一种土壤调理剂的制备方法及其制备装置与流程

1.本发明涉及土壤改良技术领域，具体而言，涉及一种土壤调理剂的制备方法及其制备装置。


背景技术：

2.酸性土壤是ph值小于7的土壤总称，多分布在我国热带、亚热带地区，常由环境(雨水和空气)污染、自毒、不合理的耕作模式等引起。酸性土壤是我国最典型最广泛的障碍土壤，其存在严重影响植物的生长，导致一系列问题出现，比如土壤的结构被破坏、土壤板结、土壤养分的利用率低、土壤中有害物质增多等，尤其是土壤酸化能够激发土壤中重金属元素的活性，不仅影响作物生长，还会通过食物链危害人体或动物体的健康。
3.现有技术中针对土壤污染有多种治理方法，例如公开号为cn107512975a的发明专利申请中公开了重金属污染土壤调理剂，所述重金属污染土壤调理剂由腐植酸、1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
三硫化物、氮肥、磷肥和钾肥螯合制备而成，其中所述重金属污染土壤调理剂中至少包含腐植酸盐、1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
三硫化物、氮、五氧化二磷和氧化钾。
4.公告号为cn107325820b的发明专利公开了一种适于景观生态系统的土壤修复剂，包括有机改性凹凸棒土
‑
蒙脱土15
‑
20份、硅藻土3
‑
5份、腐殖酸10
‑
20份、生物炭5
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10份、钙镁磷肥20
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30份、磷酸二氢钾8
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12份、醋酸钙2
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3份、竹纤维粉末20
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30份、糠醛泥3
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5份、造纸黑浆10
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12份、羟丁基纤维素1
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3份、海藻酸2
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3份。按照配方量首先称取有机改性凹凸棒土
‑
蒙脱土、生物炭、竹纤维粉末各粉末混合均匀得混合粉1；之后按照配方量称取糠醛泥和造纸黑浆于350
‑
400℃煅烧1
‑
1.5h后粉碎过100目筛后加入混合粉1中搅拌混合得混合粉2；再往混合粉2中加入配方量的硅藻土、腐殖酸、钙镁磷肥、磷酸二氢钾、醋酸钙、羟丁基纤维素和海藻酸，最后置于混合器中混合15
‑
20min后造粒并在40℃低温烘干。
5.上述专利多采用无机物对土壤中存在的重金属污染以及酸性土壤进行治理，但其治理效果不易维持，易于短时间见效后失效，不能够很好对土壤进行根本治理，建立土壤治理的良性循环。


技术实现要素：

