專利名稱:利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域：
，具體來(lái)說(shuō)涉及利用一種利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法。
背景技術(shù)：
磷石膏是生產(chǎn)磷酸時(shí)排出的廢渣，通常情況，每生產(chǎn)I t (P2O5)的濕法的磷酸，產(chǎn)生4. 5 5. 5 t磷石膏。生成的磷石膏是潮濕的細(xì)粉末,95%的石膏顆粒小于O. 2 mm，自由水含量約20% 30%，且含有磷、氟、有機(jī)物以及二氧化硅等少量有害雜質(zhì)，呈酸性，pH值一般在4. 5以下。國(guó)家環(huán)?？偩钟?006年7月14一 16日在沈陽(yáng)召開的磷肥、硫酸行業(yè)推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上，首次將磷石膏渣定性為危險(xiǎn)固體廢物，根據(jù)《國(guó)家固體廢物污染環(huán)境防治法》的規(guī)定，磷石膏渣的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工、利用等都將按危險(xiǎn)固體廢物的要求處置， 這給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大的環(huán)境壓力。
隨著中國(guó)高濃度磷復(fù)肥工業(yè)的發(fā)展，副產(chǎn)磷石膏越來(lái)越多，對(duì)企事業(yè)和環(huán)境的壓力也越來(lái)越大。我國(guó)高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量從2000年的253. 2萬(wàn)噸增加到2005年的677. 8萬(wàn)噸，副產(chǎn)磷石膏2000年的1100萬(wàn)噸增加到2005年的3300萬(wàn)噸。
雖然磷石膏的資源化綜合利用方面取得了一些進(jìn)展，主要包括以下幾個(gè)方面生產(chǎn)水泥及其制品；生產(chǎn)石膏膠凝材料及制品；生產(chǎn)化工原料；磷石膏改良?jí)A性土壤等。磷石膏可以用作水泥緩凝劑，并可用于生產(chǎn)低堿度水泥和制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，可用于生產(chǎn)β石膏、α石膏及無(wú)水石膏，生產(chǎn)硫酸鉀、硫酸及碳酸鈣等化工原料，改良鹽堿地，用作肥料，改善土壤滲水性能等，但是均存在一定的缺陷。
中國(guó)專利公開號(hào)CN2245057于1997年01月15日，公開了一種“以磷石膏生產(chǎn)硫酸鉀的反應(yīng)器”，使磷石膏與氯化鉀反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉀的裝置，可進(jìn)行連續(xù)工業(yè)化的生產(chǎn)， 可為農(nóng)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的鉀肥，但是磷石膏中含有F-及其它有毒金屬元素，土壤中長(zhǎng)期施用此種鉀肥可能會(huì)造成F-及其它有毒金屬元素積累進(jìn)而引發(fā)二次污染；中國(guó)專利公開號(hào) CN201351144于2009年11月25日，公開了一種“磷石膏處理裝置”，可除去工業(yè)廢磷石膏中的黑色雜質(zhì)、酸性雜質(zhì)和硬質(zhì)點(diǎn)，使工業(yè)廢磷石膏變?yōu)槭炝资嗫蓮V泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)， 但是磷石膏中存在鐳、鈾等放射性核素，將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)可能存在放射性危險(xiǎn)。
雖然對(duì)于磷石膏的綜合利用已有多種方法，但到目前為止，中國(guó)磷石膏的利用率不足10%，國(guó)家提出“十一五”期間磷石膏的綜合利率達(dá)到20%。即使按照20%的利用率計(jì)算，仍有2640萬(wàn)噸(按2005年計(jì))的磷石膏需要堆存，若管理不善，將帶來(lái)巨大的環(huán)境危害。磷石膏渣場(chǎng)封頂后，不及時(shí)進(jìn)行植被恢復(fù)，將給環(huán)境帶來(lái)不利影響和潛在威脅，主要表現(xiàn)在對(duì)地表景觀的影響、造成大氣污染、潰壩產(chǎn)生的環(huán)境影響等。
