權(quán)利要求

1.利用城市固廢制備礦山修復(fù)營養(yǎng)土的方法，其特征在于：礦山修復(fù)營養(yǎng)土包括如下原料：市政污泥、綠化固廢、微生物發(fā)酵劑、粉煤灰和礦山尾泥； 所述礦山修復(fù)營養(yǎng)土制備方法包括： 1).粉碎自然風(fēng)干后的綠化固廢為干燥綠化固廢顆粒； 2).在環(huán)境溫度大于環(huán)境啟動溫度時，將原料市政污泥、干燥綠化固廢顆粒和微生物發(fā)酵劑按照質(zhì)量比100：25-35：0.01-0.02混合后攪拌堆成堆體，控制混合物料的含水率為45-65％，在堆體上打通氣孔，進行一次發(fā)酵，雨天需覆蓋防雨布； 3).當混合物料堆體內(nèi)部溫度升高到65℃后每隔兩天進行一次翻堆降低溫度，堆體溫度55℃以上維持15天后一次高溫發(fā)酵制得發(fā)酵物料； 4).所述發(fā)酵物料、粉煤灰、尾泥按照體積比100：0-10：50-100混合攪拌堆放，進行二次發(fā)酵，堆體降溫至環(huán)境溫度得到礦山修復(fù)營養(yǎng)土。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市固廢制備礦山修復(fù)營養(yǎng)土的方法，其特征在于：所述市政污泥的含水率為75-81％。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市固廢制備礦山修復(fù)營養(yǎng)土的方法，其特征在于：所述風(fēng)干綠化固廢的含水率小于28％。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市固廢制備礦山修復(fù)營養(yǎng)土的方法，其特征在于：干燥綠化固廢顆粒的粒徑為2cm以內(nèi)。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市固廢制備礦山修復(fù)營養(yǎng)土的方法，其特征在于：所述環(huán)境啟動溫度為10℃以上。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市固廢制備礦山修復(fù)營養(yǎng)土的方法，其特征在于：在所述S2中，混合物料堆體的體積為10m 3以上。 7.權(quán)利要求1-6中任一項所述的制備方法制備得到的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土。 8.權(quán)利要求7所述的礦山修復(fù)營養(yǎng)土應(yīng)用于礦山、廢棄采石場等種植生態(tài)修復(fù)用植物，不應(yīng)用于農(nóng)作物。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及礦山生態(tài)恢復(fù)和市政污泥、電廠粉煤灰、礦山廢棄尾泥、綠化固廢資源化利用領(lǐng)域，尤其涉及以市政污泥、綠化固廢、尾泥為主要基質(zhì)的礦山生態(tài)修復(fù)復(fù)營養(yǎng)土的制備方法。

背景技術(shù)：

市政污泥是市政污水處理的副產(chǎn)物。隨著我國城市化進程的推進，市政污水處理量逐年增多，市政污泥產(chǎn)量也隨之加大。市政污泥含有一定的污染物質(zhì)，可能攜帶病原微生物，含水率高，必須妥善處理處置或資源化利用，才能避免二次污染。但內(nèi)陸城市的污泥一般以露天堆放為主，難聞的氣味會給周圍的人帶來不適感，其中含有有機物、病原菌等成分，在直接堆放或利用時會造成二次污染。城市污泥含有豐富的有機質(zhì)以及氮、磷等植物性營養(yǎng)元素，它們是植物生長所需的營養(yǎng)元素，將其發(fā)酵處理可以作為礦山修復(fù)營養(yǎng)土。

礦山生態(tài)修復(fù)每年會產(chǎn)生大量的死樹、枯枝、落葉這些綠化固廢，一般以收集堆放為主，占用大量場地?zé)o處消納。自然風(fēng)干綠化廢棄物含碳量高，含水率低，而污泥中含氮量較高，含水率高，兩者按適當比例混合，能達到高溫發(fā)酵所需的C/N比和含水率，利用園林綠化廢棄物復(fù)合污泥堆制營養(yǎng)土，就可滿足堆制營養(yǎng)土的理化條件，而且可實現(xiàn)園林綠化廢棄物和廢水處理污泥的資源化利用。

