CN103210714A - 一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法，其步骤如下：a、配制煤矸石堆场复合改良基质；b、制作基质浆，喷播或人工覆盖薄层包衣基质层；c、植被绿化。本发明有效解决了酸性煤矸石堆场植物难以生长的恶劣立地条件，营造了良好的生长环境；有效抑制煤矸石氧化产酸及多种污染物质的溶出；此外有效资源化利用化工剩余污泥、粉煤灰、磷石膏等工业固体废弃物，节约大量土地资源，美化矿区环境，而且施工工艺简单，可操作性强，效率高，具有较好的环境效益、经济效益和社会效益，适合大面积实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法，属于矿山废弃地生态修复技术领域。
背景技术
中国是世界上最大的以煤炭为主要能源的国家，煤多油少是中国能源资源的基本特点。煤炭开采过程中伴随大量的煤矸石产生，一般每开采1t煤，伴生10％-30％左右的煤矸石，煤矸石已成为我国排放量最大的工业废渣之一。限于我国现有的技术经济水平，对煤矸石利用主要是回填、制砖、路基等方式，综合利用不足30％，同时煤矸石中往往富含硫、铁、锰、铜、锌、砷、汞等伴生矿物，煤矸石在露天堆放条件下，由于风、水分、氧气及微生物作用等易产生酸性矿山废水、有毒气体、扬尘等污染物，严重污染水体、土壤和大气等自然环境及生态系统，煤矿区已成为当今世界陆地生物圈最为典型、退化最为严重的生态系统，矿区生态环境问题已受到国内外的高度重视。
然而由于煤矸石堆积量巨大，当前常用的复垦法、尾矿库、填充、固结法等尾矿治理方法处理煤矸石并不适合，不仅治理成本巨大，而且改善不了生态环境。此外，传统的的覆土复垦、加碱中和和施肥处理等生态修复方法普遍存在着客土成本高，特别是矿区或山区更为突出，同时加碱中和和施肥处理易失效，植物难以存活，而且不能有效控制煤矸石中的污染物质的释放。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题提供一种在立地条件恶劣、植物难以生长条件下的酸性煤矸石堆场上，营造良好的生长环境；抑制煤矸石氧化产酸及多种污染物质的溶出；从而达到有效资源化利用工业固体废弃物，节约大量土壤资源，控制煤矸石污染，美化堆场环境的酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明的步骤包括如下：
a、配制煤矸石堆场复合改良基质；煤矸石堆场复合改良基质是由剩余污泥、粉煤灰、磷石膏、土壤和菌渣、苔藓植物组成；且各组分按体积百分比为剩余污泥30％、粉煤灰25％、磷石膏20％、土壤10％和菌渣10％、苔藓植物5％。经人工或搅拌机搅拌，混合均匀后即为煤矸石堆场复合改良基质。
所述剩余污泥为城镇二级生活污水处理厂产生的脱水剩余污泥，粉煤灰为电厂或热电厂生产过程中所产生的干法或湿法排放的粉煤灰，磷石膏为湿法磷酸生产过程中产生的浸提废渣，菌渣为食用菌栽培后的废料，苔藓植物为日常常见苔藓植物。
b、制作基质浆，喷播或人工覆盖薄层包衣基质层；将制备好的煤矸石堆场复合改良基质用水或养殖废水等有机废水和成粘稠的基质浆，在平整、表层压实后的煤矸石堆场用机械喷播或人工覆盖1-2cm厚的包衣基质层。
其中要求将制备好的煤矸石堆场复合改良基质和成粘稠的基质浆，基质浆含水率在75％-90％之间，以便于喷播或人工覆盖操作，能形成整体的包衣覆盖层为宜。其中薄层包衣覆盖层厚度为1-2cm。
c、植被绿化；将需播种的植物种子混入煤矸石堆场复合改良基质中，随基质浆喷播或覆盖的同时，均匀分布于整个薄层包衣覆盖基质层。
其中植物种子尽量选择已商业化、本地物种、耐性或适于煤矸石堆场先锋物种，种子用量以供应商推荐的常规种植的种子用量即可。
日常洒水养护即可。
本发明的有益效果：
