干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)，按重量份數(shù)計(jì)算，包括剩余污泥30-60份，磷石膏10-60份、鋸末或草粉10-30份以及?硫鐵礦粉0.5-5份或硫磺0.1-1份；將上述各組分混勻即獲得復(fù)合改良基質(zhì)。本發(fā)明篩選出一種適用于干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)的復(fù)合改良基質(zhì)，使用該復(fù)合改良基質(zhì)對(duì)干排粉煤灰堆場(chǎng)表層介質(zhì)改良，能有效去除干排粉煤灰中的鹽堿脅迫，均衡堆場(chǎng)介質(zhì)養(yǎng)分，快速構(gòu)建恢復(fù)植被，明顯控制揚(yáng)塵、泥沙沖刷流失及有害重金屬釋放的問(wèn)題，能美化堆場(chǎng)生態(tài)環(huán)境。
【專利說(shuō)明】干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工礦廢棄地生態(tài)修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]粉煤灰是燃煤鍋爐燃煤后煙氣經(jīng)除塵器收集后獲得的飛灰及燃燒副產(chǎn)物爐底渣的混合體，呈顆粒狀，粒徑包括< 2.5μπι的飄塵到，粒徑> IOcm塊狀顆粒。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，也是世界上最大的煤炭消耗國(guó)，一般每燃燒一噸煤約產(chǎn)生
0.1-0.5噸的粉煤灰。近年來(lái)我國(guó)火力發(fā)電發(fā)展較快，粉煤灰產(chǎn)生量逐年增加，“十五”未粉煤灰年產(chǎn)生量達(dá)3.02億噸，“十一五”末粉煤灰年產(chǎn)生量達(dá)4.8億噸，據(jù)預(yù)測(cè)“十二五”末粉煤灰年產(chǎn)生量將達(dá)到5.7億噸，綜合利用面臨的形勢(shì)十分嚴(yán)峻。特別是近年來(lái)隨著資源日益緊缺，國(guó)家政策鼓勵(lì)提高煤矸石、煤泥綜合利用，明顯增加了粉煤灰的產(chǎn)量。雖然我國(guó)明顯加大粉煤灰在建材摻用、高附加值資源回收、環(huán)保、土壤改良等領(lǐng)域的綜合利用政策導(dǎo)向與扶持，限于極大的產(chǎn)儲(chǔ)量，現(xiàn)有資源化技術(shù)及途徑，仍有數(shù)量巨大的粉煤灰在生產(chǎn)地周邊堆放，大量占?jí)捍罅客恋?，污染周邊水體農(nóng)田，嚴(yán)重影響周邊生態(tài)環(huán)境，危害人民生命安全。
[0003]粉煤灰具有極強(qiáng)透水性和透氣性，保水持水能力低，同時(shí)有明顯的鹽堿特征，養(yǎng)分貧瘠，重金屬污染物嚴(yán)重超標(biāo)，植物在其自然狀態(tài)下極難生存。及其呈暗黑色，具有明顯的吸熱功能，極易造成極 端的晝夜溫差(晴天的午后，堆場(chǎng)表明粉煤灰溫度可達(dá)70-80°C以上，可直接將表面生物直接灼傷致死)，由于以上堆場(chǎng)極端的生境，有研究表明現(xiàn)實(shí)調(diào)查表明:粉煤灰即使自然堆放20-30年，但恢復(fù)狀況仍然極差，自然恢復(fù)方式除了使基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)的含量略有增加外，對(duì)基質(zhì)其他營(yíng)養(yǎng)成分并沒(méi)有產(chǎn)生任何改善作用，單純依靠自然恢復(fù)方式來(lái)達(dá)到改善基質(zhì)養(yǎng)分狀況、恢復(fù)植被的目標(biāo)還需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間過(guò)程。
