一种基于改性污泥的低肥力土壤改良方法及土壤改良剂与流程

本发明涉及土壤改良，尤其涉及一种基于改性污泥对低肥力土壤改良方法及土壤改良剂。

背景技术：

1、城市化和工业化的持续推进导致生活和工业污水处理所产生的污泥量逐年增加。据2022年数据显示，全国污泥产生量已达到7288.3万吨，这一数字呈现出持续增长的趋势。如果这些污泥得不到有效处理和利用，将对环境造成严重的影响，包括土壤、地下水，甚至生态系统。然而，污泥中富含养分和有机质，经过科学堆肥处理后可作为优质土壤改良剂及有机肥料回归土地。因此，开发污泥资源化利用的技术和方法，不仅能够有效减少环境污染，还能够实现资源的再生利用，促进循环经济的发展，具有重要的战略意义和广阔的市场前景。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于改性污泥对低肥力土壤改良方法及土壤改良剂，用以解决现有污泥难回收的问题。

2、一方面，本发明提供了一种基于改性污泥对低肥力土壤改良方法，包括以下步骤：

3、s100：提供生物炭；

4、s200：将秸秆与脱水污泥混合，碳氮比调至25～30，得到预处理污泥；

5、s300：向预处理污泥中添加3～6％的生物炭和3～6ml发酵菌剂，用水调节混合物料含水率至50～60％，搅匀，发酵20～30天，得到生物炭改性的污泥堆肥；

6、s400：将步骤s300获得的生物炭改性的污泥堆肥以5～30％与低肥力土壤掺混，浇水至含水量为55～65％，稳定3～7天，得到改良土壤。

7、进一步地，所述步骤s100中，所述生物炭的制备方法，包括以下步骤：

8、s101：将有机废弃物于75～85℃烘干10～15h并粉碎，得到粉状有机废弃物；

9、s102：将粉状有机废弃物在通入氮气的炭化炉中于500～600℃下热解2～3h，冷却至室温后，得到生物炭。

10、进一步地，所述步骤s101中，烘干温度为80℃，烘干时长为12h，粉状有机废弃物的粒径为2mm。

11、进一步地，所述步骤s102中，热解温度为500℃，热解时间为2h。

12、进一步地，所述脱水污泥的含水率为65～80％，取自污水处理厂沉淀物。

13、进一步地，所述发酵菌剂包括芽孢杆菌、放线菌、木霉菌、酵母菌、纳豆菌、复合酶、抗菌肽等微生物及分泌性孢外酶类中的一种或几种。

14、进一步地，所述步骤s400中，浇水至含水量为60％，稳定5天，得到改良土壤。

15、进一步地，所述改良方法还包括以下步骤：

16、s500：在改良后的土壤上播撒草籽，定期浇水，进行养护。

17、另一方面，本发明提供了一种基于改性污泥对低肥力土壤的土壤改良剂，按重量份计，包括：1份生物炭，20～25份秸秆，80～100份脱水污泥，1份发酵菌剂。

18、进一步地，所述生物炭的原料为小麦秸秆或/和鸡粪。

19、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

20、(1)本发明通过添加由有机废弃物制备的生物炭，有效降低市政污泥中重金属的生物有效性。同时，通过添加秸秆来调节污泥的碳氮比。将混合物料进行堆肥处理，适当的温度和湿度条件有效能够杀灭污泥中的病菌和虫卵，还可将污泥中可降解有机物转化为稳定的腐殖质；

21、(2)本发明将有机废弃物和市政污泥资源再利用，经堆肥处理后施加于低肥力土壤。生物炭和市政污泥的联合使用，改善了土壤物理结构，大大提高了贫瘠土壤的养分，可为植物生长发育提供适宜的土壤环境。总之，该技术在改良低肥力土壤方面具有潜力，能够有效利用固废资源，降低其环境风险，实现资源循环利用和可持续发展，为农业生产和环境保护提供了一种创新的解决方案；

22、(3)本发明提供了一种生物炭改性污泥堆肥改良低肥力土壤的改良方法，所述方法通过在将有机废弃物制备的生物炭添加到污泥中，通过秸秆调节碳氮比，将混合物料发酵堆肥，得到生物炭改性的污泥堆肥。所述生物炭改性的污泥堆肥中，通过生物炭的作用，可降低市政污泥中的重金属生物有效性。经过堆肥的污泥施入低肥力土壤，成为合理的资源化途径，进而解决污泥和有机废弃物带来的环境问题。

23、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于改性污泥对低肥力土壤改良方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的改良方法，其特征在于，所述步骤s100中，所述生物炭的制备方法，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的改良方法，其特征在于，所述步骤s101中，烘干温度为80℃，烘干时长为12h，粉状有机废弃物的粒径为2mm。

4.根据权利要求2所述的改良方法，其特征在于，所述步骤s102中，热解温度为500℃，热解时间为2h。

5.根据权利要求1所述的改良方法，其特征在于，所述脱水污泥的含水率为65～80％，取自污水处理厂沉淀物。

6.根据权利要求1所述的改良方法，其特征在于，所述发酵菌剂包括芽孢杆菌、放线菌、木霉菌、酵母菌、纳豆菌、复合酶、抗菌肽等微生物及分泌性孢外酶类中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的改良方法，其特征在于，所述步骤s400中，浇水至含水量为60％，稳定5天，得到改良土壤。

8.根据权利要求1所述的改良方法，其特征在于，还包括以下步骤：

9.一种基于改性污泥对低肥力土壤的土壤改良剂，其特征在于，按重量份计，包括：1份生物炭，20～25份秸秆，80～100份脱水污泥，1份发酵菌剂。

10.根据权利要求9所述的土壤改良剂，其特征在于，所述生物炭的原料为小麦秸秆或/和鸡粪。

技术总结
本发明涉及一种基于改性污泥对低肥力土壤改良方法及土壤改良剂，用以解决现有污泥难回收的问题。所述基于改性污泥对低肥力土壤改良方法，包括以下步骤：S100：提供生物炭；S200：将秸秆与脱水污泥混合，碳氮比调至25～30，得到预处理污泥；S300：向预处理污泥中添加3～6％的生物炭和3～6mL发酵菌剂，用水调节混合物料含水率至50～60％，搅匀，发酵20～30天，得到生物炭改性的污泥堆肥；S400：将步骤S300获得的生物炭改性的污泥堆肥以5～30％与低肥力土壤掺混，浇水至含水量为55～65％，稳定3～7天，得到改良土壤。

技术研发人员：范雄安,田应辉,阚思蒙,罗鹏,李召杰,古小梦,李梦悦,程婷婷,权蔚慈,杨凯,郑蕾,程红光
受保护的技术使用者：华电金沙江上游水电开发有限公司拉哇分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7