无机电解凝聚剂及使用该无机电解凝聚剂的泥土改造方法

摘要

本发明涉及无机电解凝聚剂及使用该无机凝聚剂的泥土改造方法。在不含氯的溶剂中混合膦酸和硫酸镁搅拌数分钟后，再混合硫酸铝和聚硫酸亚铁，搅拌数分钟得到无机电解凝聚剂，将该无机电解凝聚剂和土壤颗粒增强剂及pH调整剂混合的水溶液添加到由疏浚得到的湖沼、海湾、河流的污染底泥中，由此可将该底泥改变成优良的土壤。

说明书

技术领域

本发明涉及可将湖沼、海湾、河流等污染底泥变为疏水性、保水性及透气性等优良的土壤的无机电解凝聚剂及使用该无机电解凝聚剂的泥土改造方法。

背景技术

在湖沼、海湾、河流等的底泥中沉积着磷、氮、有机物、污泥等富营养盐及其未分解物，该底泥致使耗氧增大而使DO降低。

这时，水中生态系统产生不平衡，自然界具有的自净化能力不复存在，底泥变成了硫化物。将其作为能源产生各种浮游生物类、微胞藻类，水质因此加速恶化。

如底泥又被称为腐植质泥那样，堆积着大量的昆虫类、鱼类、藻类、水草类等的尸体及肥沃的地表流失土等，高浓度地含有对植物极有效的各种营养盐，还大量含有有机系的发酵物；这些堆积物在令人不快的分解的同时，由于将磷、氮等营养盐溶于水中，引起自然界的植物连锁反应现象，其结果上述的DO显著降低，促进其腐败分解，于还原状态下形成硫化物而沉积于湖底等。

因此，该堆积物产生甲烷、丁烷、硫化氢等恶臭，铁变成硫化铁而呈黑褐色或浓茶色。另外，许多成分改变其存在的形态而溶解，更加速环境的破坏。

因此，在水质的改善中，在还原状态下改造底泥是根本的，通过改造该底泥来实现恢复生态系统的平衡。

但是，现在进行的底泥的净化方法是只用疏浚的方法运走底泥，只用运走的方法使水中的生态系统遭到破坏，例如就象所见到的没有生态系统的循环的防火用水的贮水槽中的水那样。

如上所述，通过疏浚运走底泥的方法一旦使生态系统遭到破坏，湖沼等的恢复则需几十年的时日。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题，其目的不仅是要缩短泥土净化处理的工期，减少工程费用等，而是要积极实现疏浚底泥资源化并将其作为有利于环境保护和资源的持续利用的重要一环。尤其是，本发明的目的在于得到不使用污染环境、破坏自然生态系统、不分青红皂白一律毒杀栖息生物极为严重的农药等，而利用有机系统栽培，可使健康食粮增产的土壤。

本发明为实现上述目的，其第一方案的无机电解凝聚剂是在不含氯的溶剂中混合膦酸和硫酸镁，搅拌数分钟后，混合硫酸铝和聚硫酸亚铁，搅拌数分钟后得到。

本发明第二方案的泥土改造方法是在放出疏浚得到的底泥过程中，将混合上述无机电解凝聚剂和作为泥土颗粒增强剂的硅酸钠及调整PH值的碳酸钙的水溶液添加到该放出的底泥中。

本发明第三方案的泥土改造方法是将疏浚得到的底泥在自然沉淀槽内放置数小时，将表面浮水进行澄清处理放出后，再在剩下的底泥中添加第二方案所述的无机电解凝聚剂和泥土颗粒增强剂及PH值调整剂。

具体实施方式

下面，就本发明的无机电解凝聚剂及使用该无机电解凝聚剂的泥土改造方法，说明其具体的实施方式。

本发明的无机电解凝聚剂是将地下水等这类未混入氯的清水作为溶剂，在50-100克该溶剂中加入膦酸5-10克和硫酸镁15-30克，轻轻搅拌2-3分钟。随后加入硫酸铝350克-700克和聚硫酸亚铁，轻轻搅拌5-10分钟左右得到。

上述无机电解凝聚剂的构成配方如下述表1。

表1

    成分      化学式配合量(克)      备注  1  溶剂(清水)        H₂O   50-100  未混入氯的地下水  2  硫酸铝    Al₂(SO₄)₂·H₂O   350-700    无机凝聚剂  3  聚硫酸亚铁 [Fe₂(OH)h(SO4)₃h/₂]h   15-30    无机凝聚剂  4  硫酸镁    MgSO₄·7H₂O   15-30      凝固剂  5  膦酸      C₂H₈O₇P₂    5-10    作为螯合剂