6.为克服现有技术中土壤调理剂对土壤中存在的重金属污染以及酸性土壤治理多采用无机物治理，其治理效果差，不易维持，容易在短时间见效后失效，不能够很好对土壤进行根本治理，建立土壤治理的良性循环等问题，具体技术方案如下。
7.一种土壤调理剂的制备方法，其按重量份计包括如下原料组分：
[0008][0009]
该配方ph值达到11，使用该配方可提高土壤的ph值，土壤由于长期过量使用化肥、下酸雨的影响，导致土壤酸化。而土壤的酸化导致土壤出现一系列问题，比如土壤的结构被破坏、土壤板结、土壤养分的利用率低、土壤中有害物质增多等。该配方的使用可以提高土壤的ph值，提高农作物的产量。而且ph值的提高，可以使土壤中的铬、镍等重金属被钝化，活性降低，游离状态的重金属被菌种吸收，从而减少农作物对重金属的吸收，提高农作物的品质。
[0010]
并且通过筛选化粪池污泥中的菌种，制成化粪池污泥菌粉，发现其具有良好调节土壤的作用，可以吸收土壤中流离的重金属，改善土壤板结及土壤酸化的问题。
[0011]
采用化粪池污泥菌粉、蔬菜叶粉末和蚯蚓粪粉末配合，为化粪池污泥菌粉的菌种在进入土壤的初期提供相对充足的营养，加快其繁殖和扩散。
[0012]
生物炭的添加，可以增大盐基交换量，增加土壤的cec，促进植物吸收养分，促进植物生长，生物炭具有丰富的微孔结构和很强的吸附能力，作为菌种附着和繁殖的载体，可以吸收很多养分、矿物质，提高土壤养分的利用率，达到提高土壤肥力的作用。
[0013]
经实验发现，菌种在刚进入土壤中时，由于土壤中的温度较低，菌种在繁殖过程中存活率很低，需要加入较大比例的菌粉才能达到预期土壤调节的效果，而较大比例的菌粉存在生产价格相对较高且会影响其与蔬菜叶粉末和蚯蚓粪粉末配合的搭配效果。经过研究，采用在配方体系中加入少量石灰石颗粒，使菌粉附着在石灰石颗粒上，当菌种进入土壤中时，石灰石颗粒也会吸收少量水分而逐渐散热，石灰石颗粒与生物炭配合，使菌种早期在繁殖和扩散过程中保持相对较高的温度，从而提高配方的土壤调节效果。
[0014]
优选地，其按重量份计包括如下原料组分：
[0015]
[0016][0017]
优选地，包括如下步骤：
[0018]
步骤一，对化粪池中的表层污泥内的菌种进行筛选、纯化、扩大培养，得到化粪池污泥菌株培养液；
[0019]
步骤二，将化粪池污泥菌株培养液进行离心分离，烘干和粉碎，过200目筛，得到化粪池污泥菌粉；
[0020]
步骤三，将化粪池污泥菌粉、牡蛎壳粉、白云石粉、生物炭、蔬菜叶粉末、石灰石颗粒和蚯蚓粪粉末按重量比放入造粒机中进行混合、造粒，得到所需的土壤调理剂。
[0021]
优选地，化粪池中的表层污泥内的菌种的筛选方法包括如下步骤：
[0022]
步骤1.1，取化粪池中的表层污泥及粉末状重金属污染土壤样品加入到nb培养基中培养后，于25℃震荡培养12
‑
24h后，将培养液在固体平板划线，5
‑
10h后再利用生长特征的不同来挑取其中疑似单菌落，分成若干组；
[0023]
步骤1.2，分别将1重量份的每组疑似单菌落、3
‑
5重量份的蔬菜叶粉末、50
‑
100重量份的粉末状重金属污染土壤样品、50
‑
100重量份的水加入搅拌容器中进行混合搅拌均匀，温度控制在25
‑
28℃，静置12
‑
24h；
[0024]
步骤1.3，在搅拌容器中加入1000重量份的水，继续搅拌，搅拌速率为100
‑
150r/min，搅拌15min后，测试每组疑似单菌落所在搅拌容器中的重金属含量，筛选出重金属含量最少的三组菌落。
[0025]
优选地，将步骤1.3中筛选出的三组菌落分别按10重量份的菌落、20重量份的蔬菜叶粉末、5重量份牡蛎壳粉、3重量份白云石粉、2重量份的生物炭和50
