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一種高效土壤穩定劑的制作方法

文檔序號:11672084閱讀:471來源:國知局

據統計,我國水土流失總面積超過每年土壤流失多達多億噸。水流失引起的土地退化、植被破壞,將導致壤肥力降低、生產力低下和生態環境破壞的日益加重。因此,如何防止水土流失,是相關研究者不得不面對的科研問題。

利用土壤穩定劑防止水土流失是一項較新的技術,已陸續取得了一些較好的成果。如申請號為201410250615.x的中國專利提供了一種土體穩定劑,該穩定劑可以獲得較好的抗壓強度且較為適宜植物生長。申請號為201410020554.8的中國專利提供了一種高效土壤穩定劑,該穩定劑具有優異的保水性和透水性,可以除臭且適宜于植物生長。

然而,現有的土壤穩定劑所采用的原料主要為工業化工產品,成本較高,不適宜在水土流失嚴重的貧困地區推廣。

重要的是,目前的研究主要集中在化工無機物類原料,雖然可以取得較為良好的力學強度,但相關的無機物非常容易對周邊環境造成污染。

農林漁牧產業廢棄物的再利用,對于貧困地區的產業發展具有重大戰略意義。目前,在土壤穩定劑的研制領域,鮮有利用相應農林漁牧廢棄物作為原料的技術報道。

另外,隨著社會經濟的發展,由工業廢水或者不當農林地澆灌帶來的重金屬污染問題日益突出。而水土流失將促進重金屬污染面的擴大,造成更大面積的危害。

因此,如何獲得一種主要以農林漁牧廢棄物為原料的、具有優異水土保持效果的且具有優異的重金屬固定效果的土壤穩定劑,已成為本領域的亟需之一。



技術實現要素:

針對現有技術的缺點,本發明的目的在于提供一種高效土壤穩定劑,該穩定劑,按重量份計,包括5~8份單硬脂酸甘油酯、50~60份活化貝殼粉、30~35份粉煤灰、20~40份發酵秸稈干燥粉、0.5~0.8份月桂酸鋅、2~4份氧化鈦、0.2~0.5份硼酸;

其中,活化貝殼粉的制備方法為:將干燥粉碎后的貝殼粉,放入活化溶液中,加熱反應20~25分鐘,之后,抽濾、烘干并研磨,即得;所述活化溶液由鈦酸酯和硬脂酸鈉按摩爾比1∶0.1~0.3的比例組成;

所述發酵秸稈干燥粉的制備方法為:將秸稈粉碎后,放入ph=8.0~8.5的堿液中浸泡30~60分鐘,之后過濾取出,調整濕度為40%,接種trichodermareeseiatcc26921,培養5~6天之后,用清水清洗,過濾,干燥,即得。

在本發明技術的研發過程中,發明人注意到,相應秸稈需要進行發酵分解處理。進行處理后,所得土壤穩定劑的效果得到了大幅的提升,可能的原因在于利用微生物部分分解秸稈后,半纖維素得到合適成都的分解,所得發酵秸稈干燥粉與其它組分混合后,更利于重金屬的固化和防止水分的流失。同時,貝殼粉的活化也是必要的,其不僅能對貝殼粉本身進行增韌,同時對于重金屬固化也有重大影響。

作為優選方案,所述穩定劑還包括0.2~0.5份焦磷酸鈉。

所述秸稈包括玉米秸稈或高粱秸稈。

作為優選方案,所述穩定劑,按重量份計,包括6份單硬脂酸甘油酯、55份活化貝殼粉、32份粉煤灰、25份發酵秸稈干燥粉、0.6份月桂酸鋅、3份氧化鈦、0.3份硼酸。

作為優選方案,在制備所述活化貝殼粉時,加熱反應中的溫度為80~100℃。作為最好的方案,在制備所述活化貝殼粉時,加熱反應中的溫度為90℃。

作為優選方案,所述活化溶液中,鈦酸酯和硬脂酸鈉的摩爾比為1∶0.2。

作為優選方案,接種trichodermareeseiatcc26921時,接種量為12%。

可選的,所述堿液為氫氧化鈉溶液。

作為優選方案,所述粉煤灰為1級粉煤灰,細度不大于12%。

本發明相對于現有技術的優點:

1、本發明可以大幅提高土壤的力學強度和抗沖刷能力,防止水土流失;

2、本發明對多種重金屬具有高效的固化效果,防止污染土壤對周邊環境的影響;

3、本發明采用農林漁牧產業的廢棄物作為主要原料,實現了相應廢棄物的回收再利用,特別利于相應貧困地區的推廣使用;同時,由于主要采用農林漁牧產業的廢棄物,對周邊環境的污染小。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體描述,有必要在此指出的是以下實施例只是用于對本發明進行進一步的說明,不能理解為對本發明保護范圍的限制,該領域的技術熟練人員根據上述發明內容所做出的一些非本質的改進和調整,仍屬于本發明的保護范圍。

