[发明专利]一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法

权利要求书

1.一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将污泥进行好氧堆肥，得到稳定化产物A；

(2)将稳定化产物A部分用于提取腐殖质B，部分用于经水热提取富含氨基酸和有机盐的溶解性有机物，蒸干后得到混合物C；所述的腐殖质B提取方法为：按质量份，将1份烘干的稳定化产物A与50份萃取液混合震荡48h后过滤得到上清液，上清液蒸干得到腐殖质B；萃取液的成分为0.1mol/L的Na₄P₂O₇和0.1mol/L NaOH；所述的混合物C的提取方法为：将稳定化产物A加水稀释至含水率8-12％(w/w)，在120-160℃条件下水热处理10-30min，冷却后经压滤得到富含氨基酸和有机盐的溶解性有机物，蒸干得到混合物C；

(3)对提取腐殖质B和混合物C过程中得到的残渣进行热解，制备富含金属氧化物的生物炭D；

(4)将稳定化产物A、腐殖质B、混合物C和生物炭D充分混合，得到土壤改良剂E；所述稳定化产物A、腐殖质B、混合物C和生物炭D的混合比例为(5-10):1:1:1；

(5)将改良剂E施入碱性土壤表层，所述改良剂E在碱性土壤的施入量为50-100kg干基/平方米碱性土壤，与0-30cm之间的碱性土壤进行翻混，喷灌保持田间持水量为40-50％(w/w)，种植植物。

2.根据权利要求1所述的一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，所述的污泥为脱水或干化污泥，含水率为50-70％(w/w)，pH值为6-8，有机质质量含量占干基的40-60％，有机氮含量为40-50mg/g污泥干基，有机碳含量为300-350mg/g污泥干基，含铁量为20-50mg/g，含铝量为20-50mg/g，含镁量为5-10mg/g。

3.根据权利要求1所述的一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，所述的好氧堆肥时添加辅料，包括秸秆或稻壳，添加质量比例为污泥干重的20-40％；好氧堆肥温度为50-60℃或70-80℃，时间为20-30天。

4.根据权利要求1所述的一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，得到的稳定化产物A含水率为30-50％(w/w)，有机质质量含量占干基的30-40％，pH值为6-8，有机氮含量为25-40mg/g干基，有机碳含量为200-300mg/g干基。

5.根据权利要求1所述的一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，得到的腐殖质B的有机碳含量为300-400mg/g干基，阳离子交换率为60-80cmol/kg干基。

6.根据权利要求1所述的一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，得到的混合物C的COD为8000-10000mg/g干基，氨基酸含量为80-100mg/g干基，电导率为5-10ds/m。

7.根据权利要求1所述的一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，所述热解条件为温度为600-800℃、载气为氮气或氩气等惰性气氛、气体流速为100-200mL/min、以8-20℃/min的升温速度为从室温启动热解程序，热解时间控制为30-60min，10-30℃/min的降温速度逐渐降至室温结束热解过程；

得到的生物炭D比表面积为800-1200m²/g，含有铁、镁、铝的氧化物，且含铁量为50-80mg/g，含铝量为50-80mg/g，含镁量为10-20mg/g。

8.根据权利要求1所述的一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，种植植物为杨树、柽柳或沙枣。

9.根据权利要求1所述的一种利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法，其特征在于，被修复的碱性土壤表层0-30cm之间有机碳含量涨幅为2-5kg/平方米碱性土壤。