CN113243279A - 一种煤矸石山基质改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤矸石山基质改良方法，改良基质由煤矸石、粉煤灰、秸秆和污泥混合加工的复合营养剂组成；各组分的体积百分比范围为：40～50％煤矸石、5～10％粉煤灰、30～40％由秸秆和活性污泥组成的复合营养剂；其中的煤矸石粒径配比为15～20％粗颗粒，15～20％中颗粒，50～70％细颗粒。本发明将不同粒径的煤矸石、粉煤灰、秸秆、污泥按一定比例组成复合改良基质，具有维持土壤含水量、提供作物养分的功能，改善了矿区优质土壤匮乏的局面。制作简单，原料来源广泛，废物资源化效果好，具有良好的的环境效益、经济效益和社会效益。

Description

一种煤矸石山基质改良方法

技术领域

本发明涉及一种煤矸石山基质改良方法，适用于矿区及周边农田的土壤改良。

背景技术

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国家，煤矸石作为煤炭生产和加工过程中产生的伴生资源，是最普遍的固体废弃物之一，约占煤炭产量的15％。据统计我国煤矸石堆积量已超过50亿吨,且每年仍以1.5～2亿吨增长，而年利用率仅为60％左右。除少部分被生产建筑材料或用其供热发电利用外,更多的煤矸石堆置于矿井周围，形成了矸石山。数量庞大的煤矸石山是造成矿区环境污染、恶化的主要原因之一。煤矸石的露天堆放不仅会造成土壤、大气和地下水污染，还会诱发滑坡和泥石流现象，进而对矿区自然景观和生态环境造成恶劣影响。

粉煤灰作为燃煤电厂排放的固体废弃物，随着我国电力工业的发展，其排放量逐年锐增，据统计目前我国己累计排出粉煤灰13亿多吨。由于其具有呆滞性、不可稀释性和长期潜在的危害性，从其产生运输到贮存及处置的各个环节,都会给环境带来很多有害影响。而粉煤灰的农用具有投资少、用量大、需求平稳、潜力大等特点，是适合我国国情的重要综合利用途径。

目前我国作物秸秆类产量约为每年7亿吨，由于其主要成分为纤维素和半纤维素，其主要用于用作燃料、饲料、肥料、造纸、建筑及保温材料，但以上技术没有形成大规模工业化利用，造成了原料浪费的问题。剩余秸秆大多数采取露天焚烧方式处理，不仅浪费了其中的生物资源，还严重污染了大气环境。

城市污泥是一种含有丰富有机质及氮、磷、钾等元素的生物固体，将其用于矿山土壤修复中，不仅可以减轻污泥处理量，还可以提高矿山土壤肥力，改善土壤结构，从而有利于植株生长，具有十分广泛的应用前景。目前城市污泥用于退化土壤修复中，常需加人生石灰、粉煤灰、水泥等钝化剂来增加其稳定性。大多数用于矿区土地利用的污泥都是经过消化的发酵污泥，以达到熟化和稳定效果。

可见煤矸石、粉煤灰和秸秆对生态环境的破坏日趋严重，而几者的综合利用率并不理想，所以采取合理的技术方式将其固体废物资源化，减少生态环境污染，进而达到可持续发展，其意义十分重大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题提供一种原料易得、制作简单、高效废物资源化的种煤矸石山基质改良方法。

为解决上述问题，本发明技术方案如下：

本发明主要由煤矸石、粉煤灰、秸秆和污泥混合加工的复合营养剂组成；各组分的体积百分比范围为：40～50％煤矸石、5～10％粉煤灰、30～40％复合营养剂；其中的煤矸石粒径配比为15～20％粗颗粒(粒径>6mm)、15～20％中颗粒(粒径3-6mm)、50～70％细颗粒(粒径<3mm)。

本发明所采用的煤矸石采自煤矸石山，其预处理方法为：首先将用机械设备将大块煤矸石破碎至10mm左右，加螯合剂+生石灰复合溶液溶解，放置5～10天后烘干处理。再将煤矸石继续破碎分选为粗颗粒、中颗粒、细颗粒，粒径<3mm的定为细颗粒，粒径3-6mm的定为中颗粒，粒径>6mm的定为粗颗粒。将其按15～20％粗颗粒(粒径>6mm)、15～20％中颗粒(粒径3-6mm)、50～70％细颗粒(粒径<3mm)均匀混合。

本发明中的复合营养剂由秸秆和活性污泥混合加工而成，秸秆采自煤矸石山附近的农田，用破碎机将秸秆破碎至约1cm大小；再加入活性污泥，混合搅拌，发酵3～7天。

本发明所选择的种植植被为绿藻，黑麦草等草本植物等作为先锋植被，作为第一年修复植物；第二年豆科植物进行固氮，第三年吸收鬼叶草等可吸收重金属的植物。经过三年的基质改良，有效控制水土流失、修复土壤结构和肥力，使矿区生态环境得到基本恢复。

本发明将不同粒径的煤矸石、粉煤灰、秸秆、污泥按一定比例组成复合改良基质，具有维持土壤含水量、提供作物养分的功能，改善了矿区优质土壤匮乏的局面。制作简单，原料来源广泛，废物资源化效果好，具有良好的的环境效益、经济效益和社会效益。

