一种土壤改良材料及其生态化制备方法与应用与流程

本发明属于土壤改良材料制备领域，具体涉及一种利用工农业生产和居民生活固体废弃物制备的土壤改良材料。

背景技术：

1、一方面，场地修复、流域治理和园林绿化工程常需要挖取黄土、营养土等“好土”进行土壤重构、地貌重塑或表层覆土，不可避免地会破坏取土地点的生态环境；另一方面，煤矸石、污泥等大量生产生活多源固废的长期堆存，占用了大量土地，持续污染环境；故而想到利用多源固废制造人造土等土壤材料，用于场地修复、流域治理和园林绿化工程。

2、现有技术中，利用多源固废制造人造土等土壤材料的技术主要以级配为主，通过对矸石、建筑垃圾等固废破碎筛分后级配以满足通气孔隙度和基质质地需求，并通过添加市政、农业固废和功能性细菌钝化基质，转化其中有机质和可用氮磷钾成分。但由于矸石等原料中有机碳和营养成分含量低，细菌受环境影响敏感、无法长期起效，使得土壤提质效果不好；另外，大量的人造土堆存同样存在占压场地和扬尘的问题。因此，急需一种绿色低碳、土壤提质效果好、综合效益显著的多源固废制备土壤改良材料的制备方法及土壤改良材料。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种绿色低碳、土壤提质效果好、综合效益显著的多源固废制备土壤改良材料的制备方法及土壤改良材料。

2、本发明一种土壤改良材料的制备方法，依次包括如下步骤：

3、s1：将厨余垃圾、市政污泥等城镇固体废弃物和秸秆、粪便等农业固体废弃物通过翻抛机翻抛或搅拌机搅拌混合、压块机压块、在热解炉内400-700℃热解制得生物碳,回收热解过程产生的含生物醋液和生物焦油的酸性气体，并回收热解过程产生的热量和水蒸气；

4、s2：将矸石、钢渣、粉煤灰、炉渣等工业固体废弃物使用颚式破碎机或锤式破碎机破碎、使用除铁器除铁、使用30-50mm孔径振动筛或滑筛除杂、使用40目振动筛筛分，筛分得到小于等于40目的颗粒物作为原料待用；筛分得到大于40目的颗粒物送入磨粉机制粉、分级，同时通入s1产生的热解酸性烟气和水蒸汽进行改性和活化，制备粒径为10-75μm的微粉和粒径＜10μm的超微粉；

5、s3：将步骤s1中制得的生物碳、步骤s2中得到的小于等于40目的颗粒、步骤s2中制得的微粉、超微粉进行按需级配、循环破碎筛分、均化，产物摊铺形成基底，基底中生物碳含量可为0，基底厚度采用公式h＝h×k计算得到，其中：

6、h－基底厚度，单位为m，

7、h－种植的各种宿主植物中根系平均长度的最大值，单位为m，

8、k－穿透系数，k的取值为1.2-1.5；

9、s4：在步骤s3的基底上撒施底肥ca(h2po4)2或kh2po4约5-10g/m2，尿素10-20g/m2，构成底肥层；

10、s5：在步骤s4的底肥层上方铺设厚度为5-10cm的隔层二，隔层二的成分与基底相同，隔层二的成分中生物碳、微粉、超微粉的含量高于基底中的生物碳、微粉、超微粉的含量，基底中生物碳含量可为0；

11、s6：在步骤s5的隔层二的上方铺撒菌根真菌复合菌剂；

12、s7：在步骤s6的菌根真菌复合菌剂的上方铺设厚度为5-10cm的隔层一，隔层一的成分与基底相同，隔层一的成分中生物碳、微粉、超微粉的含量高于基底中的生物碳、微粉、超微粉的含量，然后在隔层一上种植或移栽菌根真菌依赖性先锋植物，建设绿库；

13、s8：种植管理，在植物长出两片真叶、出苗全、苗情好、长势茁壮时在绿库表层加一次生物醋浓度约3‰-5‰，隔天浇水1-3l/m2，每周重复一次，施用2-3周；施用生物醋后隔周加一次水溶性氮肥，共4-6周；

