作者:廖洋 信永华 来源:中国科学报 发布时间:2019/11/13 22:15:13
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土壤改良有新方
——生物腐植酸改良剂助盐碱地一年变良田,亩产再次突破1300斤

 

近日,由中国石油大学(华东)和山东科技大学联合组成的低碳能源化工团队成功破解土壤修复与生物质能大宗高值化利用世界性难题,利用生物质快速热解技术,提炼生产出高纯度、高活性优质腐植酸,用于盐碱地改良,实现当年改、当年种、当年有收效。

该技术今年在山东省东营市永安镇的示范表明,由农作物秸秆等农林废弃物经过快速热解液化,得到以生物腐植酸类物质为主要成分制备的土壤改良剂,具有控盐、改碱、增碳、降容、增温“五合一”功能,土壤改良效果明显,盐碱地一年即变良田。与去年在吉林省松原市前郭县门德村盐碱地改良种植水稻示范一样,亩产再次突破1300斤。

研究人员首次通过元素组成、结构、官能团和性质分析,发现生物质快速热解液体是高纯度高活性优质腐植酸,发明了生物热解产品用于环境修复的高值化梯级利用技术,并实现了工业应用和示范。

制备该腐植酸改良剂使用的原料是我国十分丰富的农林废弃物,如农作物秸秆、林业薪柴及其加工剩余物等。科研人员在国家自然科学基金、国家“863”课题和星火计划以及教育部新世纪人才计划等的资助下,发明了生物质自混合下行循环流化床快速热解液化工艺及核心装备技术,最大化制取生物热解液体,在国内外率先解决了液体带灰、半焦载体异重返料、钾离子导致结焦死床等十大工业化难题,建成国际首套20万吨/年生物质快速热解液化装置,实现了生物质的规模化高效清洁炼制。

科研人员首次提出盐碱土壤腐植酸团粒化造粒、原位生态修复新方法,发明了盐碱土壤生物腐植酸绿色原位快速改良技术,从源头上彻底避免了土壤盐碱化,成本不到现有改良技术的1/3。发明了重金属污染土壤生物腐植酸绿色修复技术,制备修复剂用于铬电镀污泥治理,实验表明,治理后污泥的铜、镍原位螯合固定脱除率接近100%,六价铬、镉、铅、锌均未检出,无二次污染、无反弹。处理后污泥同时种植花草,长势良好,实现了当年治理当年即可种植,鉴定认为达到国际领先水平。

该负责人田原宇介绍:应用快速热解技术将农林废弃物转化为体积小、易存贮、运输的生物液体,不存在产品消费的地域限制问题。这种生物液体目前主要替代传统燃料直接用作锅炉燃烧,也可以通过燃气轮机和蒸汽轮机联合发电,实现热电多联供,但附加值较低。从这种生物液体中提取制备多种含氧化学品,附加值较高,可广泛应用特种含氧化工产品生产、土壤修复、烟气脱硝和重金属废水反应絮凝等过程,这是未来生物质大宗高值化利用的方向。

据悉,我国重金属污染、盐碱化、沙化地、中低产田等污染退化土地累计50多亿亩,加之每年还有40多亿吨的废弃矿渣,亟需大量廉价高效绿色的土壤修复改良产品。该技术应前景广阔,在彻底解决农林作物规模化资源高效清洁转化、大宗高值化利用、实现农业循环经济、提高农民收入、改善农村产业结构等具有重要意义,经济效益和社会效益显著。

 
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