利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法，包括以下步骤：将秸秆与污染土壤混合，得到堆肥初始原料，与活性生物炭混合进行堆肥化处理，完成对污染土壤的修复。本发明专利技术是一种能实现同时减少多种污染物质有效性的修复方法，具有成本低廉、工艺简单、操作方便、修复效率高、无毒副作用等优点。本发明专利技术方法不仅能减少农业秸秆的堆积，实现农业秸秆固体废物的减量化处理和资源化利用，还能高效去除土壤中的污染物质，实现对污染土壤的高效修复。本发明专利技术采用原位修复的方法能减少因原料或污染土壤的运输所带来的成本和污染，同时还能改善受污染土壤的理化性质，使修复后的土壤可用于后续资源化再利用，具有广泛的应用前景。

Method for realizing pollution restoration of soil by using straw

The invention discloses a method for realizing the remediation of contaminated soil by composting straw, which comprises the following steps: straw mixed with the contaminated soil, obtained initial compost materials, composting and biological activity of carbon mixed, complete remediation of contaminated soils. The invention has the advantages of low cost, simple process, convenient operation, high repair efficiency, no toxic side effect and the like. The method of the invention can not only reduce the accumulation of agricultural straw, realize agricultural straw reduction of the solid waste treatment and resource utilization, efficient removal of contaminants in soil can achieve efficient remediation of contaminated soil. The invention adopts the method of in situ remediation can reduce soil pollution due to raw materials or the cost of transportation and pollution, but also can improve the physicochemical properties of contaminated soil, restoration of the soil can be used for subsequent reuse of resources, has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法
本专利技术属于农业有机废物的资源化利用和土壤堆肥化修复领域，涉及一种利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法。
技术介绍
土壤作为分解者(土壤微生物)的载体，是全球物质能量循环转化的重要环节，是人类生产活动的重要基础。目前，我国土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，呈现出新老污染物质并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染导致的一系列生态安全问题不容忽视：土壤污染会干扰自然生态平衡，使得土壤组成、结构和性质发生改变，导致土壤的自然功能失调等现象。在土壤中的污染物质经生物摄取而进入生物体内，并通过生物浓缩、生物积累和生物放大在食物链中富集，危害动植物生存，威胁人类的健康，甚至是破坏自然生态系统的平衡。由于污染土壤具有隐蔽性、蓄积性和难以恢复的特性，其修复一直是环境领域的重点、热点和难点，国内国外在土壤修复研究方面为都投入了相当大的人力、物力和财力，并取得了一定的进展。受污染土壤的修复一般通过吸附、转移和固化等方式降低污染物的生物有效性；或是通过价降解、价态转化等方式将有毒有害物质转化为无毒无害的物质。目前，污染土壤的修复技术大致有物理分离法、溶液淋漓法、电动力法、萃取法、氧化还原法及生物修复法等。但这些技术都存在着不同程度的劣势，比如运行成本高、操作复杂、修复污染单一、修复效率低。作为农业大国，我国每年都会产生大量的农作物固体有机废物资源，成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。对社会生活和生产产生诸多负面影响，因此农作有机废物的资源化利用和高效处理处置得到了社会各界的广泛关注。随着科学技术的发展，堆肥化处理和生物炭作为两种利用有机废物的有效修复手段，既能实现农业有机废物的资源化利用，又能绿色环保地实现对污染土壤的修复，在全球范围内具有广泛的应用。堆肥化也可以称为好氧堆肥化，即在人为控制条件下，依靠广泛分布在自然界中的细菌、放线菌和真菌等微生物，人为地促进能够进行生物降解的有机物转化到稳定的腐殖质的微生物学过程。生物炭是在缺氧的条件下，把生物质进行高温处理，经过热化学转化得到的多孔性固体，因其结构的高度芳香化具有热稳定性和抗分解特性，炭化后的表面具有巨大的比表面积，发达的孔隙结构和丰富的官能团。堆肥化和生物炭的应用不但能调节土壤pH值，提高养分含量，还可以通过吸附、共沉淀、络合以及微生物分解等方式减少土壤中污染物的有效态浓度。这两类技术虽具有成本低廉、工艺简单、修复范围宽的优点，但分别具有营养物质易流失、效果不稳定等不足，修复效果有待进一步提高。同时，由于受污染土壤中普遍存在多种污染物质，而这些污染物质间存在相互影响会抑制微生物的生长和繁殖，不利于修复效果的提高，因此，探索出一种能实现同时减少多种污染物质有效性的修复方法是十分有必要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、工艺简单、操作方便，能修复多种污染物质共同存在的复合污染土壤，且修复效率高、无毒副作用的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法，包括以下步骤：S1、将秸秆与污染土壤混合，得到堆肥初始原料；S2、将步骤S1中的堆肥初始原料与活性生物炭混合进行堆肥化处理，完成对污染土壤的修复。