一种土壤多效生态调理剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤多效生态调理剂及其制备方法，包括以下步骤：收集餐厨有机物进行预处理；将预处理后的餐厨有机物预冻后进行真空冷冻干燥处理，粉碎，与生物质材料进行混合，得到物料A；将物料A与微生物菌剂混合，搅拌均匀，得到物料B；将海藻酸盐溶解于去离子水中，得到溶液C；将物料B添加到溶液C中，搅拌至形成均匀悬浮液，加入氯化钙溶液，静置，得到凝胶状物质；对凝胶状物质进行清洗，预冻后进行真空冷冻干燥处理，粉碎，得到土壤多效生态调理剂。本发明专利技术的制备方法具有显著的耗时短，不产生恶臭气体，方法操作简单等优点。制得的土壤生态调理剂兼具土壤肥力改良和污染修复功能，符合低碳环保和资源循环利用要求。符合低碳环保和资源循环利用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤多效生态调理剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于固体废物的无害化处理与资源化利用
，涉及一种土壤多效生态调理剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]饮食是人类赖以生存和发展的首要物质基础，饮食过程中产生大量的食物加工下脚料和食用残余等有机废弃物。餐厨废弃物产量一年达到1.2775
×
108t，并呈现逐年上升趋势，而年处理能力仅7.8475
×
106t，相对于每年的产生量，处理缺口巨大。由于餐厨废弃物有机质含量高，存在易腐、易臭和滋生蚊蝇等问题，其及时有效的处理关系到百姓食品安全、环境卫生和城市的节能减耗，急需探索高效的资源化、减量化和无害化处理方法，尤其是高值化利用方式。
[0003]土壤是农业生产的基础，是人类赖以生存的基石，也是人类食物与生态环境安全的保障。土壤作为生态系统的重要组成部分，对环境因子的变化高度敏感，受人为活动影响大。一方面，由于土壤颗粒具有较强的吸附特性，以至于土壤成为环境中污染物的主要归宿，是有机、无机污染物最重要的汇集地。当土壤中的污染物超过土壤的自净能力后，土壤质量退化，引发土壤污染。造成土壤污染的原因有很多种，如含重金属物质的废气、工业废水与生活污水的排放，未妥善处理的固体废弃物，以及过量使用的化肥农药等等，污染类型多样，包括石油、农药、抗生素以及其他有机合成物所产生的有机污染，砷、铅、汞和铬等重金属所引发的无机污染等等。另一方面，受土壤重开发，轻养护的影响，加之污染物毒害作用的影响，土壤普遍较为贫瘠，土壤的生产力和有效利用性受到显著影响，甚至丧失基本的土壤功能。因此，土壤污染和土壤贫瘠是影响土壤生态系统功能的两大主要问题。
[0004]土壤修复剂通常是土壤生态系统功能恢复中不可缺少的，可通过物理、化学与生物作用对有机、无机等污染物进行吸附、钝化等，以及改善土壤理化性质和微生态环境。对于土壤功能恢复，目前餐厨有机废弃物的资源化利用主要集中在两个方面，一是发酵为肥料，如中国专利CN104987143A公开了一种餐厨垃圾生产有机肥料的方法，中国专利CN107827502A公开了一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法，二是通过碳化制备生物质炭，如中国专利CN108329133A公布了一种餐厨垃圾处理的生物炭土壤调理剂及其制备方法，中国专利CN114405467A公布了一种利用餐厨垃圾和园林废弃物制备的生物炭及其制备方法。
[0005]目前，通过餐厨有机物制备的土壤调理剂，功能较为单一，要么是单纯的肥料，要么是单纯的生物炭，缺乏集土壤污染修复与生产力改良于一体的生态修复调理剂，而且，制备方法主要集中在厌氧、好氧发酵或堆肥，以及热解炭化，存在耗时长，占地面积大，且容易产生恶臭气体等缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种土壤多效生态调理剂及其制
备方法，材料来源广，产量大，操作简单，显著缩短耗时，且不产生恶臭气体。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]一种土壤多效生态调理剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]收集餐厨有机物进行预处理；
[0010]将预处理后的餐厨有机物预冻后进行真空冷冻干燥处理，粉碎，与生物质材料进行混合，得到物料A；
[0011]将物料A与微生物菌剂混合，搅拌均匀，得到物料B；
[0012]将海藻酸盐溶解于去离子水中，得到溶液C；
[0013]将物料B添加到溶液C中，搅拌至形成均匀悬浮液，加入氯化钙溶液，静置，得到凝胶状物质；
[0014]对凝胶状物质进行清洗，预冻后进行真空冷冻干燥处理，粉碎，得到土壤多效生态调理剂。
[0015]进一步的，所述预处理包括除杂和清洗；
[0016]所述除杂为分拣去除不可降解的杂质成分，所述不可降解的杂质成分包括金属、玻璃、塑料和陶瓷；
[0017]所述清洗过程为：将除杂后的餐厨有机物与50～70℃的热水以质量体积比为1:(3～7)混合清洗1～3次，然后沥干水分，除去餐厨有机物表面的油脂。
