、鋸末30份、棉籽餅30份、沸石25份、蒙脫石20份、菱鐵礦渣15份、草酸粉末12份、腐植酸銨10份、質子化殼聚糖8份、二水合磷酸氫鈣6份、漆酶6份、蚓激酶5份、蛋白水解酶2份、二甲亞碸2份、聚乙烯醇-酸酐交聯共聚物2份；(2)將沸石、蒙脫石混合，煅燒，得混合煅燒粉，備用；(3)將膨潤土、磷石膏、甜菜渣、鋸末、棉籽餅、菱鐵礦渣、草酸粉末通過乾燥機進行乾燥，乾燥至含水量低於8%，乾燥完成後通過研磨機進行研磨，研磨完成通過過濾網進行過濾，得到粒徑範圍為20～30μm的粉末狀混合物；(4)將步驟(2)的混合煅燒粉和(3)的粉末狀混合物進行混合，加入等質量的去離子水，利用超聲機進行超聲高速分散，超聲波頻率為32KHz，分散速度6000r/min，分散時間為45min，得到超聲分散處理混合液；(5)將超聲分散處理混合液於微波頻率2700MHz、功率950W下微波處理15min，待自然冷卻至室溫後加入腐植酸銨、質子化殼聚糖、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、二甲亞碸、聚乙烯醇-酸酐交聯共聚物，在45℃下混合攪拌2.5小時，得到二次混合液；(6)將得到的二次混合液進行真空冷凍乾燥處理，使所得混合物的含水量維持於20～25%，隨後送入對輥擠壓造粒機進行擠壓造粒；(7)將造粒後的顆粒進行低溫烘乾處理，含水量在7～12%，得到成品。製得的摻雜生物酶的土壤修復肥料的施用效果如表1所示。實施例2(1)稱取膨潤土55份、磷石膏50份、甜菜渣40份、鋸末35份、棉籽餅35份、沸石30份、蒙脫石25份、菱鐵礦渣20份、草酸粉末14份、腐植酸銨13份、質子化殼聚糖10份、二水合磷酸氫鈣8份、漆酶7份、蚓激酶6份、蛋白水解酶3份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、澱粉-丙烯酸接枝共聚物4份；(2)將沸石、蒙脫石混合，煅燒，得混合煅燒粉，備用；(3)將膨潤土、磷石膏、甜菜渣、鋸末、棉籽餅、菱鐵礦渣、草酸粉末通過乾燥機進行乾燥，乾燥至含水量低於8%，乾燥完成後通過研磨機進行研磨，研磨完成通過過濾網進行過濾，得到粒徑範圍為20～30μm的粉末狀混合物；(4)將步驟(2)的混合煅燒粉和(3)的粉末狀混合物進行混合，加入等質量的去離子水，利用超聲機進行超聲高速分散，超聲波頻率為32KHz，分散速度6000r/min，分散時間為45min，得到超聲分散處理混合液；(5)將超聲分散處理混合液於微波頻率2700MHz、功率950W下微波處理15min，待自然冷卻至室溫後加入腐植酸銨、質子化殼聚糖、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、脂肪醇聚氧乙烯醚、澱粉-丙烯酸接枝共聚物，在50℃下混合攪拌3小時，得到二次混合液；(6)將得到的二次混合液進行真空冷凍乾燥處理，使所得混合物的含水量維持於20～25%，隨後送入對輥擠壓造粒機進行擠壓造粒；(7)將造粒後的顆粒進行低溫烘乾處理，含水量在7～12%，得到成品。製得的摻雜生物酶的土壤修復肥料的施用效果如表1所示。