‑
100重量份粉末状重金属污染土壤样品和50
‑
100重量份水加入搅拌容器中进行混合搅拌均匀，温度控制在25
‑
28℃，静置24
‑
36h；
[0026]
在搅拌容器中加入1000重量份的水，继续搅拌，搅拌速率为100
‑
150r/min，搅拌15min后，测试每组菌落所在搅拌容器中的重金属含量，筛选出重金属含量最少的一组菌落为目标菌落。
[0027]
采用重金属污染土壤作用样品来筛选目标菌落，模拟菌种在土壤中繁殖和扩散过程，并通过初筛和二次筛选两次筛选的方式，使得得到的目标菌落具有良好的吸附游离态重金属特性。
[0028]
优选地，对目标菌落的纯化方法为：将目标菌落放在28℃，150r/min条件下摇瓶培养5
‑
10h，然后再将培养液在固体平板上划线，3
‑
4h后再次挑取获得更高纯度的单菌落，如此反复直到筛选出纯化的菌株为止。
[0029]
本发明还涉及一种土壤调理剂的制备装置，依次包括培养液扩大培养器、离心分离器和搅拌造粒机，所述搅拌造粒机包括搅拌腔室、设置在搅拌腔室侧壁的出料口和用于对出料口出料处粒料进行切割的圆盘切刀，所述圆盘切刀套设在所述搅拌腔室外壁。
[0030]
采用搅拌造粒机造粒，混合料进入到搅拌腔室后经搅拌从出料口挤出，然后由圆盘切刀切成粒状。
[0031]
优选地，所述搅拌造粒机还包括用于对搅拌腔室内混合料进行搅拌的搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴和安装有所述搅拌轴上的搅拌辊，所述搅拌辊安装在所述搅拌腔室内。
[0032]
优选地，所述搅拌腔室上表面还设有用于进料的进料管道，所述进料管道底端出口位于所述搅拌辊上表面。
[0033]
优选地，所述搅拌辊上表面与所述进料管道底端对应位置处形成有用于将所述进料管道底端安装在其上的管道安装环槽。
[0034]
优选地，所述管道安装环槽中心与所述搅拌轴同轴。
[0035]
优选地，所述管道安装环槽底部中心向所述搅拌辊外侧壁延伸形成有分料通道。
[0036]
优选地，所述管道安装环槽底部中心向下设有一段环形过渡槽，两个以上所述分料通道沿圆周方向均匀分布在所述环形过渡槽底部侧壁上。
[0037]
优选地，所述分料通道出口位置高于所述搅拌腔室侧壁的出料口高度。
[0038]
优选地，所述搅拌辊侧壁上均匀分布有用于对搅拌辊侧壁与所述搅拌腔室之间混合料进行搅拌的搅拌凸起。
[0039]
优选地，所述搅拌凸起在所述搅拌辊侧壁上呈螺纹状分布。
[0040]
采用搅拌辊对混合料进行搅拌，并利用搅拌辊侧面的压力将混合料压实并从出料口排出。螺纹状凸起的设置可以增加搅拌辊侧面与混合料的接触面积，延长混合料在腔内的平均混合时间。
[0041]
优选地，所述搅拌造粒机还包括控制所述圆盘切刀沿其中心旋转的切刀驱动组件。
[0042]
优选地，所述切刀驱动组件包括驱动电机和驱动轴，所述驱动轴固定安装在所述圆盘切刀上表面中心位置，所述驱动电机与所述驱动轴之间通过传动轮和传动皮带传动。
[0043]
优选地，所述圆盘切刀包括圆盘本体和安装在所述圆盘本体边沿且在所述圆盘本体边沿向下延伸的刀片。
[0044]
优选地，所述刀片在所述圆盘本体边沿均匀分布。
[0045]
优选地，相邻两个刀片之间形成有供出料口混合料通过的过料口。
[0046]
有益效果：
[0047]
采用本发明技术方案产生的有益效果如下：
[0048]
