【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于赤泥治理，具体涉及一种含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法及土壤治理系统。
技术介绍
1、氧化铝生产过程中大量废弃物残渣会在高强碱性工业提炼氧化铝时产生，并且由于副产物残渣中含氧化铁量教大，所以赤泥外观多呈红色与赤色泥土相似。然而由于不同的原矿和生产方式，有的赤泥含氧化铁较少，钙含量较高，呈棕色甚至灰白色。一般来说，原矿石的硅铝比确定氧化铝的生产工艺，比值低的，用烧结法或用烧结法和拜尔法联合炼铝，所产生的赤泥分别称为烧结法赤泥或联合法赤泥；硅铝比高的采用拜尔法炼铝，所产生的赤泥称拜尔法赤泥。碱性、重金属毒性和放射性是制约赤泥综合利用的重要环境安全性问题，传统的处置方法是露天堆存，但成本高。目前对赤泥的治理仍是以添加修复剂、资源化利用、自然恢复等为主，面临成本过高、潜在风险难以预测和恢复期过长导致环境危害持久等一系列问题。针对赤泥盐碱度高，水容量低，有机质缺乏的严重问题，开展耐盐碱微生物、改良剂筛选及植物和改良剂联合修复赤泥堆场研究，具有重要的现实意义和生态效益。
2、粉煤灰是一种工业废物，大量粉煤灰无法处置利用，造成极大浪费，并有次生二次污染，所以对粉煤灰的资源化利用能够实现很好的综合环保效果。腐植酸是动植物遗骸(主要是植物的遗骸)经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团，有利于降解各种污染物，和平衡土壤酸碱。
3、因此，设计一种含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法及土壤治理系统，
技术实现思路
1、基于此，本专利技术在于克服现有技术的缺陷，提供一种含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，该方法通过将粉煤灰与含食物残渣、酒糟、秸秆粉末的混合料以及腐殖酸进行混合来制备用于高效治理赤泥的土壤改良剂，一方面可以实现对粉煤灰、秸秆、食物残渣的资源化利用，另一方面也能形成改善效果优良的土壤改良剂，达到高效治理赤泥的效果，总体上形成对赤泥治理的综合环保效果。同时改良剂所选用的原料都是易获得的，可以节约资源避免粉煤灰、秸秆造成二次污染，也能够起到有效的土壤治理效果。
2、本专利技术还在于提供一种土壤治理系统，该系统通过使用土壤改良剂与赤泥沙土混合的土壤建立高垄和栽种层一方面可以实现对不同种植物的栽种达到绿化赤泥土壤的效果，另一方面通过赤泥沙土与土壤改良剂的混合，可以达到对赤泥的高效治理，同时改善土壤的盐碱性，增加土壤中的养分并促进植物对土壤中养分的吸收，实现综合高效的土壤环保治理效果。
3、本专利技术提供的第一种技术方案：
4、一种含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，包括使用粉煤灰、混合料、辅料以及阿氏芽孢杆菌菌液制备改性粉煤灰，其中混合料包括食物残渣、酒糟和秸秆粉末；结合不同的菌类制备新型复合菌剂；结合新型复合菌剂、食物残渣、酒糟以及秸秆粉末好氧发酵制备高效腐殖酸；结合高效腐殖酸、改性粉煤灰制备土壤改良剂。
5、进一步地，辅料包括尿素和氯化钙；粉煤灰、混合料、尿素以及氯化钙的质量比范围为：粉煤灰：45％～60％，混合料：35％～45％，尿素：3％～5％，氯化钙：2％～5％。
6、进一步地，结合不同的菌类制备新型复合菌剂，包括：选取固氮菌、绿针假单胞菌、枯草芽孢杆菌以及假单胞菌进行混合，形成新型复合菌剂，其中固氮菌、绿针假单胞菌、枯草芽孢杆菌以及假单胞菌的体积比范围为1～3：1～2：1:～2：1～4。
7、进一步地，结合新型复合菌剂、食物残渣、酒糟以及秸秆粉末好氧发酵制备高效腐殖酸，包括：将新型复合菌剂、食物残渣、酒糟以及秸秆粉末混合后进行覆膜式好氧发酵腐殖酸化，并在发酵后破碎筛选获得改良基质；将改良基质转入发酵槽内建堆，并采用覆膜正压进行好氧高温发酵，形成第一混合料；对第一混合料进行开膜和翻堆处理，并进行非覆膜发酵，形成高效腐殖酸。
8、进一步地，进行改良基质的制备前，秸秆和新型复合菌剂混合形成物料湿度为20％～35％，覆膜通气速率为2m/s～6m/s，好氧发酵时间在13天～22天；发酵后的物料在进行破碎前保证湿度在22％～37％，筛选的筛网孔径为1mm。
9、进一步地，在改良基质进行好氧高温发酵过程中：改良基质的堆积高度为110cm～140cm，且超过发酵槽的高度；覆膜由中间为膨胀聚四氟乙烯膜、两侧为聚酯膜组成的复合膜，且膨胀聚四氟乙烯膜上均布有0.15μm孔径的通气孔；发酵时长在12天～18天，且每天通风7小时～8小时；发酵后形成的第一混合料的含水率在30％～40％。
10、进一步地，第一混合料在进行非覆膜发酵的过程中：发酵时长在10天～15天；发酵后的含水率在25％～35％。
11、进一步地，结合高效腐殖酸、改性粉煤灰制备土壤改良剂，包括：将改性粉煤灰与磷酸二氢铵混合，形成调整改性粉煤灰，其中改性粉煤灰与磷酸二氢铵的质量混合比例范围为：改性粉煤灰：94％～98％，磷酸二氢铵：2％～6％；将调整改性粉煤灰与高效腐殖酸混合，并自然堆放8天～12天，形成土壤改良剂，其中调整改性粉煤灰与高效腐殖酸的体积混合比例范围为3～4：2～3。
12、本专利技术提供的第二种技术方案：
13、一种土壤治理系统，采用第一种技术方案制备的土壤改良剂，包括：高垄、非耐盐碱植物、耐盐碱植物、垄上滴灌带、垄下滴灌带以及栽种层；高垄平行间隔设置在栽种层上，且相邻高垄之间形成垄沟；非耐盐碱植物沿高垄的轴线间隔设置在高垄上；耐盐碱植物沿高垄的轴线间隔设置在垄沟中；垄上滴灌带沿高垄的轴线方向铺设在高垄的垄顶上；垄下滴灌带沿高垄的轴线设置在垄沟中；高垄由土壤改良剂和赤泥沙土混合；栽种层由土壤改良剂与赤泥沙土混合。