[0004]而現(xiàn)階段有關(guān)粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)的研究工作，及實(shí)地恢復(fù)應(yīng)用技術(shù)還少見(jiàn)報(bào)道。王笑峰等對(duì)客土植被修復(fù)，以及張坤英等在長(zhǎng)期(30-40余年以上)自然恢復(fù)的干排粉煤灰堆場(chǎng)上的植被恢復(fù)研究表明，植被恢復(fù)可以有效改善堆場(chǎng)介質(zhì)養(yǎng)分條件，有效控制堆場(chǎng)重金屬的釋放，增加植被覆蓋率及生物量，表現(xiàn)出明顯生態(tài)環(huán)境效益此外，專利“CN101341845A”和“CN101053300A”公布了一種濕排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)的基質(zhì)改良方法及培植草皮的方法，但對(duì)于干排粉煤灰堆場(chǎng)上的植被修復(fù)方面尚未見(jiàn)具體的技術(shù)方法，由于粉煤灰在濕排過(guò)程中，已使粉煤灰中，鹽、堿、有毒重金屬等大量有害物質(zhì)有效淋洗，明顯改善堆場(chǎng)植被恢復(fù)條件，相對(duì)易于植被恢復(fù)工作。而干排粉煤灰有明顯更高的鹽堿程度、更多的有害重金屬離子、以及明顯干旱的等特征；干排粉煤灰堆場(chǎng)有更加惡劣的植物立地條件，植被恢復(fù)更為困難，且極易形成揚(yáng)塵污染，易造成更為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。因此，綜上，開(kāi)發(fā)干排粉煤灰粉煤灰堆場(chǎng)的快速植被恢復(fù)方法極具前景且尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)及其使用方法，它有效去除干排粉煤灰的鹽堿脅迫，均衡堆場(chǎng)介質(zhì)養(yǎng)分，快速構(gòu)建恢復(fù)植被，明顯控制揚(yáng)塵、泥沙沖刷流失及有害重金屬釋放的問(wèn)題，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)，按重量份數(shù)計(jì)算，包括含水量為3-5%的剩余污泥30-60份，磷石膏10-60份、鋸末或草粉10-30份以及硫鐵礦粉0.5-5份或硫磺0.1-1份；將上述各組分混勻即獲得復(fù)合改良基質(zhì)。
[0007]所述的磷石膏的粒度為0.05-0.3mm ;所述的硫鐵礦粉的粒度為0.2_5mm。
[0008]磷石膏來(lái)自濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的浸提廢渣，作為對(duì)粉煤灰中堿性物質(zhì)的直接中和材料及堆場(chǎng)磷養(yǎng)分的調(diào)節(jié)劑；硫鐵礦(或硫磺)為硫酸或鋼鐵生產(chǎn)工業(yè)使用的FeS2礦石，作為煤灰堆場(chǎng)堿緩沖劑，持續(xù)中和粉煤灰中不斷產(chǎn)生的堿性物質(zhì)，保持植被生長(zhǎng)層中近中性環(huán)境；剩余污泥來(lái)自 二級(jí)城鎮(zhèn)污水處理廠，作為前期氮源及有機(jī)質(zhì)等植物養(yǎng)分改良劑，并有較好的保水蓄水功能，鋸末來(lái)自木材加工廠，作為鹽分及重金屬吸附材料使用，控制粉煤灰中明顯的鹽分危害，并提供一定的有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分。
[0009]復(fù)合改良基質(zhì)與表層混勻后，立刻壓實(shí)進(jìn)行播種即可。
[0010]活性污泥自然含水率為75%左右，本發(fā)明采用的剩余污泥為風(fēng)干后的活性污泥，其含水量為3%-5%。
[0011]干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)的使用方法，I)將上述復(fù)合改良基質(zhì)拋撒在干排粉煤灰堆場(chǎng)表面上，拋撒厚度為0.5-2cm，用量為5-20kg/m2，再將干排粉煤灰堆場(chǎng)表層5-20cm翻松，使其與復(fù)合改良基質(zhì)混勻；或在干排粉煤灰堆場(chǎng)的表面直接鋪設(shè)復(fù)合改良基質(zhì)，復(fù)合改良基質(zhì)的厚度為2cm以上；2)將改良的表層壓實(shí)后，播種修復(fù)植被；前期灑水日常養(yǎng)護(hù)，修復(fù)植被成活1-2月后，即可靠自然維持，再無(wú)需養(yǎng)護(hù)。