(1)该配方中采用菌种对土壤进行治理，在保证效果的同时，效果维持时间更久，并且有助于建立土壤生态的平衡，促进良性循环。该配方ph值达到11，使用该配方可提高土壤的ph值，土壤由于长期过量使用化肥、下酸雨的影响，导致土壤酸化。而土壤的酸化导致土壤出现一系列问题，比如土壤的结构被破坏、土壤板结、土壤养分的利用率低、土壤中有害物质增多等。该配方的使用可以提高土壤的ph值，提高农作物的产量。而且ph值的提高，可以使土壤中的铬、镍等重金属被钝化，活性降低，游离状态的重金属被菌种吸收，从而减少农作物对重金属的吸收，提高农作物的品质。
[0049]
并且通过筛选化粪池污泥中的菌种，制成化粪池污泥菌粉，发现其具有良好调节土壤的作用，可以吸收土壤中流离的重金属，改善土壤板结及土壤酸化的问题。
[0050]
采用化粪池污泥菌粉、蔬菜叶粉末和蚯蚓粪粉末配合，为化粪池污泥菌粉的菌种在进入土壤的初期提供相对充足的营养，加快其繁殖和扩散。
[0051]
生物炭的添加，可以增大盐基交换量，增加土壤的cec，促进植物吸收养分，促进植物生长，生物炭具有丰富的微孔结构和很强的吸附能力，作为菌种附着和繁殖的载体，可以吸收很多养分、矿物质，提高土壤养分的利用率，达到提高土壤肥力的作用。
[0052]
经实验发现，菌种在刚进入土壤中时，由于土壤中的温度较低，菌种在繁殖过程中存活率很低，需要加入较大比例的菌粉才能达到预期土壤调节的效果，而较大比例的菌粉存在生产价格相对较高且会影响其与蔬菜叶粉末和蚯蚓粪粉末配合的搭配效果。经过研究，采用在配方体系中加入少量石灰石颗粒，使菌粉附着在石灰石颗粒上，当菌种进入土壤中时，石灰石颗粒也会吸收少量水分而逐渐散热，石灰石颗粒与生物炭配合，使菌种早期在繁殖和扩散过程中保持相对较高的温度，从而提高配方的土壤调节效果。
[0053]
(2)采用重金属污染土壤作用样品来筛选目标菌落，模拟菌种在土壤中繁殖和扩散过程，并通过初筛和二次筛选两次筛选的方式，使得得到的目标菌落具有良好的吸附游离态重金属特性。
[0054]
(3)采用搅拌造粒机造粒，混合料进入到搅拌腔室后经搅拌从出料口挤出，然后由圆盘切刀切成粒状；搅拌造粒机中采用搅拌辊对混合料进行搅拌，并利用搅拌辊侧面的压力将混合料压实并从出料口排出。螺纹状凸起的设置可以增加搅拌辊侧面与混合料的接触面积，延长混合料在腔内的平均混合时间。
附图说明
[0055]
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0056]
图1为本发明较佳之搅拌造粒机结构示意图一；
[0057]
图2为本发明较佳之搅拌造粒机结构示意图二；
[0058]
图3为本发明较佳之搅拌凸起结构示意图。
[0059]
图中：1、搅拌电机；2、搅拌轴；3、搅拌腔室；4、搅拌辊；5、进料管道；6、分料通道；7、环形过渡槽；8、管道安装环槽；9、圆盘切刀；10、出料口；11、驱动电机；12、驱动轴；13、传动轮；14、传动皮带；15、搅拌凸起；16、过料口；91、圆盘本体；92、刀片。
具体实施方式
[0060]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本
发明保护的范围。
[0061]
一种土壤调理剂的制备方法，其按重量份计包括如下原料组分：
[0062][0063]
该配方ph值达到11，使用该配方可提高土壤的ph值，土壤由于长期过量使用化肥、下酸雨的影响，导致土壤酸化。而土壤的酸化导致土壤出现一系列问题，比如土壤的结构被破坏、土壤板结、土壤养分的利用率低、土壤中有害物质增多等。该配方的使用可以提高土壤的ph值，提高农作物的产量。而且ph值的提高，可以使土壤中的铬、镍等重金属被钝化，活性降低，游离状态的重金属被菌种吸收，从而减少农作物对重金属的吸收，提高农作物的品质。