14、进一步地，高垄中土壤改良剂与赤泥沙土的体积混合比范围为2:1～3:1；栽种层中土壤改良剂与赤泥沙土的体积混合比范围为1:2～1:4；栽种层的厚度范围为30cm～80cm。
15、本专利技术的有益效果在于：
16、含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法通过将粉煤灰与含食物残渣、酒糟、秸秆粉末的混合料以及腐殖酸进行混合来制备用于高效治理赤泥的土壤改良剂，一方面可以实现对粉煤灰、秸秆、食物残渣的资源化利用，另一方面也能形成改善效果优良的土壤改良剂，达到高效治理赤泥的效果，总体上形成对赤泥治理的综合环保效果。同时改良剂所选用的原料都是易获得的，可以节约资源避免粉煤灰、秸秆造成二次污染，也能够起到有效的土壤治理效果。
17、土壤治理系统通过使用土壤改良剂与赤泥沙土混合的土壤建立高垄和栽种层一方面可以实现对不同种植物的栽种达到绿化赤泥土壤的效果，另一方面通过赤泥沙土与土壤改良剂的混合，可以达到对赤泥的高效治理，同时改善土壤的盐碱性，增加土壤中的养分并促进植物对土壤中养分的吸收，实现综合高效的土壤环保治理效果。
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1.一种含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，所述辅料包括尿素和氯化钙；所述粉煤灰、所述混合料、所述尿素以及所述氯化钙的质量比范围为：粉煤灰：45％～60％，混合料：35％～45％，尿素：3％～5％，氯化钙：2％～5％。
3.如权利要求1所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，结合不同的菌类制备新型复合菌剂，包括：
4.如权利要求3所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，所述结合所述新型复合菌剂、食物残渣、酒糟以及秸秆粉末好氧发酵制备高效腐殖酸，包括：
5.如权利要求4所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，进行所述改良基质的制备前，所述秸秆和所述新型复合菌剂混合形成物料湿度为20％～35％，覆膜通气速率为2m/s～6m/s，好氧发酵时间在13天～22天；发酵后的物料在进行破碎前保证湿度在22％～37％，筛选的筛网孔径为1mm。
6.如权利要求4所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，在所述
7.如权利要求4所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，所述第一混合料在进行非覆膜发酵的过程中：
8.如权利要求4所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，所述结合所述高效腐殖酸、所述改性粉煤灰制备土壤改良剂，包括：
9.一种土壤治理系统，使用权利要求1～8任意一项所述含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法制得的土壤改良剂，其特征在于，包括：高垄、非耐盐碱植物、耐盐碱植物、垄上滴灌带、垄下滴灌带以及栽种层；所述高垄平行间隔设置在所述栽种层上，且相邻所述高垄之间形成垄沟；所述非耐盐碱植物沿所述高垄的轴线间隔设置在所述高垄上；所述耐盐碱植物沿所述高垄的轴线间隔设置在所述垄沟中；所述垄上滴灌带沿所述高垄的轴线方向铺设在所述高垄的垄顶上；所述垄下滴灌带沿所述高垄的轴线设置在所述垄沟中；所述高垄由土壤改良剂和赤泥沙土混合；所述栽种层由土壤改良剂与赤泥沙土混合。
10.如权利要求9所述的土壤治理系统，其特征在于，所述高垄中土壤改良剂与赤泥沙土的体积混合比范围为2:1～3:1；所述栽种层中土壤改良剂与赤泥沙土的体积混合比范围为1:2～1:4；所述栽种层的厚度范围为30cm～80cm。
...【技术特征摘要】
1.一种含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，所述辅料包括尿素和氯化钙；所述粉煤灰、所述混合料、所述尿素以及所述氯化钙的质量比范围为：粉煤灰：45％～60％，混合料：35％～45％，尿素：3％～5％，氯化钙：2％～5％。
3.如权利要求1所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，结合不同的菌类制备新型复合菌剂，包括：
4.如权利要求3所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，所述结合所述新型复合菌剂、食物残渣、酒糟以及秸秆粉末好氧发酵制备高效腐殖酸，包括：
5.如权利要求4所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，进行所述改良基质的制备前，所述秸秆和所述新型复合菌剂混合形成物料湿度为20％～35％，覆膜通气速率为2m/s～6m/s，好氧发酵时间在13天～22天；发酵后的物料在进行破碎前保证湿度在22％～37％，筛选的筛网孔径为1mm。
6.如权利要求4所述的含改性粉煤灰的土壤改良剂制备方法，其特征在于，在所述改良基质进行好氧高温发酵过程中：
【专利技术属性】
技术研发人员：裴亮，多佳，李文锋，杨帆，
申请(专利权)人：中国科学院新疆生态与地理研究所，
类型：发明
国别省市：
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