利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及尾礦生態(tài)修復技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種利用城市剩余污泥輔助尾礦 生態(tài)修復的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦產(chǎn)資源開發(fā)在為國家提供重要戰(zhàn)略資源的同時，也造成了環(huán)境污染的嚴重后 果。據(jù)統(tǒng)計，開采1噸金屬礦石將有〇. 9噸尾礦形成，尾礦產(chǎn)生量可占到工業(yè)固體廢棄物產(chǎn) 生總量的30%。尾礦堆積不僅使尾礦庫壓占的土地受到重金屬污染，而且尾礦常以風、水為 載體不斷擴散，并通過地球化學鏈、食物鏈進入生物體，給礦區(qū)及其周邊地區(qū)的生態(tài)安全和 社會穩(wěn)定帶來了嚴重威脅。
[0003] 尾礦環(huán)境修復及其關(guān)鍵技術(shù)研究，不僅是當前國際資源與環(huán)境研究領(lǐng)域的熱點問 題，也是當前環(huán)境保護所面臨的緊迫任務(wù)。目前，尾礦治理方法主要有尾礦返井充填法、固 結(jié)用作建筑材料法、生態(tài)修復等方法。充填和固結(jié)法由于存在處理量有限、對尾礦二次利用 形成困難、成本較高、不能改善生態(tài)環(huán)境等問題，難以廣泛應用。尾礦生態(tài)修復法主要是通 過尾礦庫表層種植植物改善生態(tài)環(huán)境，具有較好的生態(tài)效益和社會效益，且較為經(jīng)濟。然 而，由于尾礦大多存在重金屬含量過高、養(yǎng)分貧瘠、微生物群落結(jié)構(gòu)差等植物生長限制因 素，植物自然定植非常困難。因此，通過人工輔助措施，改善尾礦的植物適生性質(zhì)，促進植物 定植，并最終實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，是尾礦生態(tài)修復的重要內(nèi)容。
[0004] 基質(zhì)改良是輔助生態(tài)修復的重要措施，其主要是通過改善尾礦的物理結(jié)構(gòu)、肥力 狀況等促進植物定植。用于改良尾礦的材料極其廣泛，覆土、化學肥料、有機廢棄物(秸桿、 城市污泥、垃圾、動物糞便，堆肥等）等都被用于尾礦的改良。但有些改良材料存在價格昂 貴、來源不廣、二次污染等問題，大多不適合大范圍應用。城市污泥是城市污水處理廠在污 水處理過程中產(chǎn)生的固體廢棄物。目前，中國干污泥約占總垃圾量的0. 3%，而且每年以10% 以上的速度遞增。而我國現(xiàn)有污泥的安全處置率小于10%，英國、瑞士、瑞典和荷蘭等國城 市污泥的農(nóng)用資源化率已達40 %以上，污泥處理問題已經(jīng)成為我們無法回避的城市環(huán)境問 題。由于城市污泥往往含有一定的污染物，如何對其進行妥善處理仍是個棘手的問題。主 要的處理方法有填埋、焚燒、倒海和農(nóng)業(yè)利用等。前三種處理方法，一方面是浪費了資源， 因為城市污泥含有豐富的N、P、K和有機質(zhì)，是良好的有機肥料，優(yōu)于豬牛糞等農(nóng)家肥； 另一方面是受到場地限制，造成二次污染和處理費用昂貴等。相對而言，作為肥料是適合 中國國情的處置方法。城市污泥的化學組成因污水來源而異，但一般都或多或少地含有一 定量的&1、？13、211、附、(>、取、0(1等重金屬、有機污染物及寄生蟲、病菌等。尤其重金屬 問題，一直以來都是人們擔心城市污泥農(nóng)用的環(huán)境風險，并且成為限制其大規(guī)模土地利用 的障礙因素。尾礦生態(tài)修復側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建，較少涉及食物鏈的物質(zhì)傳遞，將 污泥用于尾礦修復中的基質(zhì)改良，可能具有較廣泛的應用前景。施用城市污泥能有效地提 高尾礦養(yǎng)分含量和改善其持水、保水性，從而達到促進尾礦生態(tài)修復的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對尾礦環(huán)境污染問題，提供一種利用城市剩余污 泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法。該方法有效促進植物定植，減少尾礦表面地表徑流污染 及沙塵污染，達到改善尾礦周邊的景觀形象的效果。
[0006] 實現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案： 1. 一種利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法，其特征在于，按照下述步驟進 行： a. 取城市剩余污泥，并將其晾干，用粉碎機粉碎過篩，篩下污泥粉備用； b. 將尾礦進行18- 22cm深度的翻耕； c. 將污泥粉按照重量百分比0. 59^5%的施用量與尾礦充分混勻，將施有污泥粉的尾礦 攤平,平整成為種植作物的土地。
[0007] 作為優(yōu)選方案，將晾干的城市剩余污泥，用粉碎機粉碎過5 mm篩，篩下物為污泥 粉。
[0008] 作為優(yōu)選方案，所述的污泥粉與其它肥料或改良劑配合利用，與尾礦充分混勻攤 平。
[0009] 作為優(yōu)選方案，所述的其它肥料為硝銨或無機肥。