下述實施例中,所用粉煤灰為1級粉煤灰,細度不大于12%;實施例1~3所用秸稈為玉米秸稈,實施例4~6所用秸稈為高粱秸稈。

實施例1

按重量份計,將如下組分混合:

5份單硬脂酸甘油酯、50份活化貝殼粉、30份粉煤灰、20份發酵秸稈干燥粉、0.5份月桂酸鋅、2份氧化鈦、0.2份硼酸;

其中,活化貝殼粉的制備方法為:將干燥粉碎后的貝殼粉,放入活化溶液中,加熱(100℃)反應20分鐘,之后,抽濾、烘干并研磨,即得;所述活化溶液由鈦酸酯和硬脂酸鈉按摩爾比1∶0.3的比例組成;

所述發酵秸稈干燥粉的制備方法為:將秸稈粉碎后,放入ph=8.0的堿液中浸泡60分鐘,之后過濾取出,調整濕度為40%,接種trichodermareeseiatcc26921,培養5~6天之后,用清水清洗,過濾,干燥,即得。

實施例2

按重量份計,將如下組分混合:

8份單硬脂酸甘油酯、60份活化貝殼粉、35份粉煤灰、40份發酵秸稈干燥粉、0.8份月桂酸鋅、4份氧化鈦、0.5份硼酸;

其中,活化貝殼粉的制備方法為:將干燥粉碎后的貝殼粉,放入活化溶液中,加熱(80℃)反應25分鐘,之后,抽濾、烘干并研磨,即得;所述活化溶液由鈦酸酯和硬脂酸鈉按摩爾比1∶0.1的比例組成;

所述發酵秸稈干燥粉的制備方法為:將秸稈粉碎后,放入ph=8.5的堿液中浸泡30分鐘,之后過濾取出,調整濕度為40%,接種trichodermareeseiatcc26921,培養5~6天之后,用清水清洗,過濾,干燥,即得。

實施例3

按重量份計,將如下組分混合:

6份單硬脂酸甘油酯、55份活化貝殼粉、32份粉煤灰、25份發酵秸稈干燥粉、0.6份月桂酸鋅、3份氧化鈦、0.3份硼酸;

其中,活化貝殼粉的制備方法為:將干燥粉碎后的貝殼粉,放入活化溶液中,加熱(90℃)反應20分鐘,之后,抽濾、烘干并研磨,即得;所述活化溶液由鈦酸酯和硬脂酸鈉按摩爾比1∶0.2的比例組成;

所述發酵秸稈干燥粉的制備方法為:將秸稈粉碎后,放入ph=8.2的堿液中浸泡45分鐘,之后過濾取出,調整濕度為40%,接種trichodermareeseiatcc26921,培養5~6天之后,用清水清洗,過濾,干燥,即得。

實施例4

與實施例3相比,還添加0.2份焦磷酸鈉。

實施例5

與實施例3相比,還添加0.4份焦磷酸鈉。

實施例6

與實施例3相比,還添加0.5份焦磷酸鈉。

對比實施例1

除了不添加活化貝殼粉之外,其余與實施例3一致。

對比實施例2

除了不添加發酵秸稈干燥粉之外,其余與實施例3一致。

對比實施例3

除了貝殼粉不進行活化之外,其余與實施例3一致。

對比實施例4

除了秸稈干燥粉不進行發酵之外,其余與實施例3一致。

實驗例1

抗沖刷實驗:

取土壤放置在土樣托盤上,壓實,取實施例1~6和對比實施例1~4所得穩定劑,分別制成質量分數為15%的水溶液,噴灑至土壤表面,噴灑量為2.5l/m2,在室溫下放置1天,之后將土樣托盤傾斜30°,模擬降雨強度2.5l/min,進行沖刷實驗,實驗時間為半小時,計算沖刷率。沖刷率=沖掉的土壤與原土壤總量之比。本次實驗結果如表1所示:

表1

注:上表所述對照組為中國專利201410250615.x中的實施例1所得穩定劑。

實驗例2

抗壓強度實驗:

取實施例1~6和對比實施例1~4所得穩定劑,分別制成質量分數為8%的水溶液,加入到土壤中(0.05%wt)。在室內制備直徑為60mm的試件,壓實度為96%,采用液壓式萬能試驗機測定無側限抗壓強度。實驗結果見表2。

表2

實驗例3

取某造紙廠下游受污染土壤作為試樣,進行重金屬固化實驗,取實施例1~6和對比實施例1~4所得穩定劑加入土壤中(0.05%wt),實驗采取hjt300-2007固體廢物進出毒性浸出方法;實驗結果如表3所示:

表3

注:上表中的“空白對照”為不添加任何穩定劑,“對照”為中國專利201410250615.x中的實施例1所得穩定劑。

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