[0064]
并且通过筛选化粪池污泥中的菌种，制成化粪池污泥菌粉，发现其具有良好调节土壤的作用，可以吸收土壤中流离的重金属，改善土壤板结及土壤酸化的问题。
[0065]
采用化粪池污泥菌粉、蔬菜叶粉末和蚯蚓粪粉末配合，为化粪池污泥菌粉的菌种在进入土壤的初期提供相对充足的营养，加快其繁殖和扩散。
[0066]
生物炭的添加，可以增大盐基交换量，增加土壤的cec，促进植物吸收养分，促进植物生长，生物炭具有丰富的微孔结构和很强的吸附能力，作为菌种附着和繁殖的载体，可以吸收很多养分、矿物质，提高土壤养分的利用率，达到提高土壤肥力的作用。
[0067]
经实验发现，菌种在刚进入土壤中时，由于土壤中的温度较低，菌种在繁殖过程中存活率很低，需要加入较大比例的菌粉才能达到预期土壤调节的效果，而较大比例的菌粉存在生产价格相对较高且会影响其与蔬菜叶粉末和蚯蚓粪粉末配合的搭配效果。经过研究，采用在配方体系中加入少量石灰石颗粒，使菌粉附着在石灰石颗粒上，当菌种进入土壤中时，石灰石颗粒也会吸收少量水分而逐渐散热，石灰石颗粒与生物炭配合，使菌种早期在繁殖和扩散过程中保持相对较高的温度，从而提高配方的土壤调节效果。
[0068]
作为一种优选的实施方式，其按重量份计包括如下原料组分：
[0069][0070]
作为一种优选的实施方式，包括如下步骤：
[0071]
步骤一，对化粪池中的表层污泥内的菌种进行筛选、纯化、扩大培养，得到化粪池污泥菌株培养液；
[0072]
步骤二，将化粪池污泥菌株培养液进行离心分离，烘干和粉碎，过200目筛，得到化粪池污泥菌粉；
[0073]
步骤三，将化粪池污泥菌粉、牡蛎壳粉、白云石粉、生物炭、蔬菜叶粉末、石灰石颗粒和蚯蚓粪粉末按重量比放入造粒机中进行混合、造粒，得到所需的土壤调理剂。
[0074]
作为一种优选的实施方式，化粪池中的表层污泥内的菌种的筛选方法包括如下步骤：
[0075]
步骤1.1，取化粪池中的表层污泥及粉末状重金属污染土壤样品加入到nb培养基中培养后，于25℃震荡培养12
‑
24h后，将培养液在固体平板划线，5
‑
10h后再利用生长特征的不同来挑取其中疑似单菌落，分成若干组；
[0076]
步骤1.2，分别将1重量份的每组疑似单菌落、3
‑
5重量份的蔬菜叶粉末、50
‑
100重量份的粉末状重金属污染土壤样品、50
‑
100重量份的水加入搅拌容器中进行混合搅拌均匀，温度控制在25
‑
28℃，静置12
‑
24h；
[0077]
步骤1.3，在搅拌容器中加入1000重量份的水，继续搅拌，搅拌速率为100
‑
150r/min，搅拌15min后，测试每组疑似单菌落所在搅拌容器中的重金属含量，筛选出重金属含量最少的三组菌落。
[0078]
作为一种优选的实施方式，将步骤1.3中筛选出的三组菌落分别按10重量份的菌落、20重量份的蔬菜叶粉末、5重量份牡蛎壳粉、3重量份白云石粉、2重量份的生物炭和50
‑
100重量份粉末状重金属污染土壤样品和50
‑
100重量份水加入搅拌容器中进行混合搅拌均匀，温度控制在25
‑
28℃，静置24
‑
36h；
[0079]
在搅拌容器中加入1000重量份的水，继续搅拌，搅拌速率为100
‑
150r/min，搅拌15min后，测试每组菌落所在搅拌容器中的重金属含量，筛选出重金属含量最少的一组菌落为目标菌落。
[0080]
