一种低值化工程渣土再生种植土装置及方法

本发明涉及工程渣土处理，尤其涉及一种低值化工程渣土再生种植土装置及方法。背景技术：1、在工程施工过程中会产生大量的工程渣土，现有的工程渣土为直接找地方进行填埋，没有实现工程渣土的再利用。技术实现思路1、本发明旨在提供一种低值化工程渣土再生种植土装置及方法，实现工程渣土的回收再利用。2、以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种低值化工程渣土再生种植土的方法，其特征在于，第一步、剔除工程渣土中的杂质得到渣土土壤；第二步、堆肥发酵：在渣土土壤内添加农业固废颗粒搅拌半小时制得堆肥基料，渣土土壤和农业固废颗粒混合在一起的混合物的碳氮比为18:1，在堆肥基料内加入变异白腐真菌，变异白腐真菌的量为每一立方米堆肥基料中加入150克，继续搅拌半小时后加入铁氧化物颗粒制得堆肥混合料，铁氧化物颗粒的重量为堆肥混合料重量的1％，使堆肥混合料好氧堆肥一天制得种植土坯土，好氧堆肥时的温度为20～30℃、含水量65～75％；第三步、翻晒；将种植土坯土进行晒晾到种植土坯土含水量保持在40-50％；第四部、提质：将竹炭和竹原纤维添加到种植土坯土中进行搅拌1-2h后置于室温下养护一天制得种植土，竹炭的质量为种植土坯土质量的1％，竹原纤的质量为种植土坯土质量的0.8％。3、作为优选，所述变异白腐真菌通过如下方法制得：将白腐真菌置于需氧培养箱进行一次扩大培养，分成若干份置于高浓度腐殖质溶液中，用60co-γ射线在1200gy的辐射剂量下照射30min，用8豪瓦的he-ne射线照射30min，用上述两种射线按照1分钟轮换一次的频率交替照射15min，经过上述辐射后的菌株用无菌水制成菌悬液分别接种到选择性培养基a、选择性培养基a1、选择性培养基b和选择性培养基b1内进行25℃培养1天，测量每一份菌株在培养基a、ag、b、bg的变色圈半径，在a与ag的变色圈半径差在±3mm内和在b与bg的变色圈半径差在±3mm内的菌株则具有为浓度耐性的变异白腐真菌；每次扩大培养具体过程为在综合培养基内25℃培养1天；所述综合培养基为：马铃薯提取液1000ml、葡萄糖20g、kh2po4 3.0g、mgso4.h2o 1.5g、维生素b1微量、琼脂15.0；选择性培养基a为：综合培养基中加入鞣酸至终浓度为0.01/100ml；选择性培养基a1为：选择性培养基a和高浓度腐殖质按照体积1:1混合而成；选择性培养基b为：将remazol blue亮蓝单独灭菌后按625ug/ml的浓度加入到综合培养基内；选择性培养基b1为选择性培养基b1和高浓度腐殖质按照体积1:1高浓度腐殖质混合而成；高浓度腐殖质溶液为碳源浓度10-12％且氮源浓度5-6％的腐殖质溶液。4、作为优选，所述农业固废颗粒的粒径为0.5厘米-1厘米。5、木质素的降解是秸秆等农业固废能否得到较好利用的关键所在。而对秸秆中木质素的降解方式中，以微生物降解效果最好，并且以白腐真菌为主的微生物对于秸秆中木质素的降解效果最为显著。白腐真菌是一类引起木材呈白色腐烂的丝状真菌，白腐真菌在降解木质素时产生过氧化物酶(pods)和漆酶(laccase)两类胞外酶，而pods主要包含木质素过氧化物酶(lip)、锰过氧化物酶(mnp)和多功能过氧化物酶(vp)等。在白腐真菌对有机质的降解过程中，lip、mnp和laccase等各种胞外酶起到关键作用。这些胞外酶利用外部环境提供的氧气启动胞外降解反应，从而将有机质降解。白腐真菌降解秸秆的最佳时间为5-10天，超过这个时间，白腐真菌相应酶的活力逐渐下降，新酶的分泌量也几乎不再增多，对于秸秆的降解效率大幅下降。其原因为：在堆肥过程中，大分子的有机物分解成小分子的腐殖质(hs)，堆肥过程中底物浓度不断提高，白腐真菌的生长被抑制，随着发酵过程的进行，发酵效率不断下降；另一方面，底物浓度与酶活力呈负增长趋势，浓度越低酶活力越高。