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一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法與流程

文檔序號(hào):11741280閱讀:831來源:國知局
一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法與流程

本發(fā)明屬于鹽堿地綠化技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種適用于以淺層地下咸水為主要作用的濱海鹽堿土壤的綠化,具體涉及一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法。



背景技術(shù):

目前,治理鹽堿地的措施有水利土壤改良措施(沖洗淋鹽、井排、暗管排水)、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施(深耕翻土、泡田攪拌、輪作與生物改良利用、耐鹽品種選育)、化學(xué)改良(石膏、氯化鈣、碳酸鈣等)等。總體來說,國內(nèi)外鹽堿化土壤的改良利用,一般通過以下兩個(gè)方面:第一是通過改良土壤本身,降低土壤可溶性鹽分、鈉吸附比和堿化度,為植物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境條件;二是利用生物改良,即通過選用植物中的耐鹽品種,并挖掘品種自身所具有的忍耐能力,之后直接種植于鹽堿化土壤,但這些技術(shù)隨著時(shí)間的推移都存在“返鹽”現(xiàn)象,且處理成本較高。

濱海平原區(qū)具有特定地質(zhì)構(gòu)造,受淺埋微咸地下水的補(bǔ)給,淺層地下水水位埋深淺且地下水徑流幾乎處于停滯狀態(tài),垂向蒸發(fā)作用顯著增強(qiáng),并成為主要的排泄途徑,加之受海相層與海水、海潮的影響,土層中鹽分很高。包氣帶多為粉質(zhì)粘土、砂土或淤泥質(zhì)粘土交互沉積結(jié)構(gòu),水鹽在強(qiáng)蒸發(fā)作用下容易上升至植被根系層或地表,植物由于生理性缺水而死亡,造成植被退化的現(xiàn)象,海水入侵加劇了土壤鹽堿化、濕地植被退化等問題。因此導(dǎo)致濱海地區(qū)植被等生物多樣性減退乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)退化加劇,極大的制約了濱海地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的功能恢復(fù)。

電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是近20年才興起的一種高效、原位修復(fù)技術(shù),國內(nèi)外利用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)原理,研究重點(diǎn)多在土壤重金屬陽離子(鉛、鉻、砷、鋅、鎘、銅、鎳、汞、錳等)及有機(jī)污染物的電動(dòng)修復(fù)方面,而用于除鹽的研究較少,多見于水處理應(yīng)用研究,而用于濱海鹽堿地綠化的電動(dòng)驅(qū)鹽技術(shù)還未見發(fā)明。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本發(fā)明提供一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法,所采用的驅(qū)鹽裝置包括驅(qū)鹽系統(tǒng)、供能系統(tǒng)以及電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng),所述驅(qū)鹽系統(tǒng)由導(dǎo)線和控制開關(guān)與所述電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和供能系統(tǒng)連接,該方法包括如下步驟:

(1)、置驅(qū)鹽系統(tǒng)的正負(fù)導(dǎo)電電極于地下含水層或包氣帶中;

(2)、將驅(qū)鹽系統(tǒng)正負(fù)導(dǎo)電電極與供能系統(tǒng)、電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和控制開關(guān)連接成回路,通過電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電壓輸出;

(3)、供能系統(tǒng)采取連續(xù)供電,或者間歇式供電節(jié)省能耗的輸出;

(4)、根據(jù)不同植物或作物對(duì)土壤酸堿度的要求,推薦種植適宜酸性土壤的植被,驅(qū)鹽系統(tǒng)采用陽極在上,陰極在下的電極埋設(shè)方式;推薦種植適宜堿性土壤的植被,驅(qū)鹽系統(tǒng)采用陰極在上,陽極在下的電極埋設(shè)方式;

(5)、減緩修復(fù)過程中的土壤酸堿變化:當(dāng)土壤酸堿度變化不適宜作物生長時(shí),采取轉(zhuǎn)換供能系統(tǒng)的正負(fù)極,實(shí)現(xiàn)驅(qū)鹽系統(tǒng)導(dǎo)電電極的正負(fù)極轉(zhuǎn)換;

(6)、采樣檢測土壤中鹽度或設(shè)置土壤鹽度在線監(jiān)測系統(tǒng),根據(jù)鹽度輸出進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電壓或電流的調(diào)節(jié):當(dāng)土壤中鹽度沒有降低,或者鹽度減少量未達(dá)到實(shí)際要求時(shí),采取加大電流或電壓的措施;同時(shí)鹽度驅(qū)除率在達(dá)到實(shí)際需求的基礎(chǔ)上,減少電流或電壓以減少能耗的輸出。

所述供能系統(tǒng)為所述驅(qū)鹽系統(tǒng)提供低壓直流電,所述供能系統(tǒng)由電池、交流轉(zhuǎn)直流變壓或太陽能供電三種的任一種或組合構(gòu)成。

本發(fā)明達(dá)到的有益效果:

1、本發(fā)明有效抑制地下水鹽分的上升,阻滯鹽分在毛細(xì)作用下上升至土壤,達(dá)到“水升鹽留”的效果,控鹽效率在30%-90%,若配合適宜的土壤改良技術(shù),控鹽效率可達(dá)90%以上。

2、本發(fā)明采用低壓直流電供能系統(tǒng),驅(qū)鹽過程中采用間歇式供電,節(jié)省能源,總體能耗小,需要維護(hù)量較小,延長了使用壽命。

3、本發(fā)明工藝簡單且性能可控,較于其他改良手段,對(duì)土壤擾動(dòng)小且價(jià)格低廉。

附圖說明

圖1為本發(fā)明采用的驅(qū)鹽裝置結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明方法的驅(qū)鹽試驗(yàn)效果圖。