粉煤灰是燃煤電廠的主要固體廢物，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，用電需求不斷增加，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加處理直接堆放在礦山中，產(chǎn)生大量揚塵，對大氣、水體和土壤等周圍環(huán)境造成嚴重的污染。研究表明粉煤灰中的氫氧化鈣具有絮凝作用，其中的氧化硅和氧化鋁具有吸附重金屬的作用，因此對于改良礦山土壤重金屬污染有重要意義。

礦山中濕式制砂產(chǎn)生大量的尾泥，均以尾泥池形式進行堆放，占用大量用地。

礦山生態(tài)恢復(fù)往往面臨著廢棄礦坑土壤貧瘠，無法栽種植被的問題。利用城市固廢為主要原料制備的營養(yǎng)土，可用于礦山生態(tài)恢復(fù)中，彌補原生土壤的缺乏，同時較高的肥力在生態(tài)修復(fù)中具有積極意義，同時達到固廢“減量化、資源化、無害化”的效果。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的第一個目的在于提供一種利用城市固廢制備礦山修復(fù)營養(yǎng)土的方法；

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種礦山修復(fù)營養(yǎng)土；

本發(fā)明的第三個目的在于提供一種礦山修復(fù)營養(yǎng)土的用途。

本發(fā)明的第一個目的由如下技術(shù)方案實施：本發(fā)明提供的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土的制備方法，其原料包括市政污泥和綠化固廢、微生物發(fā)酵菌劑；所述綠化固廢的質(zhì)量為所述市政污泥的25-35％，所述微生物菌劑的質(zhì)量為所述脫水市政污泥的0.01-0.02％，市政污泥和綠化固廢、微生物發(fā)酵菌劑經(jīng)過一次發(fā)酵后形成發(fā)酵物料。

上述的制備方法中，所述原料還包括粉煤灰，所述粉煤灰的體積可為所述發(fā)酵物料體機的0～10％。

上述的制備方法中，所述原料還包括礦山中濕式制砂產(chǎn)生大量的尾泥，所述尾泥的體積可為所述發(fā)酵物料的50-100％。

上述的制備方法中，所述市政污泥的含水率為75～81％，具體可為80.5±0.1％。所述風(fēng)干綠化固廢的含水率小于28％，具體可為26.5±0.0％。

上述的制備方法中，所述粉煤灰的含水率小于1％，具體可為0.05％。

上述的制備方法中，所述尾泥的含水率小于25％，具體可為22.6％上述的制備方法中，制備步驟如下：1)粉碎機粉碎自然風(fēng)干后的綠化固廢成為干燥顆粒；2)將原料污泥和干燥顆粒摻入微生物發(fā)酵劑攪拌后堆成堆體，混合物料的含水率為45～65％，在堆體上面打通氣孔，進行一次發(fā)酵，雨天需覆蓋防雨布；3)當溫度升高到65℃后每隔兩天進行一次翻堆降低溫度，堆體溫度55℃以上維持15天后一次高溫發(fā)酵制得所需發(fā)酵物料；4)所得發(fā)酵物料、粉煤灰、尾泥進行攪拌堆放，進行二次發(fā)酵，堆體降溫至環(huán)境溫度得到礦山修復(fù)營養(yǎng)土。

上述的制備方法中，步驟2)中，所述堆體底部的長、寬可至少為3m(如長3.5m、寬3m)，高可為1.5～2.0m(如1.5m)；所述一次發(fā)酵可在所述堆體表面覆蓋防雨布等等材料；步驟3)中，翻堆頻率如下：當堆體溫度達到65℃以上時，每1～3d翻堆一次(如2天)，總時長不少于15d，其中堆體溫度55℃以上至少15d。

上述的制備方法中，步驟2)中，所述敞開堆積時堆體的高度為1.5-2.0m(如1.5m)，堆積時間不少于15天。

本發(fā)明的第二個目的由如下技術(shù)方案實施：由上述的制備方法制備得到的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土。