实施例1

在放出疏浚得到的湖沼、海湾、河流等的底泥的过程中，在该放出的底泥中加入无机电解凝聚剂，同时加入混合了作为泥土颗粒增强剂的硅酸钠及作为PH值调整剂的碳酸钙的水溶液，由此可改造泥土。

另外，在这个过程中产生的混水可依次澄清后放掉。

实施例2将上述同样的疏浚得到的底泥贮存于自然沉淀槽中，在该自然沉淀槽中静置2-3小时后，对表面浮水进行澄清处理并放掉。其后，将上述无机电解凝聚剂加入该底泥中，再加入混合了作为泥土颗粒增强剂的硅酸钠及作为PH值调整剂的碳酸钙的水溶液，由此改造泥土的方法。

表2表示对每1吨底泥需添加无机电解凝聚剂、泥土颗粒增强剂及PH值调整剂的添加量。

表2

同时使用的成分    化学式添加量(升)            备注  1无机电解凝聚剂        -    5-10破坏底泥的亲水性、团粒固化处理的主剂  2硅酸钠 Na₂O·hSiO₂·hH₂O    5-10通过水溶性团粒颗粒被膜增强泥土颗粒  3碳酸钙     CaCO₃    5-10将每公斤碳酸钙溶解在20-30倍的清水中的溶液加入到疏浚的底泥中直到PH值为6.5-7

在上述实施例1，2中，其特征是将硅酸钠和碳酸钙用作与无机电解凝聚剂同时使用的成分。

上述各成分的添加量随底泥的性状、处理土壤的用途而不同。上述无机电解凝聚剂、土壤颗粒增强剂及PH值调整剂是很强的，离子结合土壤改良剂，它能在一溶剂中使用特殊装置合成离子价不同的无机金属正电荷物质，由其复合效果对高正电荷进行不能成为单一正电荷的改质反应。

上述土壤改良剂在水合反应时引起无机系特有的离子增加现象，使多系统的带正电物质在底泥中同时发生反应，具有各种特征，发挥其不同的作用，致使其与异性电荷发生强烈的冲击结合，使污染颗粒及底泥的电双层壳结构遭到破坏。

即，根据中和的范德瓦尔氏法则，由电解结合引起、长大为团粒颗粒。由于长大的团粒颗粒失去亲水基，其约束的水分子变成自由水，由于颗粒结合的电解压力从颗粒间挤出(将此称为疏水化现象)，随着时间的流逝而成牢固地结合，成为疏水性团粒颗粒(将此称为不可逆性)。

即，经处理的土壤再也不发生泥土化，在所形成的活性团粒颗粒内包含各种营养盐等，而且被氧化硅被膜及羟磷灰石保护不会溶出。

如上所述被改良的土壤颗粒结合着氧化铝八面体和硅酸四面体，保持SiO电荷与O₂的负电荷相互吸引的平衡，另一方的O₂的负电荷也吸引着相邻的SiO。

另一方面，Al₂O₃八面体可以吸附保持住锰、镁等。即，在含有大量氧的团粒颗粒内将多种无机物等、营养盐以羟磷灰石、硅胶等形式存在。同时，由于底泥含有的有机物具有优良的CEC、AEC(离子交换量)等，大量的-OH及-COO-(酚基、羧基)，可作为储存大量营养能量的宝库。

另外，同时使用的SiO可提高植物及土壤中微生物的免疫力，可实现促进其健康的生长。

由于上述的性状特征，在必要时可供给必要量的植物所必须的营养成分。

如上所述，利用本发明的无机电解凝聚剂及使用该无机电解凝聚剂的泥土改造方法，经处理得到的土壤具有以下优点。(1)可以得到具有按自重承受1.5-3.0公斤的地承受力，在耕地时呈现松软状，在辗压时牢固结合的土壤。

(2)可以得到对植物极为重要的保水性、通气性、疏水性等，可得到排水优良的土壤，微生物良好的土壤。

(3)可以得到改善了泥土的种种缺点，具有与一般正常土壤相当的性状，而且贮存有植物所必须的营养盐，有利于植物生长的土壤。

(4)可以得到PH值在6-7范围内，具有螯合效果，使公害物质无害化的土壤。

利用上述无机电解凝聚剂及使用该无机电解凝聚剂的泥土改造方法得到的土壤可用于各种领域，例如：作为农业用地利用，作为促进无农药蔬菜的增产有机栽培肥土资源的利用，作为使由于用现有的传统耕作方法致使离子交换量恶化的贫脊农业用地的地力恢复的资源利用，进一步作为植树造林等建造用土壤，公园建造用土壤或填埋场用土壤等均可有效利用。