一种磷负载厌氧消化活化污泥基生物炭制备土壤改良剂的方法与流程

本发明属于土壤治理和环境保护，特别涉及一种用于一种磷负载厌氧消化活化污泥基生物炭制备土壤改良剂的方法及其制备方法和应用。

背景技术：

1、生物炭在实现废水除 磷的同时，也成为了理想的储磷材料。yao等人报道了吸磷后工程化生物炭废渣中 有效磷含量高达 7555.5 mgp/kg，远高于耕地土壤中作物生长所需的磷含量。受到此工 作的启发，如果将除磷后的生物炭施用于土壤，不仅有望补充土壤中营养成分，改善 土壤理化性质，而且解决了生物炭废渣的处理问题，为实现污泥“变废为宝”、“零排 放”提供了可能。 本章节以除磷后的生物炭废渣（p-laden anaerobicallydigested sludge biochar， adbc-p）为改良剂施用于土壤中，通过各种土壤理化性质表征考察了不同 adbc-p 投加量对土壤肥力提升的效果，并以植物生长情况为评价指标，旨在为实现污泥资源化 利用和土壤改良相结合提供理论依据。

2、本研究提出了一种通过热解处理污泥的新策略建立了厌氧消化污泥生产生物炭的有益产物。采用生污泥和厌氧消化污泥热解制备生物炭，并对制备的生物炭的理化性质进行了表征。同时，采用厌氧消化的污泥基生物炭作为土壤处理剂用作提让处理。

技术实现思路

1、解决的技术问题：本发明针对上述提到的土壤处理的研究领域，特别是基于含磷的厌氧消化活化污泥基生物炭目前所面临的问题，提供了一种提让处理剂制备方法和应用。

2、技术方案：1. 一种厌氧消化活化污泥基生物炭制备磷吸附剂的方法，其特征在于，由以naoh + mg(oh)2预厌氧消化污泥(adbc)为原料，合成了生物炭，并用于去除水溶液中的磷酸盐。制备步骤为：(1) 在厌氧消化污泥(adbc)过加入naoh和mg(oh)2的混合物，将ph值调整为10.0； (2) 首先在5000转/分的转速下离心5分钟，收集固体残渣，在80°c烘箱干燥3天；(3) 将一定量的干燥样品放置在瓷船中，在水平马弗炉中在n2气氛下分别在进行热解。;（4）热解后，将制备的生物炭通过2 mm筛网，称重、包装后进行表征；

3、优选的，所述步骤（1）厌氧消化污泥(adbc)中加入naoh和mg(oh)2的混合物，将ph值调整为10.0

4、优选的，上述步骤（2）中5000转/分的转速下离心5分钟

5、优选的，所述步骤（3）中所需温度400、500和600℃下，热解速率为10°c min- 1，停留时间为2 h

6、优选的，上述步骤（4）中为2 mm筛网

7、优选的，6. adbc加入0.1 g到100 ml 50 mg/l p的磷酸盐溶液中。烧瓶置于空气浴摇床中，转速为150 rpm，恒定温度为25±2°c。搅拌24 h后，在5000rpm下离心5 min。

8、上述制备方法制得的土壤改良剂。

9、上述土壤改良剂，一种含磷的厌氧消化活化污泥基生物炭制备土壤改良剂的方法。

10、上述土壤改良剂在土壤改良中的应用。

11、上述土壤改良剂在土壤发改良的应用，其特征在于，权利要求取 100 g 风干土壤与各水平 adbc-p 混匀，置于规格统一的玻璃皿中（高 8.5 cm，直径 18.5 cm），静态培养约 30 d，定期浇水保持土壤含水率为 20%（相当于75%田间持水量）。培养过程中每 3 d 取一定量土壤进行理化性质分析。

12、有益效果：（1）adbc-p 的施用能轻微提高土壤 ph 值，且随着施用量增大而提高。但土壤 ph 变化不大，不会对土壤酸碱度有明显的冲击。 （2）adbc-p 显著提高土壤有效磷、有效钾及有效镁的含量，且随着生物炭投加 量的增加而增大，但对土壤有效钙及有机质含量没有显著影响，这说明 adbc-p 的投 加有利于改善土壤肥力。其中原因可能是一方面 adbc-p 本身含有大量的营养元素， 另一方面可能是生物炭的孔隙结构能吸附土壤中不同形态的营养物质。（3）盆栽试验结果显示 adbc-p 的施加能提高小麦苗的发芽率和平均株高，表明 adbc-p 有促进植株初期生长发育的效果。

