本發(fā)明公開了一種高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑的制備方法，屬于接地材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

變電站接地網(wǎng)的作用是為系統(tǒng)、設(shè)備和人身提供安全保障和穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。在此前提下，有效延長其使用壽命、降低工程造價(jià)是地網(wǎng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)所在。接地系統(tǒng)的性能涵蓋多方面，包括導(dǎo)電性、穩(wěn)定性、耐腐性以及電阻值和安全電壓等。接地電阻和安全電壓是對接地網(wǎng)的量化值，其數(shù)值高低直接關(guān)系到變電站的安全程度，故對接地網(wǎng)的接地電阻和安全電壓的技術(shù)要求是變電站接地網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)。

隨著土地資源的稀缺以及對偏遠(yuǎn)地區(qū)的開發(fā)，變電站總占地面積越來越小，一些變電站建在了山區(qū)、丘陵地帶，這就帶來了小面積接地網(wǎng)與要求泄流日益提高的短路電流的突出矛盾。山區(qū)或丘陵地帶的變電站，土壤電阻率又常常較高，這樣按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行接地設(shè)計(jì)和施工時(shí)，接地電阻無法達(dá)到接地安全的要求，也使安全電壓高于允許值。為了效益而盲目投入運(yùn)行會帶來極大的安全隱患，因接地不好造成的安全事故時(shí)有發(fā)生，因此，需要進(jìn)一步才去安全有效、經(jīng)濟(jì)合理的降低接地電阻措施，同時(shí)滿足安全電壓的要求。

常見的傳統(tǒng)接地降阻方法有加降阻劑、打深井和外引擴(kuò)面三種。降阻劑成型基本是固化或膠狀，實(shí)際降阻效果是增大接地導(dǎo)體的截面，改善接地體和土壤的接觸，其降阻幅度非常有限，況且大多數(shù)降阻劑對接地體有較大的腐蝕作用；站內(nèi)打深井接地的效果因土質(zhì)結(jié)構(gòu)而異，由于深層地址結(jié)構(gòu)基本是巖石，電阻率大大超過表層，其接地效果差，作用基本被原接地網(wǎng)等效半球所屏蔽；而通過外引擴(kuò)面需要龐大的征地費(fèi)用，而且輔助安全措施難以保障實(shí)施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)高土壤電阻率環(huán)境采用的降阻劑降阻效果有限，且降阻效果持續(xù)時(shí)間短，在運(yùn)行過程中易帶來極大的安全隱患的問題，提供了一種以預(yù)制混合料和固氮魚腥藻培養(yǎng)產(chǎn)物復(fù)配，輔以腐植酸等制得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑的方法。本發(fā)明首先將硅藻土與沼液混合發(fā)酵，在侵蝕硅藻土表面，豐富其表面孔隙結(jié)構(gòu)的同時(shí)，使沼液中有機(jī)質(zhì)被硅藻土吸附，再經(jīng)無氧炭化使有機(jī)質(zhì)在硅藻土孔隙中形成具有導(dǎo)電性的炭化支撐結(jié)構(gòu)，再將炭化后的硅藻土、泥炭及陶土混合球磨后接種蚯蚓，制得預(yù)制混合料，以提高保水性能，再利用自制液體培養(yǎng)基富集培養(yǎng)固氮魚腥藻，將培養(yǎng)后的產(chǎn)物離心分離，并將下層沉淀物與預(yù)制混合料、腐植酸等混合，經(jīng)真空冷凍干燥后即得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑。本發(fā)明所得土壤改良劑在使用過程中，在現(xiàn)場與水混勻后即可使用，產(chǎn)品中的微生物可利用空氣中的氮?dú)饧岸趸荚诠庹諚l件下實(shí)現(xiàn)自養(yǎng)，且使用過程中，產(chǎn)品可緊緊粘附于金屬接地體表面，降低接地電阻，在提高土壤保水性能的同時(shí)，增加土壤中的電解質(zhì)含量，從而提高土壤的導(dǎo)電性能，有效解決了傳統(tǒng)降阻劑降阻效果差，持續(xù)時(shí)間短的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取400～500g硅藻土，倒入盛有2～3l沼液的發(fā)酵罐中，于溫度為35～37℃，轉(zhuǎn)速為200～300r/min，恒溫密閉發(fā)酵6～8h，再將發(fā)酵罐內(nèi)物料過濾，收集濾餅，并將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾餅轉(zhuǎn)入炭化爐，以10～15ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)猓诘獨(dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，于溫度為500～550℃條件下，保溫炭化3～5h，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化硅藻土；

