一種恢復熱脫附后土壤耕作性的方法技術

本發明專利技術公開了一種恢復熱脫附后土壤耕作性的方法，該方法的步驟是：1)利用熱脫附系統產生的低溫余熱預熱流態畜禽糞便；2)將熱預后的流態畜禽糞便加入到經熱脫附處理后的土壤中，混合均勻，得混合土壤體系A，將混合土壤體系A保溫滅菌30?60min，得無菌混合土壤；3)利用無菌混合土壤余熱預熱下一批待處理的流態畜禽糞便；4)向自然冷卻后的無菌混合土壤中加入水、秸稈粉末、復合微生物菌劑，攪拌均勻，得混合土壤體系B，將混合土壤體系B堆置，常溫下發酵7?15天。該方法簡單，成本低，能快速提高熱脫附后土壤中的有機質含量、氮磷含量和含水率，恢復熱脫附后土壤的肥力和含水量，從而恢復熱脫附后土壤的耕作性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環境保護與土壤修復
，具體涉及一種恢復熱脫附后土壤耕作性的方法，該方法可以提高和恢復通過高溫熱脫附法修復的有機污染土壤或汞污染土壤的耕作性能，同時實現對畜禽糞便的資源化處置。
技術介紹
熱脫附技術作為一種非燃燒技術，污染物處理范圍寬、設備可移動、修復后土壤可再利用，特別是對含氯有機物，非氧化燃燒的處理方式可以避免二惡英的生成，廣泛用于有機污染物污染土壤以及汞污染土壤的修復。中國專利申請“汞污染土壤熱脫附及汞回收方法及一體化設備”(申請號：201510294274.0)公開了一種汞污染土壤熱脫附修復的方法。該方法的具體如下：將汞污染土壤破碎后加入氯鹽和水，攪拌制成泥漿，用酸性水溶液調節泥漿pH到6.5-7.5，泥漿自然風干后進行破碎，將待處理土壤在150-300℃條件下進行熱脫附，自然冷卻下回收汞。然而，該方法對土壤進行150-300℃的加熱后，必然會造成土壤有機質的大量流失，熱脫附后的土壤耕作能力顯著下降。中國專利申請“兩段式回轉窯間接熱脫附裝置”(申請號：CN201510053096.2)公開了一種修復有機污染土壤或汞污染土壤的熱脫附裝置。該裝置由進料斗、進料鎖氣器、上層回轉窯干燥室、鼓風機、下層回轉窯熱解析室和出料斗等部分組成。該裝置通過200-650℃的高溫對土壤進行熱解吸處理，對土壤余熱利用后排放。然而，該方法采用的高達650℃的土壤熱解吸條件幾乎會將土壤有機質完全熱解或揮發流失掉，造成熱解吸后土壤的貧瘠，不再適宜進行種植。熱脫附法處理后的土壤即使在使用常用的余熱回收后仍然含有較多的熱量，任其在空氣中自然冷卻不符合我國節能減排的政策。而對土壤中的預熱進行深度的余熱回收需要增加裝置，加大了熱脫附處理的成本。此外，熱脫附后的土壤為固態，采用常見的熱交換方法難以達到較好的熱交換效率。目前，一方面，由于禽畜養殖業的飛速發展，禽畜糞便產生量正逐年提高，如果不加以處理和利用，將會對環境造成極大的污染。其實禽畜糞便是一類比較優質的有機肥，特別雞糞，由于雞攝入的飼料并沒有完全消化吸收，約有40％-70％的營養物被排出體外，因此雞糞在所有禽畜糞便當中養分是最高的。雞糞含純氮、磷(P2O5)、鉀(K2O)約為1.63％、1.54％、0.85％。但是雞糞中的寄生蟲及其卵，以及傳染性的一些病菌通阻礙了雞糞的應用。而另一方面，我國的養雞場每天都會產出大量的雞糞，這些雞糞多是含水率達70％甚至80％的濕雞糞，需要經過烘干或高溫發酵后才便于作為有機肥使用。然而發酵需要占用大量的場地，烘干需要消耗大量的能源，因而目前這些濕雞糞的處置也是我國養雞業的一個難題。另一方面，秸稈露天焚燒在我國屢禁不止，然而秸稈還田卻是一種十分生態環保的提高土壤肥力的方法，秸稈能增加土壤的碳源含量以及其它營養物質含量。
技術實現思路
