專利名稱：一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法，屬于礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國是世界上最大的以煤炭為主要能源的國家，煤多油少是中國能源資源的基本特點(diǎn)。煤炭開采過程中伴隨大量的煤矸石產(chǎn)生，一般每開采It煤，伴生10% -30%左右的煤矸石，煤矸石已成為我國排放量最大的工業(yè)廢渣之一。限于我國現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平，對煤矸石利用主要是回填、制磚、路基等方式，綜合利用不足30%，同時(shí)煤矸石中往往富含硫、鐵、錳、銅、鋅、砷、汞等伴生礦物，煤矸石在露天堆放條件下，由于風(fēng)、水分、氧氣及微生物作用等易產(chǎn)生酸性礦山廢水、有毒氣體、揚(yáng)塵等污染物，嚴(yán)重污染水體、土壤和大氣等自然環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)，煤礦區(qū)已成為當(dāng)今世界陸地生物圈最為典型、退化最為嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題已受到國內(nèi)外的高度重視。然而由于煤矸石堆積量巨大，當(dāng)前常用的復(fù)墾法、尾礦庫、填充、固結(jié)法等尾礦治理方法處理煤矸石并不適合，不僅治理成本巨大，而且改善不了生態(tài)環(huán)境。此外，傳統(tǒng)的的覆土復(fù)墾、加堿中和和施肥處理等生態(tài)修復(fù)方法普遍存在著客土成本高，特別是礦區(qū)或山區(qū)更為突出，同時(shí)加堿中和和施肥處理易失效，植物難以存活，而且不能有效控制煤矸石中的污染物質(zhì)的釋放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述問題提供一種在立地條件惡劣、植物難以生長條件下的酸性煤矸石堆場上，營造良好的生長環(huán)境；抑制煤矸石氧化產(chǎn)酸及多種污染物質(zhì)的溶出；從而達(dá)到有效資源化利用工業(yè)固體廢棄物，節(jié)約大量土壤資源，控制煤矸石污染，美化堆場環(huán)境的酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明的步驟包括如下:a、配制煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)；煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)是由剩余污泥、粉煤灰、磷石膏、土壤和菌渣、苔蘚植物組成；且各組分按體積百分比為剩余污泥30%、粉煤灰25%、磷石膏20%、土壤10%和菌渣10%、苔蘚植物5%。經(jīng)人工或攪拌機(jī)攪拌，混合均勻后即為煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)。所述剩余污泥為城鎮(zhèn)二級生活污水處理廠產(chǎn)生的脫水剩余污泥，粉煤灰為電廠或熱電廠生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的干法或濕法排放的粉煤灰，磷石膏為濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的浸提廢渣，菌渣為食用菌栽培后的廢料，苔蘚植物為日常常見苔蘚植物。b、制作基質(zhì)漿，噴播或人工覆蓋薄層包衣基質(zhì)層；將制備好的煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)用水或養(yǎng)殖廢水等有機(jī)廢水和 成粘桐的基質(zhì)楽.，在平整、表層壓實(shí)后的煤砰石堆場用機(jī)械噴播或人工覆蓋l_2cm厚的包衣基質(zhì)層。
其中要求將制備好的煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)和成粘稠的基質(zhì)漿，基質(zhì)漿含水率在75% -90%之間，以便于噴播或人工覆蓋操作，能形成整體的包衣覆蓋層為宜。其中薄層包衣覆蓋層厚度為l_2cm。C、植被綠化；將需播種的植物種子混入煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)中，隨基質(zhì)漿噴播或覆蓋的同時(shí)，均勻分布于整個(gè)薄層包衣覆蓋基質(zhì)層。其中植物種子盡量選擇已商業(yè)化、本地物種、耐性或適于煤矸石堆場先鋒物種，種子用量以供應(yīng)商推薦的常規(guī)種植的種子用量即可。日常灑水養(yǎng)護(hù)即可。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所提供一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法，通過覆蓋薄層包衣基質(zhì)層，改善堆場植物養(yǎng)分，引進(jìn)外源微生物、真菌和苔蘚植物，緩沖煤矸石產(chǎn)生的酸和重金屬危害，調(diào)節(jié)矸石表面溫度和水分，構(gòu)建出復(fù)合的薄層植被生態(tài)修復(fù)體系，同時(shí)通過控制煤矸石表面氧氣、水分、氧化還原狀況及微生物作用等進(jìn)而達(dá)到煤矸石堆污染控制的作用。此外，在完成煤矸石堆場生態(tài)修復(fù)和污染控制的基礎(chǔ)上，有效資源化利用化工剩余污泥、粉煤灰、磷石膏等工業(yè)固體廢棄物，節(jié)約大量土地資源，美化礦區(qū)環(huán)境，具有較好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施方式
