CN103004522B

CN103004522B - 一种利用污泥和/或底泥制备植物培养基质的方法及植物培养基质

Info

Publication number: CN103004522B
Application number: CN201310009796.2A
Authority: CN
Inventors: 郑建伟; 卢园园; 徐婷; 王旭雯; 韩华杨
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: CN103004522A

Abstract

本发明属于植物培植与环境保护的交叉领域，更为具体的说是涉及一种植物培养基质及其制备方法。为了更好的实现污泥，特别是生活污泥的资源化利用，满足各领域对优质植物培养基质的需求，本发明提供一种利用污泥制备植物培养基质的方法，形成的植物培养基质具有总孔隙率在55~83%之间，气水比在0.2~0.5之间的稳定团粒和多孔隙结构。本发明所公开的植物培养基质容重低，便于运输和搬运，适合大规模的园林绿化、苗木培养和移栽，以及家居额房顶绿化等。

Description

一种利用污泥和/或底泥制备植物培养基质的方法及植物培养基质

技术领域

本发明属于植物培植与环境保护的交叉领域，更为具体的说是涉及一种植物培养基质及其制备方法。

背景技术

污水处理厂污泥的处理处置是污水处理工作的延续，我国污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化。传统的污泥处理处置费用昂贵，在我国城市污水处理厂中，传统的污泥处理工艺处理费用约占污水处理厂总运行费用的20%～50%。目前常用的污泥处置方式主要有：填埋、焚烧、农业和园林绿化用等。采用填埋的方式不仅占用大量的耕地，而且往往因没有预先脱水，污泥很容易堵塞垃圾填埋场的渗滤液收集管道，影响排水系统的正常运行。污泥中含有大量的有机物，堆积发酵会产生甲烷等温室气体，并散发恶臭，甲烷是易燃易爆气体，导致二次污染和垃圾填埋场的安全隐患。焚烧是污泥彻底无害化、最大程度减量化的措施，但容易产生大量的粉尘污染，且成本高昂。城市污泥富含有机质，原本是较好的农业肥料，氮、磷、钾含量远高于农家肥，但其中含有寄生虫和病菌等，而在我国污水处理厂排放的污泥未经任何无害化处理处理直接农用的约占60%以上。由于污泥养分活化度高，在水湿条件下极易出现养分流失，进入地表和地下径流导致严重的二次环境污染，不仅对我国环境质量和公众健康造成威胁，同时也违背了污水净化以及污泥资源循环利用的初衷。。

随着人们对生活质量要求的提高，生活和居住环境的改善包括家居绿化、市政建设绿化、楼顶阳台绿化，矿山及尾矿地生态修复、集约化及设施农业、流失土壤覆被及园林苗木生产等越来越受到人们的重视，因而对具有良好持水、保肥、透气等理化性质以及高养分含量的植物培养介质有着巨大的需求。

发明内容

为了更好的实现污泥，特别是生活污泥的资源化利用，满足各领域对优质植物培养基质的需求，本发明提供一种利用污泥制备植物培养基质的方法，包括以下步骤：

a. 收集需要处理的污水处理厂污泥和/或清理水体富营养河道及富营养湖泊得到的底泥，备用；

b. 将植物材料、粘土以及炉渣干燥、破碎，过筛，收集粒径在5mm以下的部分，所述植物材料选自农田秸秆、草本植物或者枯枝落叶中的一种或几种；

c. 将步骤a和b中经过处理的污泥以及炉渣、植物材料、粘土充分混合均匀，在120~220℃的温度条件下烘干，得到总孔隙率在55~83%，气水比在0.2~0.5之间的固体，

各成分的组分比为污泥30~75份、炉渣20~70份、植物材料15份以下、以及粘土25份以下；

d. 将步骤c中得到的固体破碎，过筛，收集粒径小于3mm的部分组成植物培养基质。

进一步地，所述步骤c中烘干时间为12~48小时。

同时，本发明还进一步公开了用这一方法制备得到的植物培养基质，所述植物培养基质中各成分及其组成比为污泥30~75份、炉渣20~70份、植物材料15份以下、以及粘土25份以下，所述植物培养基质的总孔隙率在55~83%，气水比在0.2~0.5之间。