本發(fā)明的第三個目的由如下技術(shù)方案實施：本發(fā)明進一步提供了上述的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土在礦山、廢棄采石場地種植植物的生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用。

上述的應(yīng)用中，所述的礦山、廢棄采石場地為砂礫、礫石或基巖質(zhì)地，尤其是營養(yǎng)物質(zhì)貧瘠、保水性能不好的土壤；

所述種植植物以扦插、栽苗、移植或直接播撒種子的方式進行；

所述的植物包括油松、樟子松、山桃、山杏等礦山生態(tài)修復(fù)用樹種；

施用方式：可將所述的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)覆土與原位土壤攪拌，也可將所述的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土直接攤?cè)鲈谠煌寥郎稀?/span>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明使城市固廢資源化利用；

(2)本發(fā)明可提供大量的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土，提高礦山、廢棄采石場地生態(tài)恢復(fù)的效率。

附圖說明：

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為以城市固廢為主要基質(zhì)的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土制備方法的工藝流程圖。

具體實施方式：

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。

市政污泥取自包頭市排水產(chǎn)業(yè)有限公司，含水率81±0.1％。

綠化固廢由包頭市大青山生態(tài)修復(fù)產(chǎn)生的枯枝、死樹、落葉破碎后制得，含水率26.5±0.0％。

微生物發(fā)酵菌劑為北京華夏康源科技有限公司生產(chǎn)的金寶貝牌一型肥料發(fā)酵劑，發(fā)酵劑菌群為由絲菌、絲狀菌、酵母菌、放線菌等多種天然有益微生物組成的復(fù)合菌群，具有極強的好氧發(fā)酵性能。

粉煤灰由北方聯(lián)合電力有限責(zé)任公司包頭第二熱電廠提供，含水率0.05％，具體性質(zhì)見表1。

表1、粉煤灰性質(zhì)單位：％(質(zhì)量)

實施例1、以城市固廢為主要基質(zhì)制備礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土

市政污泥含水率約75-81％，有機物含量44.3％(重量法)。

按下述配方分別配制物料，每配方總物料8.0-10.0t，先進行一次發(fā)酵制得發(fā)酵物料，然后發(fā)酵物料與粉煤灰和風(fēng)干尾泥混合進行二次發(fā)酵制得礦山修復(fù)營養(yǎng)土，一次發(fā)酵物配方為市政污泥：風(fēng)干綠化固廢：微生物發(fā)酵菌劑＝1：25％：0.01％(重量比)；然后發(fā)酵物料：尾泥：粉煤灰＝100％：100％：5％按體積比進行混合后二次發(fā)酵，制得到礦山修復(fù)營養(yǎng)土；

按照圖1所示工藝流程圖制備礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)覆土，具體步驟如下：

1)粉碎物料，粉碎后物料的粒徑分別為風(fēng)干綠化固廢2cm以內(nèi)；

2)混料，按上述配方的比例，將市政污泥、風(fēng)干綠化固廢和微生物發(fā)酵菌劑混勻，獲得混合物料；

3)翻堆式一次發(fā)酵，將混合物料在混凝土地面上進行堆放，堆成底部長3m，寬3m，高l.5m的堆體，雨天需覆蓋布防雨，堆體升溫至65℃以上后每2d翻堆一次，其中堆體溫度55℃以上保持15d以上；

4)二次發(fā)酵，現(xiàn)場自然腐熟后，將一次發(fā)酵物料與風(fēng)干尾泥和粉煤灰混合均勻堆放，堆體溫度降至環(huán)境溫度并散發(fā)的臭味極小，即得礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土。

實施例2、以城市固廢為主要基質(zhì)制備礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土

市政污泥含水率約75-81％，有機物含量44.3％(重量法)。

按下述配方分別配制物料，每配方總物料8.0-10.0t，先進行一次發(fā)酵制得發(fā)酵物料，然后發(fā)酵物料與粉煤灰和風(fēng)干尾泥混合進行二次發(fā)酵制得礦山修復(fù)營養(yǎng)土，一次發(fā)酵物配方為市政污泥：風(fēng)干綠化固廢：微生物發(fā)酵菌劑＝1：25％：0.01％(重量比)；然后發(fā)酵物料：尾泥：粉煤灰＝100％：100％：10％按體積比進行混合后二次發(fā)酵，制得到礦山修復(fù)營養(yǎng)土；