:實(shí)施例1室外模擬盆栽試驗(yàn):采集煤礦區(qū)開采新產(chǎn)生的含硫煤矸石樣品，在室內(nèi)風(fēng)干，破碎至IOcm以下儲(chǔ)存?zhèn)溆?。按體積百分比為剩余污泥30 %、粉煤灰25 %、磷石膏20 %、土壤10 %和菌渣10 %、苔蘚植物5%配制煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)，混入1%。黑麥草和0.5%。土荊芥種子。采用規(guī)格:長*寬*高=50cm*38cm*15cm的聚乙烯塑料盆，盆底以上2cm處布置20mm的PVC集水排水管為盆栽修復(fù)試驗(yàn)裝置，裝填制備好的煤矸石樣品。將制備好的煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)加水和成粘稠基質(zhì)漿，在新鮮煤矸石表層覆蓋l_2cm的薄層包衣基質(zhì)層，同時(shí)設(shè)置對照處理:將制備好的煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)直接在新鮮煤矸石表面鋪l_2cm的覆蓋薄層，基質(zhì)層和空白對照處理:直接新鮮煤矸石并混播同等數(shù)量的黑麥草和土荊芥種子。按每周3次，每次噴施500mL曝氣自來水日常養(yǎng)護(hù)。每周采樣一次，測定滲濾液pH、EC值、Eh、Fe、Mn、重金屬及SO/—含量。經(jīng)過近半年的試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明所提供的一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法植被生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)良好，同時(shí)煤矸石滲濾液的PH —直維持在中性水平，EC及Fe、Mn、重金屬和S042_含量一直保持在較低水平，表現(xiàn)出較好的生態(tài)修復(fù)和污染控制效果。實(shí)施例2現(xiàn)場小規(guī)模試驗(yàn):在風(fēng)化多年的煤矸石堆場選擇15m2區(qū)域。平均分成6等分，分別設(shè)置本發(fā)明所提供的薄層包衣、對照處理和空白對照處理及其平行。在配制的煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)中混入0.5%。 黑麥草、0.5%。狗牙根、0.5%。白三葉和0.5%。土荊芥種子。自然條件下觀察，不人為養(yǎng)護(hù)。
其他同實(shí)施例1。實(shí)施例結(jié)果表明，本發(fā)明所提供一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法，能夠形成良好的植被覆蓋層，有效控制煤矸石污染物質(zhì)的釋放。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(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
，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語， 但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1.一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:包括如下步驟a.配制煤砰石堆場復(fù)合改良基質(zhì)；b.制作基質(zhì)衆(zhòng)、噴播或人工覆蓋薄層包衣基質(zhì)層；c.植被綠化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述的煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)是由剩余污泥、粉煤灰、磷石膏、土壤和菌渣、苔蘚植物組成；且各組分按體積百分比為剩余污泥30 %、粉煤灰25 %、磷石膏20 %、土壤10 %和菌渣10%、苔蘚植物5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述的薄層包衣基質(zhì)層是將煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)和成粘稠的基質(zhì)漿，用于機(jī)械噴播或人工覆蓋，薄層包衣覆蓋層厚度為l-2cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述的植被 綠化是將需播種的植物種子混入煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)中，隨著基質(zhì)漿的噴播或覆蓋，均勻分布于整個(gè)薄層包衣覆蓋基質(zhì)層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態(tài)修復(fù)方法，其步驟如下a、配制煤矸石堆場復(fù)合改良基質(zhì)；b、制作基質(zhì)漿，噴播或人工覆蓋薄層包衣基質(zhì)層；c、植被綠化。本發(fā)明有效解決了酸性煤矸石堆場植物難以生長的惡劣立地條件，營造了良好的生長環(huán)境；有效抑制煤矸石氧化產(chǎn)酸及多種污染物質(zhì)的溶出；此外有效資源化利用化工剩余污泥、粉煤灰、磷石膏等工業(yè)固體廢棄物，節(jié)約大量土地資源，美化礦區(qū)環(huán)境，而且施工工藝簡單，可操作性強(qiáng)，效率高，具有較好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適合大面積實(shí)施。
文檔編號A01B79/02GK103210714SQ201210028010
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者吳永貴, 洪冉, 付天嶺, 吳宇 申請人:貴州大學(xué)