CN102443399A

CN102443399A - 一种高效复合粉状土壤改质剂及其制备方法

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Publication number: CN102443399A
Application number: CN2011102791808A
Authority: CN
Inventors: 章云
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明公开了一种高效复合粉状土壤改质剂及其制备方法，所述的改质剂含有以下物质：苹果酸、麦饭石、硫酸钙、硫酸铜、碳酸钙、硫酸铝钾、氧化钙、聚丙烯酰胺，本发明与现有技术相比，能广谱、高效去除目前常用土壤污水处理剂难以处理的重金属离子、放射性物质、致癌物质、蓝藻、SS、COD、BOD等污染和有害物质，具有显著的脱色、脱臭、脱水、脱油、除菌等多种功效，用量少、处理速度快、见效快、运行成本低、对土壤污水的高污浊浓度、宽pH值范围、宽污水温度变化，具有很强的适应性，适用于不同的土壤水质条件和处理要求不同的处理工艺和设备条件调整生产，使其达到最佳的处理效果。

Description

一种高效复合粉状土壤改质剂及其制备方法

技术领域

本发明属于一种高效复合粉状土壤改质剂及其制备方法，特别属于复合粉状土壤改质剂及其制备方法。

背景技术

中国目前年化肥用量超过1.5亿吨，居全世界第一位。我国是一个人口大国、农业大国，用占世界7％的土地养活了占世界22％的人口，粮食问题永远是关系到国计民生的大事。我国现有耕地20亿亩，年需化肥1.5亿吨，是世界最大的化肥进口国和氮肥生产国。尽管如此，化肥量仍然满足不了农业发展的需要。究其原因，关键问题在于化肥的利用率太低。据研究部门测算，目前全国各地平均氮肥利用率为30-35％，磷肥20～30％，钾肥30～50％。据估计，全国每年因盲目使用浪费化肥约100万吨，折合人民币5亿元。加之由于长期大量施用单质化肥，对环境的污染越来越严重，土壤板结，地下水污染，农产品品质下降，已引起人们的普遍关注。有效合理使用化肥，减少环境污染，消除土壤板结，挖掘土壤潜在肥力，提高化肥利用率，已成为摆在农业生产上的一个重要课题。为了农业的可持续发展，达到高产、优质、高效的目的，世界各国都在利用土壤中的有益微生物来改善作物根际土壤的微生态区系，将土壤中含量丰富的难溶性磷钾元素释放出来，或将农作物难以利用的物质转化为可被利用的有效营养物质，缓解肥料供需矛盾和对生态环境不利影响的局面，目前土壤大量的被污染，COD(科学的酸素要求量)和有机物含水大及大量超标。随着我国经济改革的不断深入，农村经济得到快速的发展，促进了养殖业的蓬勃发展。然而养殖业所产生的大量排泄物却给环境卫生带来了很大的压力，长期堆制的畜禽粪便滋生大量的苍蝇蚊虫，带着各种病菌到处传播，给养殖业安全及从业人员健康均带来严重的威胁。而另一方面，化肥在农业生产中的大量使用，虽然农产品产量有了很大的提高，但也带来诸如农产品品质下降、土壤板结、污染水源等问题，而这些都是由于土壤长期缺乏有机质和化肥过量使用造成的，而要解决这些问题最根本的办法是减少化肥的使用量增加土壤有机质。特别是随着我国人民生活水平的提高以及入世后我国农产品应对国际竞争的需求，对农产品的品质提出了更高的要求，这些都给有机肥创造了巨大的市场空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效复合粉状土壤改质剂。

本发明所要解决的另外一个技术问题是提供上述一种高效复合粉状土壤改质剂的制备方法。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种高效复合粉状土壤改质剂，包括以下物质及重量份：

1硫酸钙 10-15

2硫酸铜 20-40

3麦饭石 1-30

4硫酸铝钾 10-20

5碳酸钙 10-20

6苹果酸 10-20

7氧化钙 10-20

8聚丙烯酰胺 1-10

上述各种物质的粒径均为40-400目

本发明的制备方法为：将硫酸钙与碳酸铜混合30-60分钟，再加入麦饭石，混合50-120分钟，再加入苹果酸，混合40-60分钟，再加入碳酸钙混合40-60分钟，再加入硫酸铝钾，混合40-60分钟，再加入氧化钙混合40-60分钟，再加入聚丙烯酰胺，混合120-150分钟，即可。