按照圖1所示工藝流程圖制備礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)覆土，具體步驟如下：

1)粉碎物料，粉碎后物料的粒徑分別為風(fēng)干綠化固廢2cm以內(nèi)；

2)混料，按上述配方的比例，將市政污泥、風(fēng)干綠化固廢和微生物發(fā)酵菌劑混勻，獲得混合物料；

3)翻堆式一次發(fā)酵，將混合物料在混凝土地面上進行堆放，堆成底部長3m，寬3m，高l.5m的堆體，雨天需覆蓋布防雨，堆體升溫至65℃以上后每2d翻堆一次，其中堆體溫度55℃以上保持15d以上；

4)二次發(fā)酵，現(xiàn)場自然腐熟后，將一次發(fā)酵物料與風(fēng)干尾泥和粉煤灰混合均勻堆放，堆體溫度降至環(huán)境溫度并散發(fā)的臭味極小，即得礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土。

實施例3、以城市固廢為主要基質(zhì)制備礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土

市政污泥含水率約75-81％，有機物含量44.3％(重量法)。

按下述配方分別配制物料，每配方總物料8.0-10.0t，先進行一次發(fā)酵制得發(fā)酵物料，然后發(fā)酵物料與粉煤灰和風(fēng)干尾泥混合進行二次發(fā)酵制得礦山修復(fù)營養(yǎng)土，一次發(fā)酵物配方為市政污泥：風(fēng)干綠化固廢：微生物發(fā)酵菌劑＝1：25％：0.01％(重量比)；然后發(fā)酵物料：尾泥：粉煤灰＝100％：50％：5％按體積比進行混合后二次發(fā)酵，制得到礦山修復(fù)營養(yǎng)土；

按照圖1所示工藝流程圖制備礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)覆土，具體步驟如下：

1)粉碎物料，粉碎后物料的粒徑分別為風(fēng)干綠化固廢2cm以內(nèi)；

2)混料，按上述配方的比例，將市政污泥、風(fēng)干綠化固廢和微生物發(fā)酵菌劑混勻，獲得混合物料；

3)翻堆式一次發(fā)酵，將混合物料在混凝土地面上進行堆放，堆成底部長3m，寬3m，高l.5m的堆體，雨天需覆蓋布防雨，堆體升溫至65℃以上后每2d翻堆一次，其中堆體溫度55℃以上保持15d以上；

4)二次發(fā)酵，現(xiàn)場自然腐熟后，將一次發(fā)酵物料與風(fēng)干尾泥和粉煤灰混合均勻堆放，堆體溫度降至環(huán)境溫度并散發(fā)的臭味極小，即得礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土。

實施例4、以城市固廢為主要基質(zhì)制備礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土

市政污泥含水率約75-81％，有機物含量44.3％(重量法)。

按下述配方分別配制物料，每配方總物料8.0-10.0t，先進行一次發(fā)酵制得發(fā)酵物料，然后發(fā)酵物料與粉煤灰和風(fēng)干尾泥混合進行二次發(fā)酵制得礦山修復(fù)營養(yǎng)土，一次發(fā)酵物配方為市政污泥：風(fēng)干綠化固廢：微生物發(fā)酵菌劑＝1：25％：0.01％(重量比)；然后發(fā)酵物料：尾泥：粉煤灰＝100％：50％：10％按體積比進行混合后二次發(fā)酵，制得到礦山修復(fù)營養(yǎng)土；