[0010] 作為優(yōu)選方案，所述的改良劑依據(jù)尾礦特征選擇為秸桿、粉煤灰、鋼渣、高爐渣。 [0011] 采用上述技述方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用城市剩余污泥進行尾礦生態(tài)修 復的方法具有如下有益效益： 1.改善生態(tài)環(huán)境：施用城市剩余污泥可改善尾礦的氮、磷、有機質(zhì)等養(yǎng)分狀況，并且能 夠降低尾礦中重金屬的生物有效性，有利于促進植物定植，改善植物生長狀況，提高尾礦的 景觀形象。
[0012] 2.防止污染擴散：城市剩余污泥具有促進植物生長，提高尾礦表層植被覆蓋度， 可以有效防止尾礦砂經(jīng)風吹、降水等產(chǎn)生的空氣污染、土地污染、水污染等效果。
[0013] 3.以廢治廢：利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復，既能夠?qū)崿F(xiàn)城市污泥資源化 利用，又能夠改善尾礦生態(tài)環(huán)境，可同時提高經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
[0014] 4.本發(fā)明所提供的利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復方法可應用于各類金屬 尾礦。城市剩余污泥施用方式可單獨使用，也可與其他肥料或改良劑配合使用；施用量和施 用時間可根據(jù)具體情況靈活掌握。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
[0016] 實施例1:利用城市剩余污泥改善鉛鋅尾礦植物生長環(huán)境的方法 將鉛鋅尾礦表面進行20 cm深度的翻耕，再將用粉碎機粉碎后過5 _篩的風干的城市 剩余污泥粉與翻耕的尾礦進行充分混勻。污泥粉按照城市剩余污泥風干重/尾礦風干重的 重量比例，施用量為1%、2%和5%。將施入污泥粉的尾礦攤平，成為種植做無的土地，然后種 植耐性植物黑麥草。黑麥草播種方式可撒播也可條播，條播行距為0. 2~0. 3 m。播種量為每 畝1~1. 5 kg，播種后覆土 1~2 cm。黑麥草種子需經(jīng)消毒、浸種、催芽前處理后條播于播種溝 中，生長50天后收獲。黑麥草生長期間不需人為干預。收獲后分析尾礦的理化性質(zhì)變化， 試驗結(jié)果主要為： 1)施加城市剩余污泥能夠顯著促進植物生長。污泥施加量為1%、2%和5%的處理中種 植的黑麥草的生物量分別是對照的2. 0、4. 1和3. 3倍。
[0017] 2)施用城市剩余污泥顯著改善了鉛鋅尾礦的氮養(yǎng)分狀況。污泥施加量為1%、2%和 5%的處理中堿解氮含量分別是對照的1. 3、1. 9和2. 0倍。
[0018] 3)施加城市剩余污泥能夠降低鉛鋅尾礦中I mol/L順3勵4提取態(tài)鉛、鋅和鎘的生 物有效性。具體數(shù)值見下表：
【主權(quán)項】
1. 一種利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法，其特征在于，按照下述步驟進 行： a. 取城市剩余污泥，并將其晾干，用粉碎機粉碎過篩，篩下污泥粉備用； b. 將尾礦進行18~22cm深度的翻耕； c. 將污泥粉按照重量百分比0. 59^5%的施用量與尾礦充分混勻，將施有污泥粉的尾礦 攤平,平整成為種植作物的土地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法，其特征在于， 將晾干的城市剩余污泥，用粉碎機粉碎過5 mm篩，篩下物為污泥粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法，其特征在于， 所述的污泥粉與其它肥料或改良劑配合利用，與尾礦充分混勻平整。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法，其特征在于， 所述的其它肥料為硝銨或無機肥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法，其特征在于， 所述的改良劑據(jù)尾礦特征選擇為秸桿、粉煤灰、鋼渣、高爐渣。
【專利摘要】本發(fā)明涉及尾礦生態(tài)修復技術(shù)，尤其涉及一種利用城市剩余污泥輔助尾礦生態(tài)修復的方法，其步驟是：取城市剩余污泥，并將其晾干，用粉碎機粉碎過篩，篩下污泥粉備用；將尾礦進行18~22cm深度的翻耕；將污泥粉按照重量百分比0.5%~5%的施用量與尾礦充分混勻，將施有污泥粉的尾礦攤平，平整成為種植作物的土地。施用城市剩余污泥可改善尾礦的氮、磷、有機質(zhì)等養(yǎng)分狀況，并且能夠降低尾礦中重金屬的生物有效性，有利于促進植物定植，改善植物生長狀況，提高尾礦的景觀形象。防止污染擴散，做到以廢治廢提高經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
【IPC分類】C05G1-00, B09C1-00
【公開號】CN104646404
【申請?zhí)枴緾N201510081340
【發(fā)明人】袁雪濤, 谷海紅, 李富平, 艾艷君, 盧倩倩
【申請人】河北聯(lián)合大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月15日