采用重金属污染土壤作用样品来筛选目标菌落，模拟菌种在土壤中繁殖和扩散过程，并通过初筛和二次筛选两次筛选的方式，使得得到的目标菌落具有良好的吸附游离态重金属特性。
[0081]
作为一种优选的实施方式，对目标菌落的纯化方法为：将目标菌落放在28℃，150r/min条件下摇瓶培养5
‑
10h，然后再将培养液在固体平板上划线，3
‑
4h后再次挑取获得更高纯度的单菌落，如此反复直到筛选出纯化的菌株为止。
[0082]
如图1所示，本发明还涉及一种土壤调理剂的制备装置，依次包括培养液扩大培养器(图未示)、离心分离器(图未示)和搅拌造粒机，搅拌造粒机包括搅拌腔室3、设置在搅拌腔室3侧壁的出料口10和用于对出料口10出料处粒料进行切割的圆盘切刀9，圆盘切刀9套设在搅拌腔室3外壁。
[0083]
采用搅拌造粒机造粒，混合料进入到搅拌腔室后经搅拌从出料口挤出，然后由圆盘切刀切成粒状。
[0084]
作为一种优选的实施方式，搅拌造粒机还包括用于对搅拌腔室3内混合料进行搅拌的搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机1、搅拌轴2和安装有搅拌轴2上的搅拌辊4，搅拌辊4安装在搅拌腔室3内。
[0085]
作为一种优选的实施方式，搅拌腔室3上表面还设有用于进料的进料管道5，进料管道5底端出口位于搅拌辊4上表面。
[0086]
如图2所示，作为一种优选的实施方式，搅拌辊4上表面与进料管道5底端对应位置处形成有用于将进料管道5底端安装在其上的管道安装环槽8。
[0087]
作为一种优选的实施方式，管道安装环槽8中心与搅拌轴2同轴。
[0088]
作为一种优选的实施方式，管道安装环槽8底部中心向搅拌辊4外侧壁延伸形成有分料通道6。
[0089]
具体的，本实施例中分料通道为沿搅拌辊中心轴圆周分布的一个以上水平设置的长条形分料通道。分料通道的设计可以使得料体均匀分散在搅拌腔体中，进行均匀搅拌，搅拌更加充分。
[0090]
作为一种优选的实施方式，管道安装环槽8底部中心向下设有一段环形过渡槽7，两个以上分料通道6沿圆周方向均匀分布在环形过渡槽7底部侧壁上。
[0091]
作为一种优选的实施方式，分料通道6出口位置高于搅拌腔室3侧壁的出料口10高度。
[0092]
如图3所示，作为一种优选的实施方式，搅拌辊4侧壁上均匀分布有用于对搅拌辊4侧壁与搅拌腔室3之间混合料进行搅拌的搅拌凸起15。
[0093]
作为一种优选的实施方式，搅拌凸起15在搅拌辊4侧壁上呈螺纹状分布。
[0094]
采用搅拌辊对混合料进行搅拌，并利用搅拌辊侧面的压力将混合料压实并从出料口排出。螺纹状凸起的设置可以增加搅拌辊侧面与混合料的接触面积，延长混合料在腔内的平均混合时间。
[0095]
作为一种优选的实施方式，搅拌造粒机还包括控制圆盘切刀9沿其中心旋转的切刀驱动组件。
[0096]
如图1所示，作为一种优选的实施方式，切刀驱动组件包括驱动电机11和驱动轴12，驱动轴12固定安装在圆盘切刀9上表面中心位置，驱动电机11与驱动轴12之间通过传动轮13和传动皮带14传动。
[0097]
如图2所示，作为一种优选的实施方式，圆盘切刀9包括圆盘本体91和安装在圆盘本体91边沿且在圆盘本体91边沿向下延伸的刀片92。
[0098]
作为一种优选的实施方式，刀片92在圆盘本体91边沿均匀分布。
[0099]
作为一种优选的实施方式，相邻两个刀片92之间形成有供出料口10混合料通过的过料口16。
[0100]
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。