實施例3(1)稱取膨潤土60份、磷石膏55份、甜菜渣45份、鋸末40份、棉籽餅40份、沸石35份、蒙脫石30份、菱鐵礦渣25份、草酸粉末16份、腐植酸銨15份、質子化殼聚糖12份、二水合磷酸氫鈣10份、漆酶8份、蚓激酶7份、蛋白水解酶4份、六甲基磷酸三胺5份、聚丙烯酸鈉5份；(2)將沸石、蒙脫石混合，煅燒，得混合煅燒粉，備用；(3)將膨潤土、磷石膏、甜菜渣、鋸末、棉籽餅、菱鐵礦渣、草酸粉末通過乾燥機進行乾燥，乾燥至含水量低於8%，乾燥完成後通過研磨機進行研磨，研磨完成通過過濾網進行過濾，得到粒徑範圍為20～30μm的粉末狀混合物；(4)將步驟(2)的混合煅燒粉和(3)的粉末狀混合物進行混合，加入等質量的去離子水，利用超聲機進行超聲高速分散，超聲波頻率為32KHz，分散速度6000r/min，分散時間為45min，得到超聲分散處理混合液；(5)將超聲分散處理混合液於微波頻率2700MHz、功率950W下微波處理15min，待自然冷卻至室溫後加入腐植酸銨、質子化殼聚糖、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、六甲基磷酸三胺、聚丙烯酸鈉，在55℃下混合攪拌3.5小時，得到二次混合液；(6)將得到的二次混合液進行真空冷凍乾燥處理，使所得混合物的含水量維持於20～25%，隨後送入對輥擠壓造粒機進行擠壓造粒；(7)將造粒後的顆粒進行低溫烘乾處理，含水量在7～12%，得到成品。製得的摻雜生物酶的土壤修復肥料的施用效果如表1所示。實施例4(1)稱取膨潤土50份、磷石膏55份、甜菜渣35份、鋸末40份、棉籽餅30份、沸石35份、蒙脫石20份、菱鐵礦渣25份、草酸粉末12份、腐植酸銨15份、質子化殼聚糖8份、二水合磷酸氫鈣10份、漆酶6份、蚓激酶7份、蛋白水解酶2份、六甲基磷酸三胺5份、聚乙烯醇-酸酐交聯共聚物2份；(2)將沸石、蒙脫石混合，煅燒，得混合煅燒粉，備用；(3)將膨潤土、磷石膏、甜菜渣、鋸末、棉籽餅、菱鐵礦渣、草酸粉末通過乾燥機進行乾燥，乾燥至含水量低於8%，乾燥完成後通過研磨機進行研磨，研磨完成通過過濾網進行過濾，得到粒徑範圍為20～30μm的粉末狀混合物；(4)將步驟(2)的混合煅燒粉和(3)的粉末狀混合物進行混合，加入等質量的去離子水，利用超聲機進行超聲高速分散，超聲波頻率為32KHz，分散速度6000r/min，分散時間為45min，得到超聲分散處理混合液；(5)將超聲分散處理混合液於微波頻率2700MHz、功率950W下微波處理15min，待自然冷卻至室溫後加入腐植酸銨、質子化殼聚糖、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、六甲基磷酸三胺、聚乙烯醇-酸酐交聯共聚物，在55℃下混合攪拌2.5小時，得到二次混合液；(6)將得到的二次混合液進行真空冷凍乾燥處理，使所得混合物的含水量維持於20～25%，隨後送入對輥擠壓造粒機進行擠壓造粒；(7)將造粒後的顆粒進行低溫烘乾處理，含水量在7～12%，得到成品。製得的摻雜生物酶的土壤修復肥料的施用效果如表1所示。對比例1(1)稱取膨潤土50份、甜菜渣35份、鋸末30份、棉籽餅30份、沸石25份、蒙脫石20份、菱鐵礦渣15份、草酸粉末12份、質子化殼聚糖8份、二水合磷酸氫鈣6份、漆酶6份、蚓激酶5份、蛋白水解酶2份、分散劑2份、聚乙烯醇-酸酐交聯共聚物2份；(2)將沸石、蒙脫石混合，煅燒，得混合煅燒粉，備用；(3)將膨潤土、甜菜渣、鋸末、棉籽餅、菱鐵礦渣、草酸粉末通過乾燥機進行乾燥，乾燥至含水量低於8%，乾燥完成後通過研磨機進行研磨，研磨完成通過過濾網進行過濾，得到粒徑範圍為20～30μm的粉末狀混合物；(4)將步驟(2)的混合煅燒粉和(3)的粉末狀混合物進行混合，加入等質量的去離子水，利用超聲機進行超聲高速分散，超聲波頻率為32KHz，分散