[0018]进一步的，所述预处理后的餐厨有机物预冻温度为
‑
18～
‑
4℃，预冻时间为7～10h，真空冷冻干燥处理冷阱温度为
‑
80～
‑
55℃，干燥真空度为1
×
10
‑3～1
×
10
‑1Pa，干燥时间为10～20h；
[0019]所述真空冷冻干燥处理后的餐厨有机物粉碎得到的颗粒粒径小于5～10mm。
[0020]进一步的，所述生物质材料为锯末、秸秆粉末、玉米芯粉末和稻壳粉末中的一种或多种组合，粉碎后的餐厨有机物与生物质材料的混合质量比为1:(1～7)。
[0021]进一步的，所述微生物菌剂为丛枝菌根真菌、放线菌、芽孢杆菌、固氮菌和乳酸菌中的一种或几种组合，所述微生物菌剂的混合比例为物料A的1％～5％。
[0022]进一步的，所述搅拌过程为置于恒温摇床上搅拌10～20min，转速为120～200rpm，温度为22～30℃。
[0023]进一步的，所述海藻酸盐为海藻酸钠和海藻酸钙中的一种或两种，所述溶液C的质量体积比为1％～2％。
[0024]进一步的，所述物料B添加到溶液C中的质量体积比为3％～8％，所述氯化钙溶液的质量分数为1％，所述氯化钙溶液的加入量与悬浮液的体积比为1:1。
[0025]进一步的，所述凝胶状物质预冻温度为
‑
18～
‑
4℃，预冻时间为1～2h，真空冷冻干燥处理冷阱温度为
‑
80～
‑
55℃，干燥真空度为1
×
10
‑3～1
×
10
‑1Pa，干燥时间为3～6h。
[0026]采用所述制备方法制得的一种土壤多效生态调理剂，所述土壤多效生态调理剂的颗粒粒径为1～6mm。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]本专利技术提供一种土壤多效生态调理剂，选用餐厨有机废弃物作为原料，采用冷冻干燥和微生物包载的方法进行制备。餐厨有机物本质上是食物，有机质含量丰富，从化学组分上看，主要由糖类、油脂、蛋白质、无机盐和纤维素等成分组成，其中碳水化合物约占30％
～60％，蛋白质占6％～10％，油脂占7％～30％，含有大量氮、磷和钾等元素以及丰富的微量元素，适于作为土壤的有机营养源，改善贫瘠土壤的理化性质。而且餐厨有机物含有的纤维素等物质具有丰富的孔结构、较大的比表面积和表面丰富的官能团(OH、COOH、C＝O等)，经冷冻干燥后，能够形成丰富的孔隙结构，通气性良好，对重金属和有机物等典型土壤污染物具有良好的吸持特性和固定作用，还可作为土壤微生物的生长媒介改变微生物群落结构，提高土壤的养分含量和含水率。并且，含碳物质表面还具有大量的电子空穴，可作为电子传递媒介，具有活化作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤多效生态调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：收集餐厨有机物进行预处理；将预处理后的餐厨有机物预冻后进行真空冷冻干燥处理，粉碎，与生物质材料进行混合，得到物料A；将物料A与微生物菌剂混合，搅拌均匀，得到物料B；将海藻酸盐溶解于去离子水中，得到溶液C；将物料B添加到溶液C中，搅拌至形成均匀悬浮液，加入氯化钙溶液，静置，得到凝胶状物质；对凝胶状物质进行清洗，预冻后进行真空冷冻干燥处理，粉碎，得到土壤多效生态调理剂。2.根据权利要求1所述的一种土壤多效生态调理剂的制备方法，其特征在于，所述预处理包括除杂和清洗；所述除杂为分拣去除不可降解的杂质成分，所述不可降解的杂质成分包括金属、玻璃、塑料和陶瓷；所述清洗过程为：将除杂后的餐厨有机物与50～70℃的热水以质量体积比为1:(3～7)混合清洗1～3次，然后沥干水分，除去餐厨有机物表面的油脂。3.根据权利要求1所述的一种土壤多效生态调理剂的制备方法，其特征在于，所述预处理后的餐厨有机物预冻温度为
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18～
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4℃，预冻时间为7～10h，真空冷冻干燥处理冷阱温度为
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80～
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55℃，干燥真空度为1
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‑1Pa，干燥时间为10～20h；所述真空冷冻干燥处理后的餐厨有机物粉碎得到的颗粒粒径小于5～10mm。4.根据权利要求1所述的一种土壤多效生态调理剂的制备方法，其特征在于，所述生物质材料为锯末、秸秆粉末、玉米芯粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡思海，孙然，孙晓锋，吴耀国，
申请(专利权)人：西北工业大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：