本发明本项目关键技术针对土壤废水异味源的特点，通过根据物质分子相互作用原理，使其有目的地进行物理键层次的结合，制备满足各种需求的物质体系。通过“特定复合控制技术”有效地控制带有不同官能团的无机高分子和有机高分子物质在复合过程中不发生反应的条件，确保各有效组分在复合过程中不发生反应；通过添加自主研发的保护剂对各组分实施包覆，使得这些组分在复合后能稳定共存。即①通过科学配方、使各种物质能够在(投加前的)自然环境下保持独立性和良好的形态分布；②投加后，通过水化、雾化、温化作用能够促进各组分间协调工作，产生高效凝聚絮凝性，吸附再大气中排放。

本发明与现有技术相比，具有以下特点：

1、多能高效——一剂多效，即在功能上同时兼具絮凝剂、缓蚀剂、杀菌剂等多种药剂的功效，集众多土壤水处理产品的优点于一身，既有聚铝(PAC)的电中和能力，又有聚铁(PFS)的沉淀速度，因此混凝性能更加优良，矾花大且紧密，去除的污泥与污水致密体积小且沉降速度快。能去除目前常用土壤水处理剂难以处理的重金属离子、放射性物质、致癌物质、蓝藻、SS、COD、BOD等污染和有害物质，具有显著的脱色、脱臭、脱水、脱油、除菌、消毒等多种功效。由于土壤污水处理效率高、功能全，所以处理相同容积的土壤污水，药剂投放量只有常用土壤污水处理剂的2/5左右，土壤污水处理的运行成本低。

2、绿色环保——所用的材料均为天然的有机酸和无机矿物质，无机化学合成物，所以产品无毒无害、无二次污染。

3、速度快、水质好——土壤污水处理速度快、处理时间短，污水从开始到处理完成，整个工艺流程的时间不超过4分钟，而国内最常用的PAC絮凝剂的处理时间为90分钟以上，凝集时间为30～120分钟，沉淀时间为120～480分钟；处理过的水透明度高、水质好、无金属离子的水相转移，无毒无害无残留，安全可靠。

4、粉末状复合化——采用特殊工艺使得剂型粉末状复合化，复合化带来多能高效，粉末状便于产品储存、包装和运输，从而降低了产品的综合成本。

5、限制条件少、适应性强——能广谱、高效的去除各类污染和有害物质、对土壤污水的高污浊浓度、宽PH值范围、宽污水温度变化，具有很强的适应性。本产品能处理污浊浓度达50万PPM的土壤污水，而常用水处理剂，如PAC絮凝剂只能处理污浊浓度为5万PPM以下的污水；本产品能处理PH值为4～14范围内的污水，而PAC絮凝剂只能处理PH值为6～9范围内的污水；本产品能处理液温在5～60℃范围内的污水，而PAC絮凝剂只能处理液温在10～40℃范围内的污水。

6、碱化度高、腐蚀性小——本产品碱化度比其他铝盐、铁盐高，对设备的侵蚀和腐蚀性小。在对土壤污水进行絮凝作用时，金属阳离子与水反应会产生大量的H⁺离子会对设备产生较大的腐蚀作用，而复合粉状土壤改质剂中复合的CaO可以随时中和污水中存在的H+，不仅具有助凝作用，而且能够调节PH值，使土壤水的碱化度增高，从而有效阻止了污水处理过程对土壤的侵蚀和腐蚀。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

实施例1：

将8重量份80目苹果酸与30重量份80目麦饭石混合40分钟，再加入20重量份80目硫酸钙，混合50分钟，再加入10重量份80目硫酸铜，混合40分钟，再加入10重量份80目碳酸钙混合40分钟，再加入10重量份80目硫酸铝钾，混合40分钟，再加入10重量份80目氧化钙混合40分钟，再加入2重量份80目聚丙烯酰胺，混合120分钟，即可。

实施例2：

将7重量份200目苹果酸与10重量份200目硫酸铝钾50分钟，再加入24重量份200目硫酸钙，混合90分钟，再加入12重量份200目碳酸钙，混合50分钟，再加入15重量份200目硫酸铜混合50分钟，再加入15重量份200目麦饭石，混合50分钟，再加入15重量份200目氧化钙混合50分钟，再加入2.5重量份200目聚丙烯酰胺，混合130分钟，即可。

实施例3：

将10重量份400目苹果酸与5重量份400目硫酸铜混合60分钟，再加入70重量份400目硫酸钙，混合120分钟，再加入15重量份400目麦饭石，混合60分钟，再加入20重量份400目碳酸钙混合60分钟，再加入20重量份400目硫酸铝钾，混合60分钟，再加入20重量份400目氧化钙混合60分钟，再加入3重量份400目聚丙烯酰胺，混合150分钟，即可。