為解決上述現有技術存在的問題，本專利技術提供了一種恢復熱脫附后土壤耕作性的方法，該方法簡單，成本低，能快速提高熱脫附后土壤中的有機質含量、氮磷含量和含水率，恢復熱脫附后土壤的肥力和含水量，從而恢復熱脫附后土壤的耕作性。實現本專利技術上述目的所采用的技術方案為：一種恢復熱脫附后土壤耕作性的方法，包括如下步驟：1)利用熱脫附系統產生的低溫余熱預熱流態畜禽糞便，使流態畜禽糞便的溫度上升至50-80℃；2)經熱脫附處理后的土壤仍具有200℃-650℃的溫度，將熱預后的流態畜禽糞便加入到經熱脫附處理后的土壤中，熱預后的流態畜禽糞便加入的質量為經熱脫附處理后的土壤質量的5％-25％，混合均勻，得混合土壤體系A，混合土壤體系A仍具有150℃-250℃的溫度，將混合土壤體系A保溫滅菌30-60分鐘，得無菌混合土壤，此時無菌混合土壤仍具有80℃-120℃的溫度；3)利用無菌混合土壤余熱預熱下一批待處理的流態畜禽糞便，使下一批待處理的流態畜禽糞便的溫度上升至50℃-80℃，同時使無菌混合土壤的溫度下降至50℃-80℃，再讓無菌混合土壤自然冷卻至40℃以下；4)向自然冷卻后的無菌混合土壤中加入水、秸稈粉末和復合微生物菌劑，秸稈粉末加入的質量為無菌混合土壤質量的1％-5％，復合微生物菌劑加入的質量為無菌混合土壤質量的0.1％-1％，攪拌均勻，得混合土壤體系B，混合土壤體系B的含水率為30％-45％，將混合土壤體系B堆置，自然發酵7-15天。所述的流態畜禽糞便為雞糞、豬糞和牛糞中的任意一種，或者任意幾種的組合，流態畜禽糞便的含水率為70％-200％。所述的秸稈粉末的長度為2cm以下。步驟4)中，向自然冷卻后的無菌混合土壤中加入的水為回收利用的水，由以下方法回收利用得到：將步驟1)中熱預熱流態畜禽糞便過程中產生的蒸汽，以及步驟2)中熱預后的流態畜禽糞便與經熱脫附處理后的土壤混合、保溫殺菌過程中產生的蒸汽先收集，然后冷凝回收蒸汽中的水蒸汽，再將冷凝回收產生的尾氣用活性炭吸附處理后排放。所述的復合微生物菌劑由褐球固氮菌、巨大芽孢桿菌、植物乳桿菌、放線菌、酵母菌和紅螺菌構成，褐球固氮菌(AzotobacferchroococcumBeijerick，ACCC 10002)、巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium，ACCC 10010或ACCC 10011)、植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum，CGMCC1.555或ACCC10533或ACCC10644)、放線菌(Dactylosporangiumsp，ACCC40661)、酵母菌(Saccharomyces cerevisiae，ATCC204508)、紅螺菌(Rhodospirillumsp，CGMCC 6869)的質量分數分別為5％-20％、10％-20％、5％-15％、10％-25％、10％-20％、5％-20％。與現有技術相比，本專利技術的優點和有益效果在于：1)本專利技術通過對熱脫附后土壤的余熱、畜禽糞便和秸稈進行綜合利用，解決了當前熱脫附處理后土壤肥力缺乏，無法耕作的問題，在不添加任何化肥的情況下將貧瘠的熱脫附處理土壤轉化為適宜耕作土壤，同時畜禽糞便和秸稈這兩種物質也實現了資源化利用。2)本專利技術采用流態畜禽糞便與固態的熱脫附處理后的土壤進行熱交換，大幅度提高了對熱脫附處理后的土壤的余熱的利用率，從而提高土壤修復工程的經濟效益。3)本專利技術方法不僅巧妙簡單，成本低，而且實現了資源化利用和對環境的保護，適合大范圍地推廣應用。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。