一种用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒、制备方法与应用

本发明属于酸性土壤改良，具体涉及一种用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒、制备方法与应用。

背景技术：

1、维护土壤健康与可持续管理正成为全球关注的焦点和热点。土壤酸化是土壤退化的重要表现之一，会导致土壤养分减少、重金属活性增强，从而影响植物生长发育。近二三十年来，我国土壤ph平均下降了0.5个单位。而在自然条件下，土壤下降1个单位需要229万年。土壤酸化的根本原因在于降水量大且集中，淋溶作用强烈，导致钙、镁、钾等碱性盐基大量流失，造成土壤养分失衡。此外，过度种植和化肥的大量施用也加剧了土壤酸化和有机质流失的进程。

2、土壤酸化具有两大直观危害：首先，它会降低土壤养分的有效性。在土壤酸化过程中，钙、镁、钾、钠等碱性营养盐基会大量流失，而氢离子和铝离子则会积累，导致土壤贫瘠，抑制植物生长。酸性土壤中产生的铝毒则认为是仅次于干旱的第二大非生物逆境。其次，土壤酸化会增强有毒重金属的活性。在低ph值条件，土壤中的cd、hg、pb等有毒重金属离子的溶解度提高，迁移性也增强，对土壤生态环境和人类健康造成严重的威胁。

3、常规的酸性土壤改良措施通常包括施加石灰与生物炭的方法。尽管石灰在调整酸碱度和补充钙元素方面具有明显效果，但简单粗暴的施加石灰并不能从根本上解决土壤酸化的问题，甚至可能加速土壤中有机质的流失，并导致土壤出现板结和反酸等问题。而生物炭改良土壤则需要大量使用生物炭，成本高昂，原料生产能耗也较高，难以实际推广。

4、市政剩余污泥富含丰富的有机质、氮、磷、钾等营养元素，是一种优秀的土壤改良剂原材料。随着剩余污泥产量不断增加，其处理处置成本也在逐年增加。目前，大量市政剩余污泥的资源化利用和处理处置问题一直没有得到妥善解决。目前以填埋和焚烧为主要处理方式，不仅占用宝贵土地，而且能耗高，还会带来各种环境问题。因此，亟需研发一种利用市政剩余污泥制备酸性土壤改良剂的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒、制备方法与应用。

2、本发明所采用的具体技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，具体如下：

4、向压滤后市政剩余污泥中加入氧化钙进行水解和消毒，得到碱性高钙污泥；向所述碱性高钙污泥中加入牲畜粪料和菌菇渣，进行好氧发酵后得到发酵污泥；向所述发酵污泥中加入胶结液，混合后进行造粒，随后在室温下稳定干化，得到用于园林酸土土壤改良的高钙污泥颗粒。

5、作为优选，市政剩余污泥为生活污水处理厂的剩余污泥，压滤后市政剩余污泥的含水率为95％～97％。

6、作为优选，氧化钙的加入量为市政剩余污泥干重的10％～15％；市政剩余污泥和氧化钙水解和消毒反应过程中控制反应温度在60～80℃，反应时间为6～8小时。

7、作为优选，碱性高钙污泥的ph控制为9～10。

8、作为优选，牲畜粪料为羊粪，羊粪加入量为碱性高钙污泥干重的5％～10％；所述菌菇渣为食用菌生产过程中剩余的菌丝废料、菌渣以及栽培基质，菌菇渣加入量为碱性高钙污泥干重的20％～30％。

9、作为优选，好氧发酵过程的含水率控制在65％～70％，碳氮比控制为30；好氧发酵过程中发酵高温期温度控制为45～60℃；好氧发酵周期为2周，且每2天进行翻堆处理。

10、作为优选，发酵污泥和胶结液的质量比为20：1。

11、作为优选，胶结液包括尿素10g/l、聚丙烯酰胺20g/l和磷酸二氢钾10g/l。

12、第二方面，本发明提供一种利用第一方面所述制备方法制备得到的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒。

13、第三方面，本发明提供一种利用第二方面所述高钙污泥颗粒改良园林酸土的方法，其特征在于，将所述高钙污泥颗粒与待改良的酸土混合并控制初始含水量在70％～80％，进行酸土改良；所述高钙污泥颗粒的加入量为酸土干重的1～2％。

