CN116076189A - 一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，具体步骤包括：S1、将烧结法赤泥捣碎过筛，使赤泥的粒径小于或等于5mm；S2、向步骤S1得到的过筛赤泥中加入醋糟和工业副产物石膏，再加水至泥状，然后搅拌均匀至酸碱完全中和，得到混合产物A；S3、在混合产物A中加入孔隙调节材料、蚯蚓粪有机肥、缓控释复合肥、微生物菌剂，制得土壤化改良后的赤泥；S4、在土壤化改良后的赤泥上种植耐盐碱植物，实现植被恢复。本发明选用来源广、价格低的工农业废弃物对烧结法赤泥进行土壤化改良，可以降低赤泥改良费用，以有利于烧结法赤泥堆场生态修复的实现。

Description

一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法

技术领域

本发明涉及生态环保技术领域，具体涉及一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0-2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。不仅占用大量土地，环境也会受到不同程度的污染。

赤泥碱性强，盐分含量高，综合利用难度大，大量赤泥堆存在赤泥堆场，影响生态环境。目前，资源化处理的赤泥不到10％，赤泥堆存量仍旧很大，对环境污染严重，制约了氧化铝工业的可持续发展。赤泥堆场植被重建是实现赤泥规模化、生态化处置最具前景且行之有效的方法。生态恢复能够显著降低赤泥表层风力和水力侵蚀，减少环境污染，有利于赤泥基质有机碳库的建立，并提供适宜的生态景观。然而，赤泥的强盐碱性严重限制了植物的生长，因此在进行赤泥堆场生态恢复时必须先对赤泥进行土壤化改良，以降低赤泥pH值、盐分、改善其理化特性，使其具备植物生长的基本条件。

赤泥可以分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥与联合法赤泥三种。拜耳法赤泥含有较高的氧化铁和氧化铝，烧结法赤泥中二氧化硅、氧化钙的含量较高，包含硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙等水泥的有效矿物成分，在水中能凝结固化，即具有所谓的“水硬性”，有“水泥”之称。在赤泥堆存1～3年后可胶结成硬塑或坚硬的整体，在这种硬度下任何植物都无法生长；因此烧结法赤泥堆场生态修复已成为一道世界性的环保难题。

目前，针对烧结法赤泥改良生态修复的研究很少，专利申请CN103821154A公开了一种烧结法赤泥堆场边坡的生态修复方法，采用隔离层加生态棒，铺设双向土工格栅、基材层的喷射、种子层的喷射和铺设保护层的改良方法。专利申请CN 102668836 A公开了一种适于赤泥堆场喷播绿化方法，喷播以粘土、有机质、无机肥、土壤稳定剂和团粒剂为成分制成的土壤基质。专利申请CN 106034458 A公开了一种防治赤泥堆场产生扬尘和环境污染的方法，用绿矾、硝基腐殖酸对联合法赤泥进行土壤化改良。专利申请CN 108273829 A公开了一种降低拜耳法赤泥碱性的方法，用秸秆、牛粪发酵对拜耳法赤泥进行土壤化改良。专利申请CN 107568023 A公开了一种利用拜耳法赤泥与蔗糖厂废弃物制备人造土的方法，用拜耳法赤泥与糖厂蔗渣加有机质、沙土、硫酸亚铁、磷酸二氢钾、磷酸二铵、植物所需的其它微量元素等制备人造土。

上述研究对赤泥堆场赤泥改良进行了一些相关研究，但研究多集中在自硬性较低的联合法、拜耳法赤泥进行改良，或者用其他材料对烧结法堆场进行生态修复，未发现对烧结法赤泥土壤化改良的研究。同时现有赤泥修复剂的获得具有局限性，修复剂现存规模量小、价格高、供应范围有限、修复周期长等问题。制约了赤泥土壤化改良的大规模实施。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，选用来源广、价格低的工农业废弃物对烧结法赤泥进行土壤化改良，可以降低赤泥改良费用，以有利于烧结法赤泥堆场生态修复的实现。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，具体步骤包括：