本发明所提供一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法，通过覆盖薄层包衣基质层，改善堆场植物养分，引进外源微生物、真菌和苔藓植物，缓冲煤矸石产生的酸和重金属危害，调节矸石表面温度和水分，构建出复合的薄层植被生态修复体系，同时通过控制煤矸石表面氧气、水分、氧化还原状况及微生物作用等进而达到煤矸石堆污染控制的作用。此外，在完成煤矸石堆场生态修复和污染控制的基础上，有效资源化利用化工剩余污泥、粉煤灰、磷石膏等工业固体废弃物，节约大量土地资源，美化矿区环境，具有较好的环境效益、经济效益和社会效益。
具体实施方式：
实施例1
室外模拟盆栽试验：采集煤矿区开采新产生的含硫煤矸石样品，在室内风干，破碎至10cm以下储存备用。
按体积百分比为剩余污泥30％、粉煤灰25％、磷石膏20％、土壤10％和菌渣10％、苔藓植物5％配制煤矸石堆场复合改良基质，混入1‰黑麦草和0.5‰土荆芥种子。
采用规格：长*宽*高＝50cm*38cm*15cm的聚乙烯塑料盆，盆底以上2cm处布置20mm的PVC集水排水管为盆栽修复试验装置，装填制备好的煤矸石样品。
将制备好的煤矸石堆场复合改良基质加水和成粘稠基质浆，在新鲜煤矸石表层覆盖1-2cm的薄层包衣基质层，同时设置对照处理：将制备好的煤矸石堆场复合改良基质直接在新鲜煤矸石表面铺1-2cm的覆盖薄层，基质层和空白对照处理：直接新鲜煤矸石并混播同等数量的黑麦草和土荆芥种子。
按每周3次，每次喷施500mL曝气自来水日常养护。每周采样一次，测定渗滤液pH、EC值、Eh、Fe、Mn、重金属及SO4 2-含量。经过近半年的试验结果表明，本发明所提供的一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法植被生态系统恢复良好，同时煤矸石渗滤液的pH一直维持在中性水平，EC及Fe、Mn、重金属和SO4 2-含量一直保持在较低水平，表现出较好的生态修复和污染控制效果。
实施例2
现场小规模试验：在风化多年的煤矸石堆场选择15m2区域。平均分成6等分，分别设置本发明所提供的薄层包衣、对照处理和空白对照处理及其平行。在配制的煤矸石堆场复合改良基质中混入0.5‰黑麦草、0.5‰狗牙根、0.5‰白三叶和0.5‰土荆芥种子。自然条件下观察，不人为养护。
其他同实施例1。
实施例结果表明，本发明所提供一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法，能够形成良好的植被覆盖层，有效控制煤矸石污染物质的释放。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (4)
1.一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法，其特征在于：包括如下步骤a.配制煤矸石堆场复合改良基质；b.制作基质浆、喷播或人工覆盖薄层包衣基质层；c.植被绿化。
2.根据权利要求1所述一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法，其特征在于：所述的煤矸石堆场复合改良基质是由剩余污泥、粉煤灰、磷石膏、土壤和菌渣、苔藓植物组成；且各组分按体积百分比为剩余污泥30％、粉煤灰25％、磷石膏20％、土壤10％和菌渣10％、苔藓植物5％。
3.根据权利要求1所述一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法，其特征在于：所述的薄层包衣基质层是将煤矸石堆场复合改良基质和成粘稠的基质浆，用于机械喷播或人工覆盖，薄层包衣覆盖层厚度为1-2cm。
4.根据权利要求1所述一种用于酸性煤矸石堆场薄层包衣覆盖生态修复方法，其特征在于：所述的植被绿化是将需播种的植物种子混入煤矸石堆场复合改良基质中，随着基质浆的喷播或覆盖，均匀分布于整个薄层包衣覆盖基质层。
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