[0012]所述的修復(fù)植被包括主要植被和次要植被，主要植被為土荊芥或雀麥，或土荊芥與雀麥的任意比例混合，次要植被為黑麥草、高羊茅、狗牙根或三葉草中的一種或幾種的任意比例混合；主要植被與次要植被的質(zhì)量比例為5:1-10:1 ;修復(fù)植被的播種量10-20kg/畝。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明篩選出一種適用于干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)的復(fù)合改良基質(zhì)，使用該復(fù)合改良基質(zhì)對(duì)干排粉煤灰堆場(chǎng)表層介質(zhì)改良，能有效去除干排粉煤灰中的鹽堿脅迫，均衡堆場(chǎng)介質(zhì)養(yǎng)分，快速構(gòu)建恢復(fù)植被，明顯控制揚(yáng)塵、泥沙沖刷流失及有害重金屬釋放的問(wèn)題，能美化堆場(chǎng)生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明材料來(lái)源廣泛，成本低廉，操作施工簡(jiǎn)便、容易管理、見(jiàn)效快，且無(wú)需特殊的后續(xù)管理和維護(hù)。此外，在完成粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)及污染控制的基礎(chǔ)上，有效利用剩余污泥、磷石膏、木屑等工礦業(yè)固體廢棄物，節(jié)約大量土地資源，同時(shí)能提供大量的植物纖維，用于造紙等工業(yè)原料，具有較好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明的實(shí)施例1:干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)的使用，在室外采用一個(gè)直徑為25cm,高為35cm的柱形容器來(lái)裝填干排粉煤灰,裝填厚度為25cm,干排粉煤灰樣品采集于貴陽(yáng)電廠儲(chǔ)灰塔內(nèi)；按重量份數(shù)計(jì)算，將含水量為3-5%的剩余污泥30份，粒度為0.05-0.3mm的磷石膏60份，草粉10份以及硫磺粉1份充分混勻，配制復(fù)合改良基質(zhì)。直接在以上干排粉煤灰表面鋪設(shè)2cm的改良基質(zhì)層，將土荊芥、高羊茅、黑麥草和三葉草種子(四種種子按7:1:1:1的重量比混合)混合播撒，播種完成后，將表面混合壓實(shí)，灑水淋透，每周灑水養(yǎng)護(hù)。
[0015]另相同干排粉煤灰不使用復(fù)合改良基質(zhì)作為空白對(duì)照，播種與實(shí)施例1完全相同。
[0016]實(shí)施例1在4天后陸續(xù)發(fā)芽，20天后，平均株高可達(dá)IOcm以上，覆蓋率可達(dá)100%，植株長(zhǎng)勢(shì)良好，近兩年的觀測(cè)結(jié)果顯示，修復(fù)植被能夠完成自然生命周期，維持較好的植被覆蓋，幾乎看不到的揚(yáng)塵及雨水沖刷泥沙徑流。
[0017]空白對(duì)照種子部分發(fā)芽，而后因干旱、表面高溫及鹽害堿害致逐漸干枯死亡。
[0018]本發(fā)明的實(shí)施例2:干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)的使用，在室外構(gòu)建長(zhǎng)X寬X高=3mX3mX0.5m的矩形池體，裝填深度30cm的干排粉煤灰。按重量份數(shù)，將含水量為3-5%的剩余污泥45份，粒度為0.05-0.3mm的磷石膏30份，鋸末20份以及粒度為0.2-5mm的硫鐵礦粉5份充分混勻配制復(fù)合改良基質(zhì)；按IOkg/平方米用量直接在干排粉煤灰堆場(chǎng)上表面拋撒，將干排粉煤灰堆場(chǎng)表面5-20cm深翻混勻,將雀麥、高羊茅、黑麥草和三葉草種子(四種種子按7:1:1:1的重量比混合)混合播撒，表面混合壓實(shí)，覆蓋無(wú)紡布，透水，每周灑水一次養(yǎng)護(hù)。