實施例11)利用熱脫附系統產生的低溫余熱預熱含水率為82％的流態雞糞，使流態雞糞的溫度上升至63℃；2)經熱脫附處理后的土壤的溫度為262℃，將63℃的流態畜禽糞便加入到經熱脫附處理后的土壤中，63℃的流態畜禽糞便便加入的質量為經熱脫附處理后的土壤質量的13％，混合均勻，得溫度為186℃的混合土壤體系A，將混合土壤體系A保溫滅菌30分鐘，得溫度為116℃的無菌混合土壤，保溫殺菌不僅能殺滅流態雞糞便中的病原微生物，還能對混合土壤體系A進行干化；同時先收集該步驟中熱預熱流態畜禽糞便過程中產生的蒸汽，以及熱預后的流態畜禽糞便與經熱脫附處理后的土壤混合、保溫殺菌過程中產生的蒸汽，然后冷凝回收蒸汽中的水蒸汽，再將冷凝回收產生的尾氣用活性炭吸附處理后排放。3)利用無菌混合土壤的余熱預熱下一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種恢復熱脫附后土壤耕作性的方法，其特征在于包括如下步驟：1)利用熱脫附系統產生的低溫余熱預熱流態畜禽糞便，使流態畜禽糞便的溫度上升至50?80℃；2)經熱脫附處理后的土壤仍具有200℃?650℃的溫度，將熱預后的流態畜禽糞便加入到經熱脫附處理后的土壤中，熱預后的流態畜禽糞便加入的質量為經熱脫附處理后的土壤質量的5％?25％，混合均勻，得混合土壤體系A，混合土壤體系A仍具有150℃?250℃的溫度，將混合土壤體系A保溫滅菌30?60分鐘，得無菌混合土壤，此時無菌混合土壤仍具有80℃?120℃的溫度；3)利用無菌混合土壤余熱預熱下一批待處理的流態畜禽糞便，使下一批待處理的流態畜禽糞便的溫度上升至50℃?80℃，同時使無菌混合土壤的溫度下降至50℃?80℃，再讓無菌混合土壤自然冷卻至40℃以下；4)向自然冷卻后的無菌混合土壤中加入水、秸稈粉末和復合微生物菌劑，秸稈粉末加入的質量為無菌混合土壤質量的1％?5％，復合微生物菌劑加入的質量為無菌混合土壤質量的0.1％?1％，攪拌均勻，得混合土壤體系B，混合土壤體系B的含水率為30％?45％，將混合土壤體系B堆置，自然發酵7?15天。

【技術特征摘要】
1.一種恢復熱脫附后土壤耕作性的方法，其特征在于包括如下步驟：1)利用熱脫附系統產生的低溫余熱預熱流態畜禽糞便，使流態畜禽糞便的溫度上升至50-80℃；2)經熱脫附處理后的土壤仍具有200℃-650℃的溫度，將熱預后的流態畜禽糞便加入到經熱脫附處理后的土壤中，熱預后的流態畜禽糞便加入的質量為經熱脫附處理后的土壤質量的5％-25％，混合均勻，得混合土壤體系A，混合土壤體系A仍具有150℃-250℃的溫度，將混合土壤體系A保溫滅菌30-60分鐘，得無菌混合土壤，此時無菌混合土壤仍具有80℃-120℃的溫度；3)利用無菌混合土壤余熱預熱下一批待處理的流態畜禽糞便，使下一批待處理的流態畜禽糞便的溫度上升至50℃-80℃，同時使無菌混合土壤的溫度下降至50℃-80℃，再讓無菌混合土壤自然冷卻至40℃以下；4)向自然冷卻后的無菌混合土壤中加入水、秸稈粉末和復合微生物菌劑，秸稈粉末加入的質量為無菌混合土壤質量的1％-5％，復合微生物菌劑加入的質量為無菌混合土壤質量的0.1％-1％，攪拌均勻，得混合土壤體系B，混合土壤體系B的含水率為30％-45％，將混合土壤體系B堆置，自然發...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李世汩，洪軍，陳偉，程柳，匡丕樁，汪萌，
申請(專利權)人：葛洲壩中固科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42