CN102577786A - 利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法。本方法是根据磷石膏的理化特性及其与土壤成分的对比，利用污水处理厂产生的污泥、电厂产生的粉煤灰、铝厂产生的赤泥对磷石膏进行改良，并成功种植了草坪草。根据草生长的需要，采用在纯的磷石膏上面覆盖经改良后的基质10~14cm，按照普通草坪草播种量在其上进行播种。适生草种包括：高羊茅、宽叶雀稗、紫花苜蓿、黑麦草、白三叶、狗牙根等；此外高羊茅、剪股颖、狗牙根等草皮也可在改良基质上正常生长。本方法本着“以废治废”原则，对磷石膏进行无土植被恢复，大大降低了磷石膏植被恢复的成本，具有极大的经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明属于固体废物处理技术领域，具体来说涉及利用一种利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法。
背景技术
磷石膏是生产磷酸时排出的废渣，通常情况，每生产1ｔ(P2O5)的湿法的磷酸，产生4.5～5.5ｔ磷石膏。生成的磷石膏是潮湿的细粉末，95%的石膏颗粒小于0.2ｍｍ,自由水含量约20%～30%，且含有磷、氟、有机物以及二氧化硅等少量有害杂质，呈酸性，pH值一般在4.5以下。国家环保总局于2006年7月14—16日在沈阳召开的磷肥、硫酸行业推进循环经济工作会议上，首次将磷石膏渣定性为危险固体废物，根据《国家固体废物污染环境防治法》的规定，磷石膏渣的运输、储存、加工、利用等都将按危险固体废物的要求处置，这给生产企业带来巨大的环境压力。
随着中国高浓度磷复肥工业的发展，副产磷石膏越来越多，对企事业和环境的压力也越来越大。我国高浓度磷复肥产量从2000年的253.2万吨增加到2005年的677.8万吨，副产磷石膏2000年的1100万吨增加到2005年的3300万吨。
虽然磷石膏的资源化综合利用方面取得了一些进展，主要包括以下几个方面：生产水泥及其制品；生产石膏胶凝材料及制品；生产化工原料；磷石膏改良碱性土壤等。磷石膏可以用作水泥缓凝剂，并可用于生产低碱度水泥和制硫酸联产水泥，可用于生产β石膏、α石膏及无水石膏，生产硫酸钾、硫酸及碳酸钙等化工原料，改良盐碱地，用作肥料，改善土壤渗水性能等，但是均存在一定的缺陷。
中国专利公开号CN2245057于1997年01月15日，公开了一种“以磷石膏生产硫酸钾的反应器”，使磷石膏与氯化钾反应生产硫酸钾的装置，可进行连续工业化的生产，可为农业提供优质的钾肥，但是磷石膏中含有F-及其它有毒金属元素，土壤中长期施用此种钾肥可能会造成F-及其它有毒金属元素积累进而引发二次污染；中国专利公开号CN201351144于2009年11月25日，公开了一种“磷石膏处理装置”，可除去工业废磷石膏中的黑色杂质、酸性杂质和硬质点，使工业废磷石膏变为熟磷石膏可广泛应用于工业生产，但是磷石膏中存在镭、铀等放射性核素，将其应用于工业生产可能存在放射性危险。
虽然对于磷石膏的综合利用已有多种方法，但到目前为止，中国磷石膏的利用率不足10%，国家提出“十一五”期间磷石膏的综合利率达到20%。即使按照20%的利用率计算，仍有2640万吨（按2005年计）的磷石膏需要堆存，若管理不善，将带来巨大的环境危害。磷石膏渣场封顶后，不及时进行植被恢复，将给环境带来不利影响和潜在威胁，主要表现在：对地表景观的影响、造成大气污染、溃坝产生的环境影响等。
而传统的覆盖土壤方法，将需要大规模的土壤及客土源区，若需进行大规模客土，需办理相关国土、环保、水土保持恢复等一系列的行政审批及批复，以及农民占地补偿、青苗补偿、大规模土方挖运等工程，并对客土源区造成的破坏进行恢复，其综合成本大于40元/m2。本研究利用工业固体废物改良磷石膏进行无土植被恢复则可大大降低成本，具有很高的经济效益、社会效益和环境效益。
发明内容
本发明的目的在于解决目前磷石膏利用率低，长期露天堆存带来的环境问题，传统的覆盖土壤植被恢复方法成本高，客土源紧张等问题，本着“以废治废”的原则，利用固体废物对磷石膏进行改良，并进行无土植被恢复的最优配方和适生草种。
利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法，它是使用改良剂对磷石膏进行改良，然后覆盖在纯的磷石膏表面，并按照普通草坪草播种量在其上进行播种；磷石膏改良基质中的成分包括磷石膏、赤泥、粉煤灰和污泥。