真菌的生长和胞外酶的分泌决定因素均是白腐真菌中dna的碱基序列。当白腐真菌处于高浓度的腐殖质溶液中时，其自身dna会发生自然变异以适应当前的生存环境，但自然变异时间长、变异率低，利用辐射诱变技术可以加快这一进程。使用60co-γ射线照射处于高浓度腐殖质溶液中的白腐真菌，经历辐射作用的物理阶段、物理化学阶段、化学阶段和生物阶段后，白腐真菌的自然变异被加剧，出现具有浓度耐性的变异菌种。6、在变异菌种的催熟下，秸秆等农业固废中的木质素被充分分解。堆肥发酵的混合土壤中存在高浓度的游离态腐殖质(富里酸、胡敏酸、腐殖酸)。富里酸分子量较小，结构较为简单，在堆肥升温期以及高温期，容易被微生物分解利用，导致其含量大幅度下降[2]。同时，处理时间过长，腐殖质会被白腐真菌进一步分解，生成co2和h2o[5]。因此需要将堆肥产生的腐殖质进行固定，生成较稳定的中间产物，减少腐殖质流失。土壤中的腐殖质(hs)与金属氧化物可以形成外圈络合物和内圈络合物]。铁氧化物与土壤游离态腐殖质(hs)通过络合作用形成较稳定的金属-腐殖质络合物，增加土壤中的松结态腐殖质。一般来说，土壤的肥力好、品质高，土壤含有松结态的腐殖质较多，紧结态的腐殖质就少，反之亦然。mno2在得到电子后，通过还原反应产生的mn2+能提升酶活性，从而大大缩短堆肥处理时间。铁元素与锰元素化学性质类似，铁氧化物在得到电子的还原反应下生成fe2+，可提升酶活性。堆肥过程中加入氧化铁颗粒，使其催化降解过程并络合游离态有机质。肥完成后，所得土壤颗粒间存在大量的松结态腐殖质，导致土壤孔隙率小，透气性差；持肥能力差；粒径级配差，质地不良。将竹子废弃物加工成竹炭和竹微丝，并将其混合加入到堆肥所得土壤中，使其充分吸附金属腐殖质络合物，改善其渗透性，增加持肥能力；促进土壤团聚体的形成并提升其稳定性，防止土壤板结；有效改良土壤的粒径级配，改善其质地7、一种低值化工程渣土再生种植土装置，包括搅拌池和对搅拌池内的物料进行搅拌的搅拌器，其特征在于，还包括补水结构，所述补水结构用于给搅拌池内的物料添加水，所述搅拌池内设有温度传感器和检测物料含水率的含水率传感器，所述搅拌器包括竖直的搅拌轴、驱动搅拌轴旋转的搅拌电机和设置在搅拌轴上的搅拌叶片，所述搅拌轴内设有转轴部通风通道，所述管道部通风通道贯通搅拌轴的外表面，所述搅拌叶片通过叶片轴头能够上下摆动地铰接在所述搅拌轴上，所述搅拌叶片和搅拌轴之间设有驱动搅拌叶片上下摆动的伸缩结构，所述搅拌叶片内设有搅拌叶片部腔体，所述搅拌叶片部腔体设有出风缝隙，所述搅拌叶片部腔体同所述搅拌轴部通风通道连通，所述搅拌叶片部腔体内设有经过所述出风缝隙朝向搅拌叶片外部吹风的搅拌叶片部风机。本技术方案，搅拌的同时能够进行通风，从而实现对温度和湿度的控制，如果温度高于要求而湿度低于要求时则通过加水装置给物料添加水分。实现了物料堆积在一起的状态下的均匀降温除湿。8、作为优选，所述搅拌轴部通风通道内设有促进气流流过所述转轴部通风通道的搅拌轴部风机，所述叶片轴头内设有叶片轴头部通道，所述搅拌叶片部腔体通过所述叶片轴头部通道连通所述搅拌轴部通风通道。能够在通道内腔等小的情况下，实现风量满足要求，结构紧凑。9、作为优选，所述叶片轴头部通道内设有轴头部风机，所述轴头部风机用于驱动搅拌轴部通风通道内的气体朝向所述搅拌叶片部腔体内流动，所述轴头部风机设有风机转轴和连接在风机转轴上的风机叶片，所有风机叶片沿风机转轴轴向的投影叠加在一起隔断所述叶片轴头部通道，所述搅拌叶片设有沿上下方向分布的若干组，每一组搅拌叶片上都设有所述含水率传感器。能够在那个部位的温度湿度不防护要求则开启对应的轴头部风机，符合要求时则轴头部风机停止起到隔断气流的作用。实现了通过风机来实现气流隔断和供气。10、作为优选，所述搅拌叶片的横截面为三角形，所述三角形的一个角朝向搅拌叶片转动方向的前方、另两个角位于搅拌叶片转动方向的后方，所述出风缝隙设置在三角形的另两个角所在的面上。供气可靠，能够防止产生堵塞。