專利名稱：一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法
技術領域：
本發明涉及一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法，屬于礦山廢棄地生態修復技術領域。
背景技術：
中國是世界上最大的以煤炭為主要能源的國家，煤多油少是中國能源資源的基本特點。煤炭開采過程中伴隨大量的煤矸石產生，一般每開采It煤，伴生10% -30%左右的煤矸石，煤矸石已成為我國排放量最大的工業廢渣之一。限于我國現有的技術經濟水平，對煤矸石利用主要是回填、制磚、路基等方式，綜合利用不足30%，同時煤矸石中往往富含硫、鐵、錳、銅、鋅、砷、汞等伴生礦物，煤矸石在露天堆放條件下，由于風、水分、氧氣及微生物作用等易產生酸性礦山廢水、有毒氣體、揚塵等污染物，嚴重污染水體、土壤和大氣等自然環境及生態系統，煤礦區已成為當今世界陸地生物圈最為典型、退化最為嚴重的生態系統，礦區生態環境問題已受到國內外的高度重視。然而由于煤矸石堆積量巨大，當前常用的復墾法、尾礦庫、填充、固結法等尾礦治理方法處理煤矸石并不適合，不僅治理成本巨大，而且改善不了生態環境。此外，傳統的的覆土復墾、加堿中和和施肥處理等生態修復方法普遍存在著客土成本高，特別是礦區或山區更為突出，同時加堿中和和施肥處理易失效，植物難以存活，而且不能有效控制煤矸石中的污染物質的釋放。

發明內容
本發明的目的在于針對上述問題提供一種在立地條件惡劣、植物難以生長條件下的酸性煤矸石堆場上，營造良好的生長環境；抑制煤矸石氧化產酸及多種污染物質的溶出；從而達到有效資源化利用工業固體廢棄物，節約大量土壤資源，控制煤矸石污染，美化堆場環境的酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:本發明的步驟包括如下:a、配制煤矸石堆場復合改良基質；煤矸石堆場復合改良基質是由剩余污泥、粉煤灰、磷石膏、土壤和菌渣、苔蘚植物組成；且各組分按體積百分比為剩余污泥30%、粉煤灰25%、磷石膏20%、土壤10%和菌渣10%、苔蘚植物5%。經人工或攪拌機攪拌，混合均勻后即為煤矸石堆場復合改良基質。所述剩余污泥為城鎮二級生活污水處理廠產生的脫水剩余污泥，粉煤灰為電廠或熱電廠生產過程中所產生的干法或濕法排放的粉煤灰，磷石膏為濕法磷酸生產過程中產生的浸提廢渣，菌渣為食用菌栽培后的廢料，苔蘚植物為日常常見苔蘚植物。b、制作基質漿，噴播或人工覆蓋薄層包衣基質層；將制備好的煤矸石堆場復合改良基質用水或養殖廢水等有機廢水和 成粘桐的基質楽.，在平整、表層壓實后的煤砰石堆場用機械噴播或人工覆蓋l_2cm厚的包衣基質層。
其中要求將制備好的煤矸石堆場復合改良基質和成粘稠的基質漿，基質漿含水率在75% -90%之間，以便于噴播或人工覆蓋操作，能形成整體的包衣覆蓋層為宜。其中薄層包衣覆蓋層厚度為l_2cm。C、植被綠化；將需播種的植物種子混入煤矸石堆場復合改良基質中，隨基質漿噴播或覆蓋的同時，均勻分布于整個薄層包衣覆蓋基質層。其中植物種子盡量選擇已商業化、本地物種、耐性或適于煤矸石堆場先鋒物種，種子用量以供應商推薦的常規種植的種子用量即可。日常灑水養護即可。本發明的有益效果:本發明所提供一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法，通過覆蓋薄層包衣基質層，改善堆場植物養分，引進外源微生物、真菌和苔蘚植物，緩沖煤矸石產生的酸和重金屬危害，調節矸石表面溫度和水分，構建出復合的薄層植被生態修復體系，同時通過控制煤矸石表面氧氣、水分、氧化還原狀況及微生物作用等進而達到煤矸石堆污染控制的作用。此外，在完成煤矸石堆場生態修復和污染控制的基礎上，有效資源化利用化工剩余污泥、粉煤灰、磷石膏等工業固體廢棄物，節約大量土地資源，美化礦區環境，具有較好的環境效益、經濟效益和社會效益。
具體實施方式