实施例1：

实施例1-3的技术指标如表1所示：

表1：

	实施例1	实施例2	实施例3
				密度g/cm³(20℃)	1.20	1.25	1.30
固含量(重量)％	90	91	92
				还原性物质(以Fe²⁺计)重量含量	0.10	0.09	0.08
盐基度％	12.0	12.5	13.0
				PH(1％水溶液)	6.8	7	7.2

实施例4：

将实施例1与PAC(焦作安行材料有限公司生产)对污水悬浮物净化和除油率的效果对比，得出试验数据如表2所示。

表2复合粉状土壤改质剂和PAC土壤污水悬浮物净化效果对比

由表2可见，实施例1对含油、固体悬浮物的去除率随用量的逐渐增加而提高，在相同的用量下，实施例1的除油、除杂质的效果，明显比PAC好，由此可见，实施例1在较低用量的情况下，就能达到较好的悬浮物净化效果，降低了土壤污水处理的药物成本。

实施例5：

实施例2与PAC与改质剂针对不同土壤污水环境的适应情况，其结果如表3所示：

表3

由表3可见，实施例2能处理污浊浓度达50万PPM的污水，而常用土壤污水处理剂，如PAC絮凝剂只能处理污浊浓度为5万PPM以下的污水；实施例2能处理PH值为4～14范围内的污水，而PAC絮凝剂只能处理PH值为6～9范围内的污水；实施例2能处理液温在5～60℃范围内的污水，而PAC絮凝剂只能处理液温在10～40℃范围内的污水。实施例2处理污水从开始到完成，整个工艺流程的时间不超过3分钟，而国内最常用的PAC絮凝剂的处理时间为90分钟以上，凝集时间为30～120分钟，沉淀时间为120～480分钟。

实施例6：

缓蚀作用：

在对土壤污水进行絮凝作用的同时，金属阳离子与水反应会产生大量的H⁺离子会对设备产生较大的腐蚀作用，水解反应式为：

MeA+H₂O＝MeOH+H⁺+A^-

Me+H₂O＝MeOH+H⁺

而本发明复合粉状土壤改质剂的CaO可以随时中和污水中存在的H⁺，不仅起到助凝作用，而且还能调节PH值，使水的碱化度增高，有效防止了了污水对土壤的侵蚀和腐蚀性。通过试验，实施例3的缓蚀效果如表4所示。

表4

从表4的数据可以看出，实施例3也具有良好的缓蚀效果。

实施例7：

杀菌作用：

实施例1对常见污水的杀菌作用如表5所示：

表5：

结果表明，实施例1无论用于工业污水、生活污水，还是自然水体都具有良好的杀菌消毒效果，不产生有害物质，使用安全方便。

实施例8：

对重金属离子的处理作用：

实施例2对常见重金属离子同样有很强的去除功效，相关试验数据如表6所示。

表6

重金属离子

Cu²⁺

Pb²⁺

Cd²⁺

Cr³⁺

起始浓度	45.0	137	74.8	36.5
					残留浓度	0.81	1.37	0.97	0.84
脱除效率％	98.2	99.0	98.7	97.7

综上所述，本发明能广谱、高效去除目前常用土壤污水处理剂难以处理的重金属离子、放射性物质、致癌物质、蓝藻、SS、COD、BOD等污染和有害物质，具有显著的脱色、脱臭、脱水、脱油、除菌等多种功效，用量少、处理速度快、见效快、运行成本低、对土壤污水的高污浊浓度、宽PH值范围、宽污水温度变化，具有很强的适应性，适用于不同的土壤水质条件和处理要求不同的处理工艺和设备条件调整生产，使其达到最佳的处理效果。

Claims

1.一种高效复合粉状土壤改质剂，其特征在于：包括以下物质及重量份：

2.根据权利要求1所述的一种高效复合粉状土壤改质剂，其特征在于：各种物质的粒径均为40-300目。

3.权利要求1或2所述的一种高效复合粉状土壤改质剂的制备方法，其特征在于：将硫酸钙与碳酸铜混合30-60分钟，再加入麦饭石，混合40-120分钟，再加入苹果酸，混合40-60分钟，再加入碳酸钙，混合40-60分钟，再加入硫酸铝钾，混合40-60分钟，再加入氧化钙混合40-60分钟，再加入聚丙烯酰胺，混合120-150分钟，即可。