速度6000r/min，分散時間為45min，得到超聲分散處理混合液；(5)將超聲分散處理混合液於微波頻率2700MHz、功率950W下微波處理15min，待自然冷卻至室溫後加入質子化殼聚糖、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、二甲亞碸、聚乙烯醇-酸酐交聯共聚物，在45℃下混合攪拌2.5小時，得到二次混合液；(6)將得到的二次混合液進行真空冷凍乾燥處理，使所得混合物的含水量維持於20～25%，隨後送入對輥擠壓造粒機進行擠壓造粒；(7)將造粒後的顆粒進行低溫烘乾處理，含水量在7～12%，得到成品。製得的摻雜生物酶的土壤修復肥料的施用效果如表1所示。對比例2(1)稱取膨潤土60份、磷石膏55份、甜菜渣45份、棉籽餅40份、沸石35份、蒙脫石30份、菱鐵礦渣25份、草酸粉末16份、腐植酸銨15份、二水合磷酸氫鈣10份、漆酶8份、蚓激酶7份、蛋白水解酶4份、六甲基磷酸三胺5份、聚丙烯酸鈉5份；(2)將沸石、蒙脫石混合，煅燒，得混合煅燒粉，備用；(3)將膨潤土、磷石膏、甜菜渣、棉籽餅、菱鐵礦渣、草酸粉末通過乾燥機進行乾燥，乾燥至含水量低於8%，乾燥完成後通過研磨機進行研磨，研磨完成通過過濾網進行過濾，得到粒徑範圍為20～30μm的粉末狀混合物；(4)將步驟(2)的混合煅燒粉和(3)的粉末狀混合物進行混合，加入等質量的去離子水，利用超聲機進行超聲高速分散，超聲波頻率為32KHz，分散速度6000r/min，分散時間為45min，得到超聲分散處理混合液；(5)將超聲分散處理混合液於微波頻率2700MHz、功率950W下微波處理15min，待自然冷卻至室溫後加入腐植酸銨、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、六甲基磷酸三胺、聚丙烯酸鈉，在55℃下混合攪拌3.5小時，得到二次混合液；(6)將得到的二次混合液進行真空冷凍乾燥處理，使所得混合物的含水量維持於20～25%，隨後送入對輥擠壓造粒機進行擠壓造粒；(7)將造粒後的顆粒進行低溫烘乾處理，含水量在7～12%，得到成品。製得的摻雜生物酶的土壤修復肥料的施用效果如表1所示。將實施例1-4和對比例1-2的摻雜生物酶的土壤修復肥料分別進行施用效果測試，施用時間為6個月。表1肥料降解率（%）有機汙染物降解率（%）總重金屬含量（mg/kg）實施例172.483.8193.8實施例270.180.6185.2實施例373.579.2188.1實施例471.085.1176.5對比例145.852.0263.3對比例239.648.7258.9本發明的摻雜生物酶的土壤修復肥料以膨潤土、磷石膏、甜菜渣、鋸末、棉籽餅、沸石、蒙脫石、菱鐵礦渣、草酸粉末、腐植酸銨、質子化殼聚糖、二水合磷酸氫鈣、漆酶、蚓激酶、蛋白水解酶、分散劑、保水劑為原料，配合煅燒、研磨、過濾、超聲高速分散、微波處理、造粒、烘乾等工藝，使得製備而成的摻雜生物酶的土壤修復肥料的主要成分均具有良好的生物降解性，分解有機汙染效果高，還可以針對土壤的重金屬汙染進行修復，且生產成本較低，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。同時，本發明的摻雜生物酶的土壤修復肥料原料廉價、工藝簡單，適於大規模工業化運用，實用性強。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。當前第1頁1 2 3