进一步地，本发明还公开了所述污泥为污水处理厂污泥、水体富营养河道底泥、水体富营养湖泊底泥中的一种或几种。

采用本发明所公开的技术方案，将污泥中的氮、磷等植物生长所需的营养元素转化为可被植物吸收的形式，形成具有高矿质元素负荷的植物培养基质。

通过本发明公开的处理方式，形成的植物培养基质具有总孔隙率在55~83%之间，气水比在0.2~0.5之间的稳定团粒和多孔隙结构，从而保证了植物基质的持水保肥能力和通透性，在用于农作物及园林绿化植物培养过程中，可以减少施肥量。同时，本发明所公开的植物培养基质容重低，便于运输和搬运，适合大规模的园林绿化、苗木培养和移栽，以及家居和房顶绿化等。

本发明原料来源广泛、制备工艺简单，成本低廉、肥力好，是一种质地优良、应用广泛的植物培养基质。

具体实施方式

实施例1

将生活锅炉炉渣30kg左右，水稻秸秆4kg，粘土10kg，分别晒干粉碎至粒径5 mm以下，与污水处理厂污泥200kg（含水量76%）充分搅拌混匀，经200℃烘干后破碎成粒径3mm以下，制成植物培养基质。该基质的容重为0.68，总孔隙度为72%，其中持水孔隙度占56%，通气孔隙度占16%；营养元素氮、磷和钾的含量分别为8.22、3.81和1.93 g/kg。取部分基质在花盆中分别播撒黑麦草、早熟禾和莴苣种子，上覆0.5cm的基质，在16～30℃温度下，正常浇水培育。经14天培养，出苗率分别为95%、94%和96%，相同环境下三种植物普通土壤培养的出苗率分别为92%、89%和87%。经实验验证，此基质上培养的植物生长状况优于用普通土壤培养的相同植物。

实施例2

将生活锅炉炉渣40kg左右，枯枝落叶2kg，粘土10kg，分别晒干粉碎至粒径5 mm以下，与污水处理厂污泥250kg（含水量76%）充分搅拌混匀，经200℃烘干后破碎成粒径3mm以下，制成植物培养基质。该基质的容重为0.66，总孔隙度为75%，其中持水孔隙度占58%，通气孔隙度占17%；营养元素氮、磷和钾的含量分别为8.92、4.12和2.03 g/kg。取部分基质在花盆中分别播撒黑麦草、早熟禾和莴苣种子，上覆0.5cm的基质，在18～32℃温度下，正常浇水培育。经14天培养，出苗率分别为95%、95%和97%，相同环境下三种植物普通土壤培养的出苗率分别为94%、90%和88%。经实验验证，此基质上培养的植物生长状况优于用普通土壤培养的相同植物。

实施例3

将生活锅炉炉渣30kg左右，已经干枯的草本植物全株3kg，粘土10kg，分别晒干粉碎至粒径5 mm以下，与污水处理厂污泥250kg（含水量76%）充分搅拌混匀，经200℃烘干后破碎成粒径3mm以下，制成植物培养基质。该基质的容重为0.67，总孔隙度为73%，其中持水孔隙度占57%，通气孔隙度占16%；营养元素氮、磷和钾的含量分别为8.94、4.18和2.10g/kg。取部分基质在花盆中分别播撒黑麦草、早熟禾和莴苣种子，上覆0.5cm的基质，在18～32℃温度下，正常浇水培育。经14天培养，出苗率分别为95%、95%和97%，相同环境下三种植物普通土壤培养的出苗率分别为94%、90%和88%。经实验验证，此基质上培养的植物生长状况优于用普通土壤培养的相同植物。

其他配合比例组配后出苗率均为95%以上，由于其组配方式相同，在此不再累赘叙述。

以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种利用污泥和/或底泥制备植物培养基质的方法，其特征是包括以下步骤：

c. 将步骤a和b中的污泥和/或底泥以及炉渣、植物材料、粘土充分混合均匀，在120~220℃的温度条件下烘干，得到总孔隙率在55~83%，气水比在0.2~0.5之间的固体，

各成分的组分比为污泥和/或底泥30~75份、炉渣20~70份、植物材料15份以下、以及粘土25份以下；

2.根据权利要求1所述的利用污泥和/或底泥制备植物培养基质的方法，其特征是所述步骤c中烘干时间为12~48小时。

3.一种利用污泥和/或底泥制备的植物培养基质，其特征是所述植物培养基质中各成分及其组成比为污泥和/或底泥30~75份、炉渣20~70份、植物材料15份以下、以及粘土25份以下；所述植物培养基质的总孔隙率在55~83%，气水比在0.2~0.5之间。

4.根据权利要求3所述的植物培养基质，其特征是所述污泥为污水处理厂污泥、所述底泥为水体富营养河道底泥、水体富营养湖泊底泥中的一种或几种。