（2）依次稱取200～300g上述所得炭化硅藻土，800～1000g泥炭，80～100g陶土，倒入盛有800～1000ml水的球磨罐中，球磨混合80～120min后，將球磨罐中物料堆放于避光通風(fēng)處，并向堆放的物料中接種200～300g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖5～7天，在養(yǎng)殖過程中，每隔8～12h向堆放物料表面噴灑60～80ml水，待蚯蚓養(yǎng)殖結(jié)束，分離去除蚯蚓，得預(yù)制混合料，備用；

（3）量取300～400ml自制液體培養(yǎng)基，倒入錐形瓶中，再向錐形瓶中接種2～4g固氮魚腥藻，再將錐形瓶置于搖床中，于溫度為30～32℃，光照強(qiáng)度為1100～1200lx，轉(zhuǎn)速為130～150r/min條件下，連續(xù)培養(yǎng)10～15天，待連續(xù)培養(yǎng)結(jié)束，將錐形瓶中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，離心分離，收集下層沉淀物；所述自制液體培養(yǎng)基是由0.8～1.0g磷酸氫二鉀，0.3～0.5g磷酸二氫鈉，0.2～0.4g硫酸鎂，0.06～0.08g硫酸亞鐵，0.02～0.04g氯化鈣，0.01～0.03g氯化錳，0.001～0.003g硫酸銅，與1000～1200ml去離子水混合而成；

（4）按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入300～500份步驟（2）備用預(yù)制混合料，6～8份上述所得下層沉淀物，4～6份硫酸銨，200～300份水，80～120份腐植酸，40～50份瓊脂，于室溫條件下，以400～600r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合3～5h，再經(jīng)真空冷凍干燥后，封裝保存，即得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：首先挖好接地坑，將接地極垂直樹立于接地坑中心，并將接地極與接地線焊接，再將本發(fā)明所得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑倒入接地坑中，將接地極完全覆蓋，再于混合料表面回填600～800mm原土，隨后再向回填的原土表面施加所用土壤改良劑質(zhì)量0.8～2.0倍的水，再向回填的原土表面鋪設(shè)一層厚度為100～150mm碎石，即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明所得土壤改良劑改造后，土壤可吸附自身重量3～5倍的水，在使用過程中常年保持濕潤狀態(tài)，且使用后土壤接地電阻由90～120ω降至3～5ω，經(jīng)8～10個(gè)月的跟蹤測試，土壤電阻率保持在480～500ω·m，接地電阻保持在8ω以下。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明所得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑可有效吸附與接地體表面，防止接地體氧化，提高接地體使用壽命；

（2）本發(fā)明利用表層的固氮魚腥藻在弱光條件下的光合自養(yǎng)，提供提供營養(yǎng)物質(zhì)，供給接地體附近微生物繁殖使用，可長期保持土壤較低的電阻率，滿足安全電壓的使用要求。

具體實(shí)施方式

稱取400～500g硅藻土，倒入盛有2～3l沼液的發(fā)酵罐中，于溫度為35～37℃，轉(zhuǎn)速為200～300r/min，恒溫密閉發(fā)酵6～8h，再將發(fā)酵罐內(nèi)物料過濾，收集濾餅，并將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾餅轉(zhuǎn)入炭化爐，以10～15ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)?，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，于溫度為500～550℃條件下，保溫炭化3～5h，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化硅藻土；依次稱取200～300g上述所得炭化硅藻土，800～1000g泥炭，80～100g陶土，倒入盛有800～1000ml水的球磨罐中，球磨混合80～120min后，將球磨罐中物料堆放于避光通風(fēng)處，并向堆放的物料中接種200～300g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖5～7天，在養(yǎng)殖過程中，每隔8～12h向堆放物料表面噴灑60～80ml水，待蚯蚓養(yǎng)殖結(jié)束，分離去除蚯蚓，得預(yù)制混合料，備用；量取300～400ml自制液體培養(yǎng)基，倒入錐形瓶中，再向錐形瓶中接種2～4g固氮魚腥藻，再將錐形瓶置于搖床中，于溫度為30～32℃，光照強(qiáng)度為1100～1200lx，轉(zhuǎn)速為130～150r/min條件下，連續(xù)培養(yǎng)10～15天，待連續(xù)培養(yǎng)結(jié)束，將錐形瓶中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，離心分離，收集下層沉淀物；所述自制液體培養(yǎng)基是由0.8～1.0g磷酸氫二鉀，0.3～0.5g磷酸二氫鈉，0.2～0.4g硫酸鎂，0.06～0.08g硫酸亞鐵，0.02～0.04g氯化鈣，0.01～0.03g氯化錳，0.001～0.003g硫酸銅，與1000～1200ml去離子水混合而成；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入300～500份備用預(yù)制混合料，6～8份上述所得下層沉淀物，4～6份硫酸銨，200～300份水，80～120份腐植酸，40～50份瓊脂，于室溫條件下，以400～600r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合3～5h，再經(jīng)真空冷凍干燥后，封裝保存，即得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑。