S1、将烧结法赤泥捣碎过筛，使赤泥的粒径小于或等于5mm；

S2、向步骤S1得到的过筛赤泥中加入醋糟和工业副产物石膏，再加水至泥状，然后搅拌均匀至酸碱完全中和，得到混合产物A；

S3、在混合产物A中加入孔隙调节材料、蚯蚓粪有机肥、缓控释复合肥、微生物菌剂，制得土壤化改良后的赤泥；

S4、在土壤化改良后的赤泥上种植耐盐碱植物，实现植被恢复。

进一步地，步骤S2中，过筛赤泥与醋糟的重量比为1:1.2～3.0；然后加入工业副产物石膏，所述工业副产物石膏的添加量为过筛赤泥质量的0～10％。

进一步地，步骤S3中，孔隙调节材料、蚯蚓粪有机肥、缓控释复合肥、微生物菌剂的添加量分别为过筛赤泥质量的0-8％、0-10％、0-3％、0-3％。

进一步地，步骤S2中，醋糟为酿醋后所余的残渣。

进一步地，步骤S2中，工业副产物石膏包括脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏中的一种或多种。

进一步地，步骤S3中，孔隙调节材料包括醋渣、稻糠、秸秆粉、锯末、膨胀珍珠岩、蛭石中的一种或多种。

进一步地，步骤S3中，微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、淀粉芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、固氮菌、里氏木霉、白腐菌、酵母菌中的一种或几种。

进一步地，步骤S4中，耐盐碱植物包括黑麦草、紫穗槐、菊芋、紫花苜蓿中的一种或几种。

本发明的有益效果在于：

本发明利用醋糟、工业副产物石膏、孔隙调节材料、蚯蚓粪有机肥、缓控释复合肥、微生物菌剂等作为烧结法赤泥土壤化改良的制剂。

醋糟为米、麦、高粱等制醋过程中的副产物，来源较广、价格低廉，同时含有大量醋酸，可以有效降低赤泥碱性，且醋糟中含有丰富的营养元素，可以提高赤泥肥力和孔隙。

脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏等工业副产物石膏是治理烟气中的二氧化硫、磷酸化工、柠檬酸化工的工业副产物，具有来源广、价格低的特点，在本发明中可实现这些工业副产物的再利用。工业副产物石膏本身含有一定的酸度，可以降低赤泥的碱性。另外，赤泥中加入石膏后，石膏溶解产生钙离子代换赤泥中钠离子，可以降低赤泥碱化度，降低赤泥的碱性，同时随着赤泥交换性钠离子减少，赤泥颗粒胶结，使赤泥团粒结构形成、加快了赤泥的土壤化进程。并且提高赤泥孔隙和渗透性，加快了赤泥盐分的排出。较优可以选用来源广、价格低的烟气脱硫所得的石膏。

蚯蚓粪有机物是蚯蚓的***物，蚯蚓粪质轻、粒细均匀、无异味，结构及功能特殊，具有很好的孔性、通气性、排水性和高的持水量，与烧结法赤泥混合后能降低赤泥板结和坚硬，提高赤泥团粒结构。同时蚯蚓粪含有许多有益的细菌、放线菌和真菌，这些微生物不仅可以使复杂物质矿化为植物易于吸收的有效物质，而且还可以合成一系列有生物活性的物质，如糖、氨基酸、维生素等，以及生长素、细胞***素、赤霉素、吲哚酸等植物激素，可以活化赤泥，促进植物生长，促进赤泥的生态修复。

缓控释复合肥具有养分释放缓慢、长效、肥料利用率高等特点，而普通复合肥溶解性高、养分易流失、肥料利用率低，同时肥料溶解后增加了土壤盐分含量，给赤泥带来了额外的盐分危害，不利于植物生长，采用缓控释复合肥可以降低普通肥料养分释放带来的盐分危害，同时减少了养分流失与施肥次数。

微生物是土壤物质循环的动力、增加微生物的数量可以加快改良赤泥的物质循环，微生物通过直接改造、物理缠绕、分泌胞外多糖、疏水脂类等促进赤泥团粒形成和稳定。同时促进赤泥中腐殖质形成，加快赤泥土壤化进程，进一步促进植物烧结法赤泥植被的恢复。

具体实施方式

以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，具体包括如下步骤：

S1、将烧结法赤泥捣碎过筛，使赤泥的粒径在5mm以内；

S2、按照过筛赤泥与醋糟的质量比1:1.5向过筛赤泥中加入醋糟，然后加入过筛赤泥质量的2％的烟气脱硫石膏，加水至泥状，用搅拌装置搅拌至酸碱完全中和，得到混合产物A，装在种植盆晾干。