附圖標(biāo)記:1-電極;2-導(dǎo)線;3-電池;4-調(diào)壓器;5-開關(guān)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示,本發(fā)明所采用的驅(qū)鹽裝置包括驅(qū)鹽系統(tǒng)、供能系統(tǒng)以及電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng),所述驅(qū)鹽系統(tǒng)由導(dǎo)線2和控制開關(guān)5與所述電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和供能系統(tǒng)連接,所述電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)為調(diào)壓器4,所述供能系統(tǒng)為所述驅(qū)鹽系統(tǒng)提供低壓直流電,所述供能系統(tǒng)由電池、交流轉(zhuǎn)直流變壓或太陽能供電三種的任一種或組合構(gòu)成,為了節(jié)省能源,所述供能系統(tǒng)也可采用間歇式供電,本實(shí)施例供能系統(tǒng)由電池3構(gòu)成,所述驅(qū)鹽系統(tǒng)由正、負(fù)導(dǎo)電電極1組成,轉(zhuǎn)換所述電池3正負(fù)極,轉(zhuǎn)換所述正、負(fù)導(dǎo)電電極1的正負(fù)極,所述正、負(fù)導(dǎo)電電極1的數(shù)量包括但不局限于1個(gè),本實(shí)施例為1個(gè),所述正、負(fù)導(dǎo)電電極1埋設(shè)于地下含水層或包氣帶中,用于抑制地下水中鹽分的上升。

一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法,采用上述驅(qū)鹽裝置,該方法包括如下步驟:

(1)、置驅(qū)鹽系統(tǒng)的正負(fù)導(dǎo)電電極于地下含水層或包氣帶中;

(2)、將驅(qū)鹽系統(tǒng)正負(fù)導(dǎo)電電極與供能系統(tǒng)、電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和控制開關(guān)連接成回路,通過電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電壓輸出;所述供能系統(tǒng)為所述驅(qū)鹽系統(tǒng)提供低壓直流電,所述供能系統(tǒng)由電池、交流轉(zhuǎn)直流變壓或太陽能供電三種的任一種或組合構(gòu)成;本實(shí)施例供能系統(tǒng)采用電池;

(3)、供能系統(tǒng)采取連續(xù)供電的方式,或者間歇式供電節(jié)省能耗的輸出,間歇時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場地下水及土壤情況而定;當(dāng)驅(qū)鹽效果達(dá)到實(shí)際需求時(shí),采取間歇式供電的方式以節(jié)省能耗的輸出,也可以選擇暫時(shí)供電的方式,而當(dāng)土壤中返鹽情況不滿足實(shí)際需求,再重新提供電源,間歇時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場地下水與土壤情況及實(shí)際需要的驅(qū)鹽效率而定,可以是幾分鐘、幾小時(shí)、或者幾天;

(4)根據(jù)不同植物或作物對(duì)土壤酸堿度的要求,推薦種植適宜酸性土壤的植被,驅(qū)鹽系統(tǒng)采用陽極在上,陰極在下的電極埋設(shè)方式;推薦種植適宜堿性土壤的植被,驅(qū)鹽系統(tǒng)采用陰極在上,陽極在下的電極埋設(shè)方式;

(5)、減緩修復(fù)過程中的土壤酸堿變化:當(dāng)土壤酸堿度變化不適宜作物生長時(shí),采取轉(zhuǎn)換供能系統(tǒng)的正負(fù)極,實(shí)現(xiàn)驅(qū)鹽系統(tǒng)導(dǎo)電電極的正負(fù)極轉(zhuǎn)換,正負(fù)極轉(zhuǎn)換的頻率可根據(jù)實(shí)際對(duì)土壤酸堿度的需求而定,或者根據(jù)修復(fù)過程中土壤酸堿度變化對(duì)植物的影響而定,當(dāng)電極一側(cè)的土壤酸堿度在實(shí)際需求范圍之外,則可以轉(zhuǎn)換電極的正負(fù),以緩解電解過程中所造成的土壤酸堿性變化;

(6)、采樣檢測土壤中鹽度或設(shè)置土壤鹽度在線監(jiān)測系統(tǒng),根據(jù)鹽度輸出進(jìn)行電壓或電流的調(diào)節(jié):當(dāng)土壤中鹽度沒有降低,或土壤中鹽度減少量未達(dá)到實(shí)際要求時(shí),可采取加大電流或電壓的措施;同時(shí)鹽度驅(qū)除率在達(dá)到實(shí)際需求的基礎(chǔ)上,適當(dāng)減少電流或電壓以減少能耗的輸出。

本發(fā)明的驅(qū)鹽試驗(yàn):將本發(fā)明所采用的驅(qū)鹽裝置的導(dǎo)電電極分別置于長40cm×寬50cm×高60cm的實(shí)驗(yàn)土箱中,土箱模擬了濱海地區(qū)淺層地下咸水運(yùn)移,實(shí)驗(yàn)采用不銹鋼網(wǎng)電極,通電后,24h后土壤中的鹽分可下降30%以上,驅(qū)鹽效果圖見圖2。

應(yīng)當(dāng)理解的是,這里所討論的實(shí)施方案及實(shí)例只是為了說明,對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,可以加以改進(jìn)或變換,而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

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