利用生物質發電廢棄物製成的酸性土壤改良劑及其製備方法
2023-05-27 11:14:21
專利名稱：利用生物質發電廢棄物製成的酸性土壤改良劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及ー種利用生物質發電廢棄物製備的酸性土壌改良劑及其製備方法。
背景技術：
土壌酸化是土壤形成過程中的ー種自然過程，在我國一般分布在熱帶、亞熱帯地區，土壤呈紅色或黃色，雖然顏色有別，但兩者在發生與生產利用上相似，統歸紅壤系列或富鋁化土綱，大部分土壌的PH小於5. 5，其中很大一部分小於5. 0，甚至低至4. 5 (劉承軍，2007)。酸化土壌低的pH值和高的鋁含量是制約作物產量的限制性因子。 減輕土壤酸化的措施有兩種ー種是使用鹼性物質做改良劑，如石灰，有機肥，沸石、粉煤灰、矽肥等，降低土壌的酸度，提高土壌的酸緩衝能力，減輕酸害或鋁毒；另ー種是通過種植ー些耐酸(鋁)的作物品種及改變耕作制度來使作物適應土壌酸性。常用的改良劑是石灰和有機肥，其中，利用石灰改良酸性土壌雖然在一定範圍內緩解了土壌的酸化程度，卻使土壌其它理化指標變壞。其表現為一是土壤板結，使土質劣化；ニ是有效養分過多地被鈣化，無法被作物吸收，造成養分浪費；三是破壞土壤的團粒結構，所以這ー方法不宜推廣(王仁山，2006)。有機肥中含有大量的有機營養，土壤有機質的大量積累，能夠對鋁進行絡合、吸附，使其活性降低，因此以有機肥作為改良劑，通過增施有機物質能改良土壌酸度，減輕鋁毒害，促進作物生長。生物質發電利用農作物秸杆等生物質廢棄物燃燒發電，具有電能質量好、可靠性高，比小水電、風電和太陽能發電等間歇性發電好的特點，生物質直燃式發電產生大量灰份，隨著生物質發電的發展，這種以植物灰份為主的廢棄物的積累和堆放是影響生物質發電產業持續發展的限制因素。這種廢棄物含有豐富的氮、磷、鉀，對這些廢棄物的資源化利用，既可避免造成汙染，又可通過擴大二次產能使廢棄物增值。
發明內容
本發明的目的是以生物質發電廢棄物為主要原料，製造ー種酸性土壌改良劑，從而為酸性土壌治理提供快速的生物質改良途徑，而這種改良劑的生產又可以大量消耗生物質發電廢棄物，節能環保。本發明的另ー個目的在於提供ー種酸性土壌改良劑的製備方法。為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案ー種酸性土壌改良劑，其特徵在於是由生物質發電廢棄物、生物黑炭以及粘合剤、水製成的；其中生物質發電廢棄物與生物黑炭的重量比在3:1-3:2，由於生物黑炭質量輕，若生物黒炭重量大於或等於生物質廢棄物，則因生物黒炭所佔的體積大而最終導致造粒失敗；粘合劑為紅壤，粘合劑和水分的添加量都會影響造粒的大小和結實度，因此粘合劑為生物質發電廢棄物與生物黑炭總重量的20-25% ;水分的添加重量為生物質發電廢棄物與生物黑炭總重量的20%-30% ；生物黒炭的粒徑小於0. 25_，具有一定的吸附性，造粒過程中可以增加其顆粒的結實度。且生物黒炭含有的灰分元素如K、Ca、Mg都呈可溶態，可提高酸性土壌pH、鹽基飽和度、含水量；降低酸性土中鋁的飽和度、降低容重。表I是生物質發電廢棄物所含組份及理化指標表，其中矽含量較高，可明顯減輕鋁對農作物的毒害。表I生物質發電廢棄物所含組份及理化指標
^tons 卜氣^^his^^[t水量g/kg g/kg g/kg ' g/kg mg/kg gAg g/kg mg/kg12.7 4 0.25 3.55 24.52 5.82 00350.04 2.14 ー種酸性土壌改良劑的製備方法，其特徵在於將生物黒炭、生物質發電廢棄物按比例混合後，再加入粘合劑、水，採用圓盤式造粒機造粒。本發明製備的改良劑為顆粒狀，直徑為3-4cm、有一股碳和煤灰的氣味，pH約為9，含水量為2. 27%，容重為2. 49g/cm3,飽和時吸水量85. 70%3,吸水性較強。總之，本發明採用生物質發電廢棄物與生物黑炭混合造粒製備酸性土壌改良劑，既可以解決土壤的酸化問題，又可以充分利用生物質發電廢棄物，變廢為寶，產品作為有廣闊的市場前景。