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述步骤S2中，所述活性生物炭由生物炭经酸洗活化后制得，包括以下步骤：用无机酸溶液浸洗生物炭，震荡，经过滤、清洗、干燥，得到活性生物炭。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述无机酸溶液为盐酸溶液、硝酸溶液或硫酸溶液；所述无机酸溶液的浓度为1mol/L～5mol/L；所述震荡的时间为0.5h～1h。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述生物炭的制备方法包括以下步骤：在缺氧条件下将生物质材料以升温速率为5℃/min～10℃/min升温至400℃～600℃热解1h～2h，得到生物炭，将生物炭粉碎成粒径小于1mm的粉末；所述生物质材料为有机废物；所述有机废物为畜禽粪便或秸秆。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述步骤S1中，所述秸秆与所述污染土壤的质量比为0.5～1∶1；所述秸秆的长度大小为1cm～2cm。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述步骤S1中，所述堆肥初始原料的C/N比为20～30。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述步骤S2中，所述活性生物炭按照所述堆肥初始原料鲜重的5％～20％添加到所述堆肥初始原料中。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述步骤S2中，所述活性生物炭按照所述堆肥初始原料鲜重的10％～15％添加到所述堆肥初始原料中。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述步骤S2中，所述堆肥化处理过程中控制含水率为45％～60％。上述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法中，优选的，所述步骤S2中，所述堆肥化处理的时间为35天～45天。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术提供了一种利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法，将秸秆、活性生物炭与污染土壤混合进行堆肥化处理，直接对污染土壤进行修复。相比现有普通方法，本专利技术方法更容易去除污染土壤中的污染物质，实现对污染土壤的高效修复，特别地，本专利技术方法更容易实现同时减少污染土壤中有机污染物和有效态重金属污染物，通过同时降低污染土壤中污染物质(如重金属和有机物)的生物有效态浓度，进而降低污染物质对生态系统造成的生态风险，是一种能实现同时减少多种污染物质有效性的修复方法，具有成本低廉、工艺简单、操作方便、修复效率高、无毒副作用等优点。本专利技术方法不仅能减少农业秸秆的堆积，实现农业秸秆固体废物的减量化处理和资源化利用，还能高效去除土壤中的污染物质，实现对污染土壤的高效修复。本专利技术采用原位修复的方法能减少因原料或污染土壤的运输所带来的成本和污染，同时本专利技术方法还能改善受污染土壤的理化性质，使修复后的土壤可用于后续资源化再利用，具有广泛的应用前景。2、本专利技术的方法中，采用活性生物炭进行堆肥化处理，其中活性生物炭具有优异的表面结构，有很强的吸附能力，不仅能够直接吸附污染物质，还能协同有机质吸附固定污染物质，减少污染物质的流动，在堆肥化过程中有机质能通过络合、分配等效应将污染物质固留在其周围，而活性生物炭能通过其表面极性吸附有机质，间接将附着在有机质上的污染物质固定，从而提高了对污染物质的吸附量。本专利技术中，活性生物炭还能够为微生物提供栖息地，其多孔结构能更好地传输氧气，且其吸附的有机质和有机污染物质能够为微生物提供生长所需营养物质，从而促进微生物生长和繁殖，提高其数量和活性。在堆肥化过程中大量微生物的生长繁殖以土壤中有机污染物质作为碳源，通过自身的同化和异化过程降解有机污染物，实现对土壤中污染物质的高效去除。本专利技术中，将活性生物炭添加到堆肥初始原料中，提高了堆肥化过程中的堆肥温度，这有利于微生物的生长和繁殖，使堆肥有机物质更易于氧化分解，有利于促进有机污本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将秸秆与污染土壤混合，得到堆肥初始原料；S2、将步骤S1中的堆肥初始原料与活性生物炭混合进行堆肥化处理，完成对污染土壤的修复。

【技术特征摘要】
1.一种利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将秸秆与污染土壤混合，得到堆肥初始原料；S2、将步骤S1中的堆肥初始原料与活性生物炭混合进行堆肥化处理，完成对污染土壤的修复。2.根据权利要求1所述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述活性生物炭由生物炭经酸洗活化后制得，包括以下步骤：用无机酸溶液浸洗生物炭，震荡，经过滤、清洗、干燥，得到活性生物炭。3.根据权利要求2所述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法，其特征在于，所述无机酸溶液为盐酸溶液、硝酸溶液或硫酸溶液；所述无机酸溶液的浓度为1mol/L～5mol/L；所述震荡的时间为0.5h～1h。4.根据权利要求3所述的利用秸秆实现堆肥化修复污染土壤的方法，其特征在于，所述生物炭的制备方法包括以下步骤：在缺氧条件下将生物质材料以升温速率为5℃/min～10℃/min升温至400℃～600℃热解1h～2h，得到生物炭，将生物炭粉碎成粒径小于1mm的粉末；所述生物质材料为有机废物；所述有机废物为畜禽粪便或秸秆。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾光明，叶淑静，武海鹏，张长，梁婕，宋彪，吴少华，胡凯，李晓沛，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43