11、作为优选，所述搅拌池内设有水平隔板和水平隔板开合结构，所述水平隔板将搅拌池隔离出上腔和下腔，所述搅拌器、温度传感器和湿度传感器位于所述上腔，所述下腔，的最底处设有出料口，所述出料口内设有螺旋出料器，所述水平隔板包括通过铰轴铰接在一起的第一半部和第二半部，所述水平隔板开合结构用于驱动第一半部和第二半部以所述铰轴为轴朝向转动而合拢和朝上转动而开启，所述搅拌轴的下端搁置在所述水平隔板上，所述水平隔板上设有同所述搅拌轴部通风通道对接的进风通孔，所述补水装置为设置在所述下腔内的挥发盒，挥发盒设有能够自动开合的盒盖。结构紧凑，开启水平隔板时需要的空间小。本技术方案使得种植土通畅且充分的排出。12、作为优选，所述下腔的内表面为以所述铰轴为中心先的球面，所述水平隔板为圆形，所述水平隔板的直径同所述下腔的内表面所在的球的直径相等，所述下腔的最低处设有朝下延伸的扩容腔，所述出料口设置在所述扩容腔，所述挥发盒沿铰轴延伸的两端设有两个三角形侧壁，三角形侧壁位于挥发盒的开口端，所述盒盖包括下端铰接在挥发盒上的两块盖板和驱动盖板开合的电缸，盒盖盖住防护盒时两块盖板密封抵接在三角形侧壁的两侧上，第一半部和第二半部合拢在一起时挥发盒位于第一半部和第二半部之间。布局紧凑，能够避免下腔产生物料残留。13、作为优选，所述铰轴包括外管和穿设在外管内的内轴，所述外管设有沿外管轴向分布轴向延伸的若干避让通槽，所述第一半部连接在所述外管上，是第二半部通过穿设在所述避让通槽内的连接脚连接在内轴上；所述水平隔板开合结构包括安装架、连接在外管端部的外管部内齿圈、同外管部内齿圈啮合在一起的第一中间齿轮、同第一中间齿轮啮合在一起的第二中间齿轮、同第二中间齿轮啮合在一起的第三中间齿轮、连接在内轴端部的内轴部内齿圈、同内轴部内齿圈啮合在一起的第四中间齿轮、同第四中间齿轮啮合在一起的第五中间齿轮和驱动内轴转动的平隔板驱动电机，所述外管部内齿圈和内轴部内齿圈的大小相等，所述外管部内齿圈和内轴部内齿圈之间形成安装架安装间隙，所述平隔板驱动电机连接在所述安装架上，所述安装架设有位于所述安装件安装间隙内的齿轮支撑部，所述第一中间齿轮、第二中间齿轮、第三中间齿轮、第四中间齿轮和第五中间齿轮都转动连接在所述齿轮支撑部上，所述第三中间齿轮的大小和第五中间齿轮的大小相等，所述第三中间齿轮和第五中间齿轮同轴地固定在一起。实现了一个电机驱动第一半部和第二半部同速异向转动进行开合，内齿圈能够构成中间齿轮的外壳进行防护，安全性好。14、本发明具有下述优点：15、(1)本发明采用好氧堆肥发酵技术对工程渣土和农业固废进行协同处理以制备再生种植土，可以有效解决两种固体废弃物的出路问题；16、(2)本发明采用能有效降解木质素的白腐真菌对农业固废进行分解，在充分分解农业固废的同时加快了堆肥进程，解决了传统堆肥工艺耗时长、有机物分解不彻底的问题；17、(3)本发明通过在堆肥过程中向堆体中添加铁氧化物粉末，在增加土壤松结态腐殖质含量的同时可进一步催化降解过程，土壤中多余的铁元素能够被后续种植物作为营养元素吸收，实现了加速堆肥、保护腐殖质和增加营养元素三重功能；18、(4)本发明通过向堆肥中的土体添加由低值化竹子废弃物制成的竹炭和竹微丝以改良土壤物理性质，在吸附金属-腐殖质络合物的同时可促进土壤团聚体的形成，解决了土壤渗透性差、质地不良、持肥能力差的问题；19、(5)本发明采用60co-γ射线和he-ne射线对处于高浓度腐殖溶液中的白腐真菌进行诱变，解决了堆肥过程中高浓度腐殖质抑制白腐真菌生长和降低酶活性的问题；20、(6)本发明通过液压伸缩管、镂空管道、扇叶及抽气风扇形成了集搅拌、翻堆和通气功能一体的装置，可有效保证好氧堆肥全过程存在稳定气流，通过温度、含水量监控装置和各控制传感器，实现了在堆肥过程中装置的自我调节，解决了传统好氧堆肥中堆体内部氧浓度下降导致的堆肥效率降低的问题，解决了传统堆肥装置对堆肥过程温度、含水量变化不敏感，导致的堆肥效率降低问。