具體實施例方式以下實施例採用的黑炭購自河南三利新能源有限公司，粒徑小於0. 25mm ;生物質發電廢棄物來自安徽省國禎生物質發電公司，pH大於10 ;紅壤取自安徽池州市。實施例I生物質發電廢棄物與生物黑炭以3:1的重量比進行混合後加入紅壤(生物質發電廢棄物與生物黑炭重量的20%)，再加入生物質發電廢棄物與生物黑炭重量30%的水進行造粒。得到的土壤改良劑PH9. 02、含水量2. 27%、容重2. 49g/cm3、最大吸水量85. 70%。按照1:25 (重量)的比例與酸性土壌混合，五天後酸性土壌的pH由4. 49增加到5. 99。實施例2與實施例I不同之處在於生物質發電廢棄物生物黒炭=2 :1，紅壤(生物質發電廢棄物與生物黑炭重量的25%)，再加入生物質發電廢棄物與生物黑炭重量20%的水進行造粒。得到的改良劑按照1:25的比例與酸性土壌混合，五天後酸性土壌的pH由4. 49増加到5. 82。實施例3與實施例I不同之處在於生物質發電廢棄物生物黒炭=3: 2，紅壤(生物質發電廢棄物與生物黑炭重量的22%)，再加入生物質發電廢棄物與生物黑炭重量25%的水進行造粒。按照1:25的比例與酸性土壌混合，五天後酸性土壌的pH由4. 49増加到6. 24。實施例4
根據實施例I製備的改良劑進行小麥盆栽試驗，考察指標為施用改良劑後前三周內小麥的株高(単位cm);同時設置未施用改良劑的空白組、施用常規有機肥的對照組進行比較，各組均設置三組平行實驗，最終結果取平均值，結果見表2。表2改良劑對盆栽小麥增長影響結果
權利要求
1.利用生物質發電廢棄物製成的酸性土壤改良劑，其特徵在於包括生物質發電廢棄物、生物黑炭、粘合劑、水。
2.根據權利要求I所述的利用生物質發電廢棄物製成的酸性土壤改良劑，其特徵在於生物質發電廢棄物與生物黑炭的重量比為3:1-3:2 ;粘合劑為紅壤，粘合劑為生物質發電廢棄物與生物黑炭總重量的20%-25% ;水的添加重量為生物質發電廢棄物與生物黑炭總重量的 20%-30%。
3.根據權利要求I所述的利用生物質發電廢棄物製成的酸性土壤改良劑，其特徵在於生物黑炭的粒徑小於0. 25 mm。
4.利用生物質發電廢棄物製成的酸性土壤改良劑的製備方法，其特徵在於將生物黑炭、生物質發電廢棄物按比例混合後，再加入粘合劑、水，採用圓盤式造粒機造粒。
5.根據權利要求4所述的利用生物質發電廢棄物製成的酸性土壤改良劑的製備方法，其特徵在於生物質發電廢棄物與生物黑炭的重量比在3:1-3:2 ;粘合劑為紅壤，粘合劑為生物質發電廢棄物與生物黑炭總重量的20%-25% ;水分的添加重量為生物質發電廢棄物與生物黑炭總重量的20%-30% ;生物黑炭的粒徑小於0. 25 mm。
全文摘要
利用生物質發電廢棄物製成的酸性土壤改良劑及其製備方法，酸性土壤改良劑成分包括生物質發電廢棄物、生物黑炭、粘合劑、水。製備方法是將生物黑炭、生物質發電廢棄物按比例混合後，再加入粘合劑、水，採用圓盤式造粒機造粒。生物質發電廢棄物與生物黑炭的重量比在3:1-3:2之間；粘合劑為紅壤，為生物質發電廢棄物與生物黑炭總重量的20%-25%；水分的添加重量為生物質發電廢棄物與生物黑炭總重量的20%-30%左右；生物黑炭的粒徑小於0.25mm。製備的改良劑pH約為9、吸水性較強。既可以解決土壤的酸化問題，又可以充分利用生物質發電廢棄物。
文檔編號C05G3/04GK102765998SQ20121021616
公開日2012年11月7日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年6月27日
發明者張旭輝, 李戀卿, 潘根興, 鄭聚峰, 鄭金偉, 黃杏秀 申請人:南京農業大學