14、本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

15、(1)本发明制备的高钙污泥颗粒中含有大量的碳酸钙，能够中和土壤氢离子、释放钙离子，从而改善土壤ph值，并强化土壤团粒的形成；该高钙污泥颗粒还富含n、p、k等营养元素及有机质，可以缓慢释放营养物质，提高土壤微生物丰度和活性，从而促进植物生长。

16、(2)本发明制备的高钙污泥颗粒的粒径为4～6mm，掺入土壤中可增加土壤孔隙，利于土壤空气的流通。

17、(3)本发明提供的高钙污泥颗粒制备方法，主要原料为市政剩余污泥，能够大幅降低市政剩余污泥处理处置成本；制备得到的高钙污泥颗粒应用于园林酸土改良，操作简便、经济高效、安全环保且易推广应用。

技术特征：

1.一种用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，其特征在于，具体如下：向压滤后市政剩余污泥中加入氧化钙进行水解和消毒，得到碱性高钙污泥；向所述碱性高钙污泥中加入牲畜粪料和菌菇渣，进行好氧发酵后得到发酵污泥；向所述发酵污泥中加入胶结液，混合后进行造粒，随后在室温下稳定干化，得到用于园林酸土土壤改良的高钙污泥颗粒。

2.根据权利要求1所述的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，其特征在于，所述市政剩余污泥为生活污水处理厂的剩余污泥，压滤后市政剩余污泥的含水率为95％～97％。

3.根据权利要求1所述的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，其特征在于，所述氧化钙的加入量为市政剩余污泥干重的10％～15％；市政剩余污泥和氧化钙水解和消毒反应过程中控制反应温度在60～80℃，反应时间为6～8小时。

4.根据权利要求1所述的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，其特征在于，所述碱性高钙污泥的ph控制为9～10。

5.根据权利要求1所述的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，其特征在于，所述牲畜粪料为羊粪，羊粪加入量为碱性高钙污泥干重的5％～10％；所述菌菇渣为食用菌生产过程中剩余的菌丝废料、菌渣以及栽培基质，菌菇渣加入量为碱性高钙污泥干重的20％～30％。

6.根据权利要求1所述的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，其特征在于，所述好氧发酵过程的含水率控制在65％～70％，碳氮比控制为30；好氧发酵过程中发酵高温期温度控制为45～60℃；好氧发酵周期为2周，且每2天进行翻堆处理。

7.根据权利要求1所述的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，其特征在于，所述发酵污泥和胶结液的质量比为20：1。

8.根据权利要求1所述的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒的制备方法，其特征在于，所述胶结液包括尿素10g/l、聚丙烯酰胺20g/l和磷酸二氢钾10g/l。

9.一种利用权利要求1～8任一所述制备方法制备得到的用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒。

10.一种利用权利要求9所述高钙污泥颗粒改良园林酸土的方法，其特征在于，将所述高钙污泥颗粒与待改良的酸土混合并控制初始含水量在70％～80％，进行酸土改良；所述高钙污泥颗粒的加入量为酸土干重的1～2％。

技术总结本发明公开了一种用于园林酸土改良的高钙污泥颗粒、制备方法与应用，属于酸性土壤改良技术领域。该制备方法具体为：向压滤后的市政剩余污泥中加入氧化钙进行水解和消毒，得到碱性高钙污泥；向碱性高钙污泥中加入牲畜粪料和菌菇渣，进行好氧发酵后得到发酵污泥；向发酵污泥中加入胶结液，混合后进行造粒，随后在室温下稳定干化，得到用于园林酸土土壤改良的高钙污泥颗粒。该制备方法的主要原料为市政剩余污泥，能够大幅降低市政剩余污泥处理处置成本。制备得到的高钙污泥颗粒中含有大量的碳酸钙，能够中和土壤氢离子，并释放钙离子，提高土壤pH值和有机质含量，并强化土壤团粒的形成。技术研发人员：方轶,邵佳时,邵俊捷,周昀杰,扶黛叶,汪彩琴,张道勇,潘响亮受保护的技术使用者：浙江工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2