本发明的常规使用方法：

1、煤矸石山场地整治

矸石山根据坡度、地质、气候等条件划分区域，选择中下部平盘区作为土壤基质改良地区。将试验区较大块的煤矸石运往深陷区填充，用机械设备将煤矸石破碎至10mm左右，加螯合剂及生石灰混合溶液溶解，再将煤矸石继续破碎分选为粗颗粒、中颗粒、细颗粒，粒径<3mm的定为细颗粒，粒径3-6mm的定为中颗粒，粒径>6mm的定为粗颗粒。将煤矸石以15～20％粗颗粒、15～20％中颗粒、50～70％细颗粒的配比混合。将煤矸石山的平地部分分割成区，对其整治平整，其间修筑隔离堤，坡地部分开挖排水沟，做到小雨不外流，大雨可分流疏排。

2、覆基质改良材料

测定土壤基质改良区的面积，根据其面积和基质改良原料的配比计算出各材料所需量。矸石山前期整地准备工作完成后，将基质改良材料粉煤灰、秸秆、土壤运至土壤基质改良区。将各组分的体积百分比按40～50％煤矸石、5～10％粉煤灰、30～40％复合营养剂混合后压实。本次煤矸石山基质改良试验区种植植物为蔬菜，覆盖基质改良材料后矸石山整地深度不低于菜园的整地深度25cm。土地平整及覆土的主要设备采用自卸卡车和推土机等矿山原有设备。

3、覆盖植被绿化

首先采用绿藻，黑麦草等草本植物等作为先锋植被，作为第一年修复植物；第二年豆科植物进行固氮，第三年吸收鬼叶草等可吸收重金属的植物。播种前先浸种处理后再进行播种。待整地、开沟后，均匀撒播植物种子，用基质覆盖约1-2cm厚度，浇透水。浇水应缓交渗灌，保证一次浇透。如当年降水不足时，要人工浇水，保证各植物正常生长。

具体实施方式

一种煤矸石山基质改良方法，改良基质由煤矸石、粉煤灰、秸秆和污泥混合加工的复合营养剂组成；各组分的体积百分比范围为：40～50％煤矸石、5～10％粉煤灰、30～40％由秸秆和活性污泥组成的复合营养剂；其中的煤矸石粒径配比为15～20％粗颗粒，15～20％中颗粒，50～70％细颗粒。

包括煤矸石的软化除硫预处理复合溶液，由螯合剂和生石灰组成。

所述的煤矸石的预处理方法为：1)首先将用机械设备将煤矸石破碎至10mm左右；

2)加预处理复合溶液溶解，放置5～10天后烘干处理；

3)再将煤矸石继续破碎分选为粗颗粒、中颗粒、细颗粒，其中，粒径<3mm的定为细颗粒，粒径3-6mm的定为中颗粒，粒径>6mm的定为粗颗粒。

其中所述的污泥混合加工的复合营养剂由秸秆和活性污泥混合加工而成，将玉米秸秆粉碎至1mm-5mm，再加入活性污泥，混合搅拌，发酵3～7天。

所述的覆盖植被种植方法：

1)首先采用绿藻，黑麦草等草本植物等作为先锋植被，作为第一年修复植物；

2)第二年豆科植物进行固氮；

3)第三年吸收鬼叶草等可吸收重金属的植物。

根据说明书的上述内容，本发明接受相关领域技术人员的指导与改进，并进行变更与修改。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (5)

1.一种煤矸石山基质改良方法，其特征在于：改良基质由煤矸石、粉煤灰、秸秆和污泥混合加工的复合营养剂组成；各组分的体积百分比范围为：40～50％煤矸石、5～10％粉煤灰、30～40％由秸秆和活性污泥组成的复合营养剂；其中的煤矸石粒径配比为15～20％粗颗粒，15～20％中颗粒，50～70％细颗粒。

2.根据权利要求1所述一种煤矸石山基质改良方法，其特征在于：包括煤矸石的软化除硫预处理复合溶液，由螯合剂和生石灰组成。

3.根据权利要求1所述一种煤矸石山基质改良方法，其特征在于：所述的煤矸石的预处理方法为：1)首先将用机械设备将煤矸石破碎至10mm左右；

2)加预处理复合溶液溶解，放置5～10天后烘干处理；

3)再将煤矸石继续破碎分选为粗颗粒、中颗粒、细颗粒，其中，粒径<3mm的定为细颗粒，粒径3-6mm的定为中颗粒，粒径>6mm的定为粗颗粒。

4.根据权利要求1所述一种煤矸石山基质改良方法，其特征在于：其中所述的污泥混合加工的复合营养剂由秸秆和活性污泥混合加工而成，将玉米秸秆粉碎至1mm-5mm，再加入活性污泥，混合搅拌，发酵3～7天。

5.根据权利要求1所述一种煤矸石山基质改良方法，其特征在于：1)首先采用绿藻，黑麦草等草本植物等作为先锋植被，作为第一年修复植物；

2)第二年豆科植物进行固氮；

3)第三年吸收鬼叶草等可吸收重金属的植物。