S3、在晾干的混合产物A中添加占过筛赤泥质量6％的膨胀珍珠岩、4％的蚯蚓粪有机肥、0.1％的缓控释复合肥、0.5％的微生物菌剂，混合均匀，制得土壤化改良后的赤泥；

S4、在土壤化改良后的赤泥的上层种植耐盐碱植物黑麦草、紫穗槐、紫花苜蓿。浇水养护。种子可以正常发芽、生根，种植两个月后植物均正常存活。如表1所示。

表1

植株	发芽率
		黑麦草	66％
紫穗槐	58％
		紫花苜蓿	58％

实施例2

本实施例提供一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，具体包括如下步骤：

S1、将烧结法赤泥捣碎过筛，使赤泥的粒径在5mm以内；

S2、按照过筛赤泥与醋糟的质量比1:1.3向过筛赤泥中加入醋糟，然后加入过筛赤泥质量的1％的烟气脱硫石膏，加水至泥状，用搅拌装置搅拌至酸碱完全中和，得到混合产物A，装在种植盆晾干。

S3、在晾干的混合产物A中添加占过筛赤泥质量6％的蛭石、3％的蚯蚓粪有机肥、0.1％的缓控释复合肥、0.5％的微生物菌剂，混合均匀，制得土壤化改良后的赤泥；

S4、在土壤化改良后的赤泥的上层种植耐盐碱植物黑麦草、紫穗槐、紫花苜蓿。浇水养护。种子可以正常发芽、生根，种植两个月后植物均正常存活。如表2所示。

表2

植株	发芽率
		黑麦草	75％
紫穗槐	64％
		紫花苜蓿	72％

实施例3

本实施例提供一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，具体包括如下步骤：

S1、将烧结法赤泥捣碎过筛，使赤泥的粒径在5mm以内；

S2、按照过筛赤泥与醋糟的质量比1:1.6向过筛赤泥中加入醋糟，然后加入过筛赤泥质量的3％的烟气脱硫石膏，加水至泥状，用搅拌装置搅拌至酸碱完全中和，得到混合产物A，装在种植盆晾干。

S3、在晾干的混合产物A中添加占过筛赤泥质量8％的秸秆粉、4％的蚯蚓粪有机肥、0.2％的缓控释复合肥、1％的微生物菌剂，混合均匀，制得土壤化改良后的赤泥；

S4、在土壤化改良后的赤泥的上层种植耐盐碱植物黑麦草、紫穗槐、紫花苜蓿。浇水养护。种子可以正常发芽、生根，种植两个月后植物均正常存活。如表3所示。

表3

植株	发芽率
		黑麦草	53％
紫穗槐	44％
		紫花苜蓿	40％

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，其特征在于，具体步骤包括：

S1、将烧结法赤泥捣碎过筛，使赤泥的粒径小于或等于5mm；

S2、向步骤S1得到的过筛赤泥中加入醋糟和工业副产物石膏，再加水至泥状，然后搅拌均匀至酸碱完全中和，得到混合产物A；

S3、在混合产物A中加入孔隙调节材料、蚯蚓粪有机肥、缓控释复合肥、微生物菌剂，制得土壤化改良后的赤泥；

S4、在土壤化改良后的赤泥上种植耐盐碱植物，实现植被恢复。

2.根据权利要求1所述的促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，其特征在于，步骤S2中，过筛赤泥与醋糟的重量比为1:1.2～3.0；然后加入工业副产物石膏，所述工业副产物石膏的添加量为过筛赤泥质量的0～10％。

3.根据权利要求1所述的促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，其特征在于，步骤S3中，孔隙调节材料、蚯蚓粪有机肥、缓控释复合肥、微生物菌剂的添加量分别为过筛赤泥质量的0-8％、0-10％、0-3％、0-3％。

4.根据权利要求1所述的促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，其特征在于，步骤S2中，醋糟为酿醋后所余的残渣。

5.根据权利要求1所述的促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，其特征在于，步骤S2中，工业副产物石膏包括脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，其特征在于，步骤S3中，孔隙调节材料包括醋渣、稻糠、秸秆粉、锯末、膨胀珍珠岩、蛭石中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，其特征在于，步骤S3中，微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、淀粉芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、固氮菌、里氏木霉、白腐菌、酵母菌中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的促进烧结法赤泥土壤化改良及其植被恢复的方法，其特征在于，步骤S4中，耐盐碱植物包括黑麦草、紫穗槐、菊芋、紫花苜蓿中的一种或几种。