實(shí)例1

稱取400g硅藻土，倒入盛有2l沼液的發(fā)酵罐中，于溫度為35℃，轉(zhuǎn)速為200r/min，恒溫密閉發(fā)酵6h，再將發(fā)酵罐內(nèi)物料過濾，收集濾餅，并將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾餅轉(zhuǎn)入炭化爐，以10ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)?，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，于溫度為500℃條件下，保溫炭化3h，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化硅藻土；依次稱取200g上述所得炭化硅藻土，800g泥炭，80g陶土，倒入盛有800ml水的球磨罐中，球磨混合80min后，將球磨罐中物料堆放于避光通風(fēng)處，并向堆放的物料中接種200g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖5天，在養(yǎng)殖過程中，每隔8h向堆放物料表面噴灑60ml水，待蚯蚓養(yǎng)殖結(jié)束，分離去除蚯蚓，得預(yù)制混合料，備用；量取300ml自制液體培養(yǎng)基，倒入錐形瓶中，再向錐形瓶中接種2g固氮魚腥藻，再將錐形瓶置于搖床中，于溫度為30℃，光照強(qiáng)度為1100lx，轉(zhuǎn)速為130r/min條件下，連續(xù)培養(yǎng)10天，待連續(xù)培養(yǎng)結(jié)束，將錐形瓶中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，離心分離，收集下層沉淀物；所述自制液體培養(yǎng)基是由0.8g磷酸氫二鉀，0.3g磷酸二氫鈉，0.2g硫酸鎂，0.06g硫酸亞鐵，0.02g氯化鈣，0.01g氯化錳，0.001g硫酸銅，與1000ml去離子水混合而成；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入300份備用預(yù)制混合料，6份上述所得下層沉淀物，4份硫酸銨，200份水，80份腐植酸，40份瓊脂，于室溫條件下，以400r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合3h，再經(jīng)真空冷凍干燥后，封裝保存，即得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑。

首先挖好接地坑，將接地極垂直樹立于接地坑中心，并將接地極與接地線焊接，再將本發(fā)明所得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑倒入接地坑中，將接地極完全覆蓋，再于混合料表面回填600mm原土，隨后再向回填的原土表面施加所用土壤改良劑質(zhì)量0.8倍的水，再向回填的原土表面鋪設(shè)一層厚度為100mm碎石，即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明所得土壤改良劑改造后，土壤可吸附自身重量3倍的水，在使用過程中常年保持濕潤狀態(tài)，且使用后土壤接地電阻由90ω降至3ω，經(jīng)8個(gè)月的跟蹤測試，土壤電阻率保持在480ω·m，接地電阻保持在7ω。

實(shí)例2

稱取450g硅藻土，倒入盛有2l沼液的發(fā)酵罐中，于溫度為36℃，轉(zhuǎn)速為280r/min，恒溫密閉發(fā)酵7h，再將發(fā)酵罐內(nèi)物料過濾，收集濾餅，并將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為108℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾餅轉(zhuǎn)入炭化爐，以12ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)?，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，于溫度為520℃條件下，保溫炭化4h，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化硅藻土；依次稱取260g上述所得炭化硅藻土，900g泥炭，90g陶土，倒入盛有900ml水的球磨罐中，球磨混合100min后，將球磨罐中物料堆放于避光通風(fēng)處，并向堆放的物料中接種260g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖6天，在養(yǎng)殖過程中，每隔10h向堆放物料表面噴灑70ml水，待蚯蚓養(yǎng)殖結(jié)束，分離去除蚯蚓，得預(yù)制混合料，備用；量取350ml自制液體培養(yǎng)基，倒入錐形瓶中，再向錐形瓶中接種3g固氮魚腥藻，再將錐形瓶置于搖床中，于溫度為31℃，光照強(qiáng)度為1150lx，轉(zhuǎn)速為140r/min條件下，連續(xù)培養(yǎng)12天，待連續(xù)培養(yǎng)結(jié)束，將錐形瓶中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，離心分離，收集下層沉淀物；所述自制液體培養(yǎng)基是由0.9g磷酸氫二鉀，0.4g磷酸二氫鈉，0.3g硫酸鎂，0.07g硫酸亞鐵，0.03g氯化鈣，0.02g氯化錳，0.002g硫酸銅，與1100ml去離子水混合而成；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入400份備用預(yù)制混合料，7份上述所得下層沉淀物，5份硫酸銨，260份水，100份腐植酸，45份瓊脂，于室溫條件下，以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合4h，再經(jīng)真空冷凍干燥后，封裝保存，即得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑。