按照圖1所示工藝流程圖制備礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)覆土，具體步驟如下：

1)粉碎物料，粉碎后物料的粒徑分別為風(fēng)干綠化固廢2cm以內(nèi)；

2)混料，按上述配方的比例，將市政污泥、風(fēng)干綠化固廢和微生物發(fā)酵菌劑混勻，獲得混合物料；

3)翻堆式一次發(fā)酵，將混合物料在混凝土地面上進行堆放，堆成底部長3m，寬3m，高l.5m的堆體，雨天需覆蓋布防雨，堆體升溫至65℃以上后每2d翻堆一次，其中堆體溫度55℃以上保持15d以上；

4)二次發(fā)酵，現(xiàn)場自然腐熟后，將一次發(fā)酵物料與風(fēng)干尾泥和粉煤灰混合均勻堆放，堆體溫度降至環(huán)境溫度并散發(fā)的臭味極小，即得礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土。

實施例5、實施例1-4制備得到的營養(yǎng)覆土的主要性質(zhì)

有機物含量測定方法：將混合均勻的樣品，放在稱至恒重的瓷坩堝內(nèi)，先將水分大的樣品放置于水浴鍋上蒸干，然后放進烘箱內(nèi)烘至恒重，干燥樣品直接放入恒溫箱烘至恒重，再將它放進馬弗爐內(nèi)灼燒。根據(jù)公式計算有機物含量。

總氮(TN)測定方法：樣品經(jīng)硫酸-過氧化氫消煮，有機氮轉(zhuǎn)化為硫酸銨，堿化蒸餾出的氨以硼酸吸收，以標準溶液滴定，測定樣品中的全氮含量。結(jié)果以N計。

總磷(TP)測定方法：以HCl0 4-H 2SO 4溶液消解，將樣品分解，通過磷酸根離子與釩鉬酸銨試劑反應(yīng)顯色，以分光光度計測定磷含量。結(jié)果以P20s計。

總鉀(TK)測定方法：以NaOH熔融-火焰光度計法測定。結(jié)果以K20計。

含水率的測定方法：將均勻的樣品放在稱至恒重的蒸發(fā)皿中于水浴上蒸干，放在103℃-105℃烘箱內(nèi)烘至恒重，減少的重量以百分率計為樣品含水率。

pH值的測定方法：電極法測量。

糞大腸菌群數(shù)測定方法：用濾膜法測定樣品中的大腸菌群。

蛔蟲卵死亡率的測定方法：用集卵法測定樣品中的蛔蟲卵。

重金屬浸出毒性測定方法：根據(jù)國家環(huán)境保護行業(yè)標準《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)以硫酸硝酸法浸出，浸提劑pH范圍3.20±0.05，模擬酸性降水淋濾有毒物質(zhì)進入環(huán)境介質(zhì)的過程。以電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS，德國ThermoFisher，X Series 2型)測定浸出液上清液中的重金屬濃度。

種子發(fā)芽率測定方法：將風(fēng)干的樣品與去離子水按1：10(w：v)比例混合浸提震蕩2h，浸提液在10000r/min離心機分離20min后，上清液經(jīng)0.45μm濾膜過濾。將一張濾紙置于清潔的培養(yǎng)皿中，加入5mL濾液和20顆白菜種子，在25℃暗箱中培養(yǎng)48h。記錄種子發(fā)芽的數(shù)量，計算種子的發(fā)芽率。

表2實施例1-4制備得到營養(yǎng)土的主要性質(zhì)

注：執(zhí)行標準《農(nóng)用污泥污染物控制標準》

表3實施例1-4制備得到營養(yǎng)土的主要性質(zhì)

注：執(zhí)行標準《農(nóng)用污泥污染物控制標準》

由表2和表3可知，實施例1-4制備得到的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土，其有機物含量、含水率、pH、蛔蟲卵死亡率、砷汞鉛鎘鉻等重金屬含量均在《農(nóng)用污泥污染物控制標準》的標準限值范圍內(nèi)，而且實施例1-4制備得到的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土糞大腸菌群數(shù)低至90個/g左右，利用該礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土進行種子發(fā)芽測試，發(fā)芽率高達100％，可見本發(fā)明制備的礦山生態(tài)修復(fù)營養(yǎng)土完全可以用于礦山修復(fù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

利用城市固廢制備礦山修復(fù)營養(yǎng)土的方法.pdf