[发明专利]利用木材加工余料及其生物炭促使砂石骨料脱水污泥土壤化的方法

说明书

本发明提供了利用木材加工余料及其生物炭促使砂石骨料脱水污泥土壤化的方法，其利用木材加工余料先制取生物炭、腐熟质、木醋肥，而后利用生物炭辅以沸石、阳离子聚丙烯酰胺将砂石骨料脱水污泥处理成粉状污泥，再将粉状污泥、腐熟质混配后施加木醋肥制取优良种植土。采用该方法做制取的优良种植土结构合理、肥效高、保水耐旱性强，重金属含量符合国家及行业标准，适宜于绝大多数的植物生长发育，解决了废弃物占用土地、污染环境等社会问题，缓解了农林土地资源紧张的窘境，具有广阔的应用应用前景。

技术领域

本发明属于土壤学技术领域，具体涉及利用木材加工余料及其生物炭促使砂石骨料脱水污泥土壤化的方法。

背景技术

木材加工余料包括锯末、刨花、边角料等，主要成分为碳、氧、氢、氮和无机盐，其碳氮比约225：1。作为有机废料，木材加工余料来源广泛、价格低廉、疏松多孔，保水性和生理酸性较强，对土壤改良具有良好促进作用。然而，由于木材加工余料碳氮比极高，碳素不能得到有效降解，且自身含有大量杂菌及致病微生物，因此不宜直接施入土壤。

砂石骨料脱水污泥是砂石骨料生产系统产生的固体沉积物，宏观上表现为岩粉、纤维等固体粉末及其凝结的絮状体、胶体等形貌，成分上包括硅、铝、铁、钙等无机或重金属元素、微生物等及固化的少量有机质、氮、磷、钾等营养元素，含水率多超过85％。由于砂石骨料脱水污泥粉末细小，遇水成浆、干则成粉，且存在有机质短缺、生物生产量低及重金属富集等弊端，因而不适宜于绝大多数植物的正常生长发育。

如何恰当把控木材加工余料和砂石骨料脱水污泥理化性质，科学利用木材加工余料营养价值促使砂石骨料脱水污泥土壤化，是降低两者潜在环境风险的有效途径，同时亦可缓解农林土地资源紧张的窘境，其科学理论价值巨大、推广应用前景广阔。

发明内容

本发明的目的是提供利用木材加工余料及其生物炭促使砂石骨料脱水污泥土壤化的方法，此方法通过采用木材加工余料及其生物炭改善砂石骨料脱水污泥肥力低下及重金属富集等弊端，二者科学施配，再适当添加其他辅助材料进而土壤化，以为植物生长发育提供优良种植土。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：利用木材加工余料及其生物炭促使砂石骨料脱水污泥土壤化的方法，包括以下步骤：

步骤一，木材加工余料预处理：

1)剔除余料中的非木质素杂质，并将其干燥至含水率≤10％；

2)将部分余料粉碎至粒径1-2cm，得到生物炭原料；部分粉碎至粒径≤2mm，并用浓度为1.3～1.6％的尿素溶液调节碳氮比至25～30：1，得到腐熟质原料；

步骤二，生物炭制备：

1)将生物炭原料送至炭化炉内进行控温限氧热解，得到固体物生物炭，产生的气体经冷凝、静置后，取上层木醋液备用，下层焦油用于制作化工产品；

2)将固体物生物炭先后在HCL溶液和NaOH溶液中浸泡、振荡1-2h，而后冲洗、烘干、粉碎、筛分，得到改性生物炭颗粒；

步骤三，固化剂制备：

取改性生物炭颗粒，并加入固化辅料沸石颗粒与阳离子聚丙烯酰胺，三者按干质量比9～11：0.9～1.1：1.8～2.2混合均匀，得到固化剂；

步骤四，砂石骨料脱水污泥预处理：

1)加入完全干化污泥质量1～1.5％的固化剂，并充分混合，通过固化剂的固化稳定作用降低污泥中重金属对植物生长的危害性，得到泥状污泥；

2)对泥状污泥脱水，含水率降低至8％～10％时粉碎，得到粉状污泥；

步骤五，腐熟质制备：