首先挖好接地坑，將接地極垂直樹立于接地坑中心，并將接地極與接地線焊接，再將本發(fā)明所得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑倒入接地坑中，將接地極完全覆蓋，再于混合料表面回填700mm原土，隨后再向回填的原土表面施加所用土壤改良劑質(zhì)量1.2倍的水，再向回填的原土表面鋪設(shè)一層厚度為120mm碎石，即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明所得土壤改良劑改造后，土壤可吸附自身重量4倍的水，在使用過程中常年保持濕潤狀態(tài)，且使用后土壤接地電阻由100ω降至4ω，經(jīng)9個(gè)月的跟蹤測試，土壤電阻率保持在490ω·m，接地電阻保持在6。

實(shí)例3

稱取500g硅藻土，倒入盛有3l沼液的發(fā)酵罐中，于溫度為37℃，轉(zhuǎn)速為300r/min，恒溫密閉發(fā)酵8h，再將發(fā)酵罐內(nèi)物料過濾，收集濾餅，并將所得濾餅置于烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾餅轉(zhuǎn)入炭化爐，以15ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)?，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，于溫度為550℃條件下，保溫炭化5h，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化硅藻土；依次稱取300g上述所得炭化硅藻土，1000g泥炭，100g陶土，倒入盛有1000ml水的球磨罐中，球磨混合120min后，將球磨罐中物料堆放于避光通風(fēng)處，并向堆放的物料中接種300g蚯蚓，進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖7天，在養(yǎng)殖過程中，每隔12h向堆放物料表面噴灑80ml水，待蚯蚓養(yǎng)殖結(jié)束，分離去除蚯蚓，得預(yù)制混合料，備用；量取400ml自制液體培養(yǎng)基，倒入錐形瓶中，再向錐形瓶中接種4g固氮魚腥藻，再將錐形瓶置于搖床中，于溫度為32℃，光照強(qiáng)度為1200lx，轉(zhuǎn)速為150r/min條件下，連續(xù)培養(yǎng)15天，待連續(xù)培養(yǎng)結(jié)束，將錐形瓶中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，離心分離，收集下層沉淀物；所述自制液體培養(yǎng)基是由1.0g磷酸氫二鉀，0.5g磷酸二氫鈉，0.4g硫酸鎂，0.08g硫酸亞鐵，0.04g氯化鈣，0.03g氯化錳，0.003g硫酸銅，與1200ml去離子水混合而成；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入500份備用預(yù)制混合料，8份上述所得下層沉淀物，6份硫酸銨，300份水，120份腐植酸，50份瓊脂，于室溫條件下，以600r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合5h，再經(jīng)真空冷凍干燥后，封裝保存，即得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑。

首先挖好接地坑，將接地極垂直樹立于接地坑中心，并將接地極與接地線焊接，再將本發(fā)明所得高土壤電阻率環(huán)境接地工程專用土壤改良劑倒入接地坑中，將接地極完全覆蓋，再于混合料表面回填800mm原土，隨后再向回填的原土表面施加所用土壤改良劑質(zhì)量2.0倍的水，再向回填的原土表面鋪設(shè)一層厚度為150mm碎石，即可。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明所得土壤改良劑改造后，土壤可吸附自身重量5倍的水，在使用過程中常年保持濕潤狀態(tài)，且使用后土壤接地電阻由120ω降至5ω，經(jīng)10個(gè)月的跟蹤測試，土壤電阻率保持在500ω·m，接地電阻保持在5ω。