:實施例1室外模擬盆栽試驗:采集煤礦區開采新產生的含硫煤矸石樣品，在室內風干，破碎至IOcm以下儲存備用。按體積百分比為剩余污泥30 %、粉煤灰25 %、磷石膏20 %、土壤10 %和菌渣10 %、苔蘚植物5%配制煤矸石堆場復合改良基質，混入1%。黑麥草和0.5%。土荊芥種子。采用規格:長*寬*高=50cm*38cm*15cm的聚乙烯塑料盆，盆底以上2cm處布置20mm的PVC集水排水管為盆栽修復試驗裝置，裝填制備好的煤矸石樣品。將制備好的煤矸石堆場復合改良基質加水和成粘稠基質漿，在新鮮煤矸石表層覆蓋l_2cm的薄層包衣基質層，同時設置對照處理:將制備好的煤矸石堆場復合改良基質直接在新鮮煤矸石表面鋪l_2cm的覆蓋薄層，基質層和空白對照處理:直接新鮮煤矸石并混播同等數量的黑麥草和土荊芥種子。按每周3次，每次噴施500mL曝氣自來水日常養護。每周采樣一次，測定滲濾液pH、EC值、Eh、Fe、Mn、重金屬及SO/—含量。經過近半年的試驗結果表明，本發明所提供的一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法植被生態系統恢復良好，同時煤矸石滲濾液的PH —直維持在中性水平，EC及Fe、Mn、重金屬和S042_含量一直保持在較低水平，表現出較好的生態修復和污染控制效果。實施例2現場小規模試驗:在風化多年的煤矸石堆場選擇15m2區域。平均分成6等分，分別設置本發明所提供的薄層包衣、對照處理和空白對照處理及其平行。在配制的煤矸石堆場復合改良基質中混入0.5%。 黑麥草、0.5%。狗牙根、0.5%。白三葉和0.5%。土荊芥種子。自然條件下觀察，不人為養護。
其他同實施例1。實施例結果表明，本發明所提供一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法，能夠形成良好的植被覆蓋層，有效控制煤矸石污染物質的釋放。根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語， 但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。
權利要求
1.一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法，其特征在于:包括如下步驟a.配制煤砰石堆場復合改良基質；b.制作基質衆、噴播或人工覆蓋薄層包衣基質層；c.植被綠化。
2.根據權利要求1所述一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法，其特征在于:所述的煤矸石堆場復合改良基質是由剩余污泥、粉煤灰、磷石膏、土壤和菌渣、苔蘚植物組成；且各組分按體積百分比為剩余污泥30 %、粉煤灰25 %、磷石膏20 %、土壤10 %和菌渣10%、苔蘚植物5%。
3.根據權利要求1所述一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法，其特征在于:所述的薄層包衣基質層是將煤矸石堆場復合改良基質和成粘稠的基質漿，用于機械噴播或人工覆蓋，薄層包衣覆蓋層厚度為l-2cm。
4.根據權利要求1所述一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法，其特征在于:所述的植被 綠化是將需播種的植物種子混入煤矸石堆場復合改良基質中，隨著基質漿的噴播或覆蓋，均勻分布于整個薄層包衣覆蓋基質層。
全文摘要
本發明涉及一種用于酸性煤矸石堆場薄層包衣覆蓋生態修復方法，其步驟如下a、配制煤矸石堆場復合改良基質；b、制作基質漿，噴播或人工覆蓋薄層包衣基質層；c、植被綠化。本發明有效解決了酸性煤矸石堆場植物難以生長的惡劣立地條件，營造了良好的生長環境；有效抑制煤矸石氧化產酸及多種污染物質的溶出；此外有效資源化利用化工剩余污泥、粉煤灰、磷石膏等工業固體廢棄物，節約大量土地資源，美化礦區環境，而且施工工藝簡單，可操作性強，效率高，具有較好的環境效益、經濟效益和社會效益，適合大面積實施。
文檔編號A01B79/02GK103210714SQ201210028010
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者吳永貴, 洪冉, 付天嶺, 吳宇 申請人:貴州大學