[0019]在一周后種子陸續(xù)發(fā)芽，30天后，即可成坪，株高達(dá)10-20cm，覆蓋率達(dá)90%以上，已能呈現(xiàn)出較好的生態(tài)景觀效果。近四年的觀測(cè)結(jié)果顯示，恢復(fù)處理粉煤灰上幾種植物均能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)芽-生長(zhǎng)-結(jié)實(shí)-凋落-再發(fā)芽生長(zhǎng)的自然生長(zhǎng)周期，植物生長(zhǎng)量呈明顯增加趨勢(shì)，雀麥株高可達(dá)70-100cm，高羊茅、黑麥草株高可達(dá)50-70cm。相對(duì)于空白對(duì)照未修復(fù)的粉煤灰，能極顯著降低堆場(chǎng)表面溫度(夏季午后，堆場(chǎng)表面溫度可達(dá)70-80°C，而恢復(fù)植被堆場(chǎng)表層一直維持在20-30°C以下)，幾乎看不到的揚(yáng)塵及雨水沖刷泥沙徑流，明顯改善堆場(chǎng)表層粉煤灰水分含量及堆礦物養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分含量。
[0020]空白對(duì)照:直接將種子播撒在未經(jīng)任何處理的干排粉煤灰上；播種與以上處理相同。空白對(duì)照種子部分發(fā)芽，而后因干旱、表面高溫及鹽害堿害致逐漸干枯死亡。
[0021]實(shí)施例結(jié)果表明，實(shí)施例2的對(duì)比I采用本發(fā)明提供的方案，它能夠在干排粉煤灰堆場(chǎng)上迅速構(gòu)建修復(fù)植被，短期形成生態(tài)景觀；能完成自然生長(zhǎng)周期及交替，明顯改善堆場(chǎng)介質(zhì)養(yǎng)分特征，調(diào)節(jié)堆場(chǎng)表面極端溫度，有效控制揚(yáng)塵及雨水沖刷泥沙徑流。
[0022] 根據(jù)上述說(shuō)明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，盡管本發(fā)明中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)，其特征在于:按重量份數(shù)計(jì)算，包括含水量為3-5%的剩余污泥30-60份，磷石膏10-60份、鋸末或草粉10-30份以及硫鐵礦粉0.5-5份或硫磺0.1-1份；將上述各組分混勻即獲得復(fù)合改良基質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)，其特征在于:所述的磷石膏的粒度為0.05-0.3mm ;所述的硫鐵礦粉的粒度為0.2_5mm。
3.—種如權(quán)利要求1所述的干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)的使用方法，其特征在于:1)將上述復(fù)合改良基質(zhì)拋撒在干排粉煤灰堆場(chǎng)表面上，拋撒厚度為0.5-2cm，用量為5-20kg/m2，再將干排粉煤灰堆場(chǎng)表層5-20cm翻松，使其與復(fù)合改良基質(zhì)混勻；或在干排粉煤灰堆場(chǎng)的表面直接鋪設(shè)復(fù)合改良基質(zhì)，復(fù)合改良基質(zhì)的厚度為2cm以上；2)將改良的表層壓實(shí)后，播種修復(fù)植被；前期灑水日常養(yǎng)護(hù)，修復(fù)植被成活1-2月后，即可靠自然維持，再無(wú)需養(yǎng)護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干排粉煤灰堆場(chǎng)植被恢復(fù)復(fù)合改良基質(zhì)的使用方法，其特征在于:所述的修復(fù)植被包括主要植被和次要植被，主要植被為土荊芥或雀麥，或土荊芥與雀麥的任意比例混合，次要植被為黑麥草、高羊茅、狗牙根或三葉草中的一種或幾種的任意比例混合；主要植被與次要植被的種子的質(zhì)量比例為5:1-10:1 ;修復(fù)植被的播種量10-20kg/畝。
【文檔編號(hào)】A01G1/00GK103964957SQ201410199123
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】喻陽(yáng)華, 吳永貴, 付天嶺, 張坤英, 喻理飛 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)