[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

说明书

本发明涉及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，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；(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；(5)将改良剂E施入碱性土壤表层，种植植物。与现有技术相比，本发明可同步实现污泥资源化、碱性土壤改良、强化碳捕集，具有无二次污染、避免水土流失、碳捕集功能持久。

技术领域

本发明涉及土壤改良领域，具体涉及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。

背景技术

碳捕集与封存(Carbon Capture and Sequestration，简称CCS，也被译作碳捕获与埋存、碳收集与储存等)是指将大型发电厂所产生的二氧化碳(CO₂)收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。

快通过生物质碳捕集与封存(bioenergy with carbon capture and storage,BECCS)、造林、增强风化、生物炭、海洋富化、土壤固碳等负排放技术可以降低空气的CO₂浓度,但是这些技术本身都存在不同的风险。例如,大规模的BECCS和造林需要占用大量用地而会威胁到生物多样性,增强风化有可能引起河流、海洋酸碱度和化学成分的改变。

盐碱地本身对于空气中二氧化碳的捕集发挥了重要的贡献，但是盐碱地面临着较为严重的水土流失、制备破坏、生态失衡等问题，其土壤碱性高，贫瘠，难以维系植物的生长，因此需要对盐碱地进行修复，与此同时不干扰甚至强化其碳捕集能力。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可同步实现污泥资源化、碱性土壤改良、强化碳捕集，具有无二次污染、避免水土流失、碳捕集功能持久的利用污泥稳定化产物改良碱性土壤并强化碳捕集的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

发明人发现，污泥作为污水处理过程中不可避免的副产物，其有机质、氮、磷、腐殖质等物质十分丰富，可以作为重要的植物生长基质进行利用，从而修复盐碱地。污泥中富含的有机聚合物和盐类可对空气中的二氧化碳进行吸收，且经修复后的盐碱地可种植植物，通过光合作用吸收二氧化碳，因而具备强化碳捕集的功能，具体方案如下：

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，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；

(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；

(5)将改良剂E施入碱性土壤表层，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。

进一步地，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。