14、s9：每3-6个月采收部分或全部的植物地表部分，使用热解炉热解加工成生物炭、生物醋和生物焦油；

15、s10：继续堆存绿库土壤，持续熟化；或根据市场需求取土筛分、均混、加入相应微生物菌剂和营养成分等调质，生产绿色低碳的土壤改良剂、土壤调理剂、土质净化材料、有机肥。

16、本发明土壤改良材料的制备方法，其中，所述步骤s2中，制粉/分级设备选用气流磨、蒸汽磨、球磨或雷蒙磨中的任意一种，要求设备耐腐蚀并配套湿式电除尘或耐酸、耐湿的布袋除尘器收集步骤s2产品。

17、本发明土壤改良材料的制备方法，其中，所述步骤s2中，制粉/分级设备选用中速磨、雷蒙磨、球磨中的任意一种，制取的颗粒为扁片状；制粉/分级设备选用气流磨、蒸汽磨中的一种，制取的颗粒为多面体。

18、本发明土壤改良材料的制备方法，其中，所述步骤s2中，所述酸性气体、所述水蒸汽均为步骤s1中热解过程的产物。

19、本发明土壤改良材料的制备方法，其中，所述步骤s6中，所述菌根真菌复合菌剂，由菌根真菌、根际促生细菌、腐霉菌、保水剂和碳基载持吸附材料组成。

20、本发明土壤改良材料的制备方法，其中，所述步骤s6中，每平方米隔层二上，菌根真菌复合菌剂与营养土、泥炭土或风化煤中的一种按质量比1:1000搅拌均匀，彻底分散化后均匀铺撒在隔层二上，其中，菌根真菌复合菌剂的用量为0.1-5g，营养土、泥炭土或风化煤中的一种的用量为0.1-5kg。

21、本发明土壤改良材料的制备方法，其中，所述步骤s7中，种植或移栽植物时，使用菌根真菌复合菌剂对种子或植物枝条进行处理，种子需进行包衣、拌种，枝条需进行蘸根。

22、本发明土壤改良材料的制备方法，其中，在所述步骤s7建设绿库过程中，选配根部滴灌增氧系统，并建设取样走廊、配备太阳能辅助光源系统，促进植物发育、土壤熟化和防治病虫害。

23、本发明一种土壤改良材料，采用上述任一项的土壤改良材料的制备方法制备。

24、本发明一种如上述的土壤改良材料的应用。

25、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

26、本发明以矸石、钢渣、粉煤灰、炉渣等工业固废，厨余垃圾、市政污泥等城镇固废和秸秆、粪便等农业固废为主要原材料，热解厨余垃圾、污泥、秸秆、粪便等压块材料所产生烟气(酸性含水气体，包括少量生物焦油-bt、生物醋-bv)用于雷蒙磨或中速磨或气流磨制微粉后的配风和风选分级，充分利用烟气余热、组份与矸石、钢渣、粉煤灰、炉渣等在磨粉过程中混合、反应、均化、载持,调节粉料ph等,理化特性，尔后经风选分级，形成不同物性、不同粒径的粉料(微粉、超微粉)备用，利用菌根真菌复合菌剂可增强宿主植物适应性、抗逆性、抗病性和穿透性，并加速土壤中养分和有机质分解，提升土壤熟化过程；宿主植物生长发育过程中通过光合作用进行固碳，其根系及根周生命共同体不仅增加土壤有机质含量；而且生产丰富的有益微生物群落。宿主植物地上物加工生物碳和生物醋等，一方面改善水肥条件，另一方面生物醋、生物焦油的定量使用，进行植物促生和病虫防治，通过深根宿主植物、菌根真菌、生物碳和微粉、超微粉结合，强化氧气向基质深层传导(0.5-2.5米)，加速绿库土壤质量提升，土壤提质效果好，生产绿色低碳的土壤改良剂、土壤调理剂、土质净化材料、有机肥等土壤改良材料；土壤改良材料可根据市场需求包装出售，节省占用场地，综合效益显著。

27、下面结合附图对本发明作进一步说明。