上述比例改良磷石膏表层约10~14cm。
上述磷石膏改良基质中污泥的含量污泥的含量最少要求达到15%以上（体积百分比）。
上述磷石膏改良基质中各成分的最佳比例（按体积比）为磷石膏：赤泥：粉煤灰：污泥=81：2：2：15。
上述适生草种包括：高羊茅、宽叶雀稗、紫花苜蓿、黑麦草、白三叶、狗牙根；此外高羊茅、剪股颖、狗牙根等草皮也可在改良基质上正常生长。
本发明的方法是根据磷石膏的理化特性及其与土壤成分的对比，利用污水处理厂产生的污泥、电厂产生的粉煤灰、铝厂产生的赤泥对磷石膏进行改良，并成功进行无土植被恢复技术。
本发明从以上技术方案可知，利用赤泥、粉煤灰、污泥等废渣按上述比例改良磷石膏表层约10~14cm。呈碱性的赤泥是氧化铝生产过程中产生的废渣，其含有铁、硅、镁、钛和钙的氧化物以及少量锌、磷、镍、镓、锗和钒等元素，pH值为10.29～11.30，可以中和磷石膏的酸性，使其更利于植物生长；粉煤灰是以煤为燃料的火力发电厂排出的废弃物，含有较丰富的植物生长发育所必需的硅、铝、铁、钙、磷、钾、硼等微量元素，可以增强植物抗病、抗倒伏等能力，改善基质的物理结构，另外粉煤灰颜色较深易吸收热量，可以提高地温和保水能力，保证种子发芽率正常，加强植物地下部分抗寒越冬；污泥中含有较高的有机质和矿质营养，为草提供营养成分、改良和培肥基质，其中富含的氮、磷、钾是草生长所必须的肥料成分。经过改良后的表层基质含有丰富的有机质、氮磷钾、微量元素等草所需的营养成分，使适生草种正常出苗和生长。此种方法可解决磷石膏大量堆积而无法有效利用的问题，使用工农业废渣进行治理达到“以废治废”的目的，也减少了其他废渣的堆积量，另外这种处理磷石膏的方法成本低、环境效益好，有很好的应用前景。
附图说明
图1是磷石膏改良基质的剖面示意图；
其中：1为改良基质；2为纯磷石膏层。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式，进一步说明本发明的有益效果。
实施例
参见附图，利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法，包括以下步骤：
（1）使用改良剂（赤泥、粉煤灰和污泥）对磷石膏进行改良，改良基质的比例为：磷石膏：赤泥：粉煤灰：污泥=81：2：2：15（按体积比），改良基质的厚度为10~14cm。
（2）所选草种及播种量分别为：白三叶12g/m2、高羊茅30g/m2、黑麦草20g/m2、狗牙根15g/m2、紫花苜蓿15g/m2、宽叶雀稗20g/m2等。
植株生长的不同阶段测定其高度和根系长度见表1和表2：
播种后30天和80天分别测定的草的植株高度和根系长度的范围与均值。
表1 30天时植株高度和根系长度最大值与均值 （单位：cm）
表2 80天时植株高度和根系长度最大值与均值 （单位：cm）
Claims (5)
1.利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法，其特征在于它是使用改良剂对磷石膏进行改良，然后覆盖在纯的磷石膏表面，并按照普通草坪草播种量在其上进行播种；磷石膏改良基质中的成分包括磷石膏、赤泥、粉煤灰和污泥。
2.如权利要求1所述的利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法，其特征在于所述覆盖在纯的磷石膏上面的经改良后的磷石膏为10~14cm。
3.如权利要求1所述的利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法，其特征在于所述磷石膏改良基质中污泥的含量污泥的含量最少要求达到15%以上（体积百分比）。
4.如权利要求1所述的利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法，其特征在于所述磷石膏改良基质中各成分的最佳比例（按体积比）为磷石膏：赤泥：粉煤灰：污泥=81：2：2：15。
5.如权利要求1所述的利用工农业废渣改良磷石膏进行植被恢复的方法，其特征在于所述适生草种包括：高羊茅、宽叶雀稗、紫花苜蓿、黑麦草、白三叶、狗牙根；此外高羊茅、剪股颖、狗牙根等草皮也可在改良基质上正常生长。
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