技术特征：

1.一种磷负载污泥残渣基生物炭制备土壤改良剂的方法，其特征在于，由以负载磷的以naoh + mg(oh)2预厌氧消化污泥(adbc)为原料，合成了生物炭，并用于去除水溶液中的磷酸盐。制备步骤为：（1） 在厌氧消化污泥(adbc)过加入naoh和mg(oh)2的混合物，将ph值调整为10.0； （2） 首先在5000转/分的转速下离心5分钟，收集固体残渣，在80°c烘箱干燥3天；（3） 将一定量的干燥样品放置在瓷船中，在水平马弗炉中在n2气氛下分别在进行热解;（4）热解后，将制备的生物炭通过2 mm筛网，称重、包装后进行表征；（5）adbc加入0.1 g到100 ml 50 mg/l p的磷酸盐溶液中。烧瓶置于空气浴摇床中，转速为150 rpm，恒定温度为25±2°c。搅拌24 h后，在5000rpm下离心5 min。

2.根据权利要求1所述磷吸附剂的制备方法，所述步骤（1）厌氧消化污泥(adbc)中加入naoh和mg(oh)2的混合物，将ph值调整为10.0。

3.根据权利要求1所述磷吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）5000转/分的转速下离心5分钟。

4.根据权利要求1所述磷吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中所需温度400、500和600℃下，热解速率为10°c min - 1，停留时间为2 h。

5.根据权利要求1所述磷吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中为2 mm筛网。

6.根据权利要求1所述磷吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中adbc加入0.1g到100 ml 50 mg/l p的磷酸盐溶液中。烧瓶置于空气浴摇床中，转速为150 rpm，恒定温度为25±2°c。搅拌24 h后，在5000rpm下离心5 min。

7.权利要求1-6任一所述制备方法制得的厌氧消化活化污泥基生物炭制备磷吸附剂。

8.权利要求7所述的磷吸附剂，其特征在于，由以负载磷的naoh + mg(oh)2预厌氧消化污泥(adbc)为原料，合成了生物炭。并用于去除水溶液中的磷酸盐。

9.权利要求8所述生物炭催化剂在并用于土壤的改良。

10.取 100 g 风干土壤与各水平 adbc-p 混匀，置于规格统一的玻璃皿中（高 8.5cm，直径 18.5 cm），静态培养约 30 d，定期浇水保持土壤含水率为 20%（相当于75%田间持水量）。培养过程中每 3 d 取一定量土壤进行理化性质分析。

技术总结一种磷负载厌氧消化活化污泥基生物炭制备土壤改良剂的方法。由含磷的NaOH+Mg(OH)<subgt;2</subgt;预处理的和厌氧消化污泥(ADBC)为原料，合成了生物炭，用于土壤的改良；ADBC‑P作为土壤改良剂，考察了不同施加比例对土壤pH值、有效磷、有效钾、有效钙、有机质等理化性质的影响，采用小麦盆栽实验评价土壤改良效果。主要结论如下：（1）ADBC‑P的施用能轻微提高土壤pH值，且随着施用量增大而提高。但土壤pH变化不大，不会对土壤酸碱度有明显的冲击。（2）ADBC‑P显著提高土壤有效磷、有效钾及有效镁的含量，且随着生物炭投加量的增加而增大，但对土壤有效钙及有机质含量没有显著影响，这说明ADBC‑P的投加有利于改善土壤肥力。其中原因可能是一方面ADBC‑P本身含有大量的营养元素，另一方面可能是生物炭的孔隙结构能吸附土壤中不同形态的营养物质。（3）盆栽试验结果显示ADBC‑P的施加能提高小麦苗的发芽率和平均株高，表明ADBC‑P有促进植株初期生长发育的效果。技术研发人员：纪红兵,黄诚,王旭裕受保护的技术使用者：江苏中江材料技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11