而傳統(tǒng)的覆蓋土壤方法，將需要大規(guī)模的土壤及客土源區(qū)，若需進(jìn)行大規(guī)?？屯?， 需辦理相關(guān)國(guó)土、環(huán)保、水土保持恢復(fù)等一系列的行政審批及批復(fù)，以及農(nóng)民占地補(bǔ)償、青苗補(bǔ)償、大規(guī)模土方挖運(yùn)等工程，并對(duì)客土源區(qū)造成的破壞進(jìn)行恢復(fù)，其綜合成本大于40 元/m2。本研究利用工業(yè)固體廢物改良磷石膏進(jìn)行無(wú)土植被恢復(fù)則可大大降低成本，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決目前磷石膏利用率低，長(zhǎng)期露天堆存帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，傳統(tǒng)的覆蓋土壤植被恢復(fù)方法成本高，客土源緊張等問(wèn)題，本著“以廢治廢”的原則，利用固體廢物對(duì)磷石膏進(jìn)行改良，并進(jìn)行無(wú)土植被恢復(fù)的最優(yōu)配方和適生草種。
利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法，它是使用改良劑對(duì)磷石膏進(jìn)行改良，然后覆蓋在純的磷石膏表面，并按照普通草坪草播種量在其上進(jìn)行播種；磷石膏改良基質(zhì)中的成分包括磷石膏、赤泥、粉煤灰和污泥。
上述比例改良磷石膏表層約l(Tl4cm。
上述磷石膏改良基質(zhì)中污泥的含量污泥的含量最少要求達(dá)到15%以上(體積百分比)。
上述磷石膏改良基質(zhì)中各成分的最佳比例(按體積比)為磷石膏赤泥粉煤灰 污泥=81 2 2 15o
上述適生草種包括高羊茅、寬葉雀稗、紫花苜蓿、黑麥草、白三葉、狗牙根；此外高羊茅、剪股穎、狗牙根等草皮也可在改良基質(zhì)上正常生長(zhǎng)。
本發(fā)明的方法是根據(jù)磷石膏的理化特性及其與土壤成分的對(duì)比，利用污水處理廠產(chǎn)生的污泥、電廠產(chǎn)生的粉煤灰、鋁廠產(chǎn)生的赤泥對(duì)磷石膏進(jìn)行改良，并成功進(jìn)行無(wú)土植被恢復(fù)技術(shù)。
本發(fā)明從以上技術(shù)方案可知，利用赤泥、粉煤灰、污泥等廢渣按上述比例改良磷石膏表層約l(Tl4cm。呈堿性的赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，其含有鐵、硅、鎂、鈦和鈣的氧化物以及少量鋅、磷、鎳、鎵、鍺和釩等元素，PH值為10. 29 11. 30，可以中和磷石膏的酸性，使其更利于植物生長(zhǎng)；粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的廢棄物，含有較豐富的植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的硅、鋁、鐵、鈣、磷、鉀、硼等微量元素，可以增強(qiáng)植物抗病、抗倒伏等能力，改善基質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)，另外粉煤灰顏色較深易吸收熱量，可以提高地溫和保水能力，保證種子發(fā)芽率正常，加強(qiáng)植物地下部分抗寒越冬；污泥中含有較高的有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，為草提供營(yíng)養(yǎng)成分、改良和培肥基質(zhì)，其中富含的氮、磷、鉀是草生長(zhǎng)所必須的肥料成分。經(jīng)過(guò)改良后的表層基質(zhì)含有豐富的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀、微量元素等草所需的營(yíng)養(yǎng)成分，使適生草種正常出苗和生長(zhǎng)。此種方法可解決磷石膏大量堆積而無(wú)法有效利用的問(wèn)題，使用工農(nóng)業(yè)廢渣進(jìn)行治理達(dá)到“以廢治廢”的目的，也減少了其他廢渣的堆積量，另外這種處理磷石膏的方法成本低、環(huán)境效益好，有很好的應(yīng)用前景。


圖I是磷石膏改良基質(zhì)的剖面示意圖；
其中1為改良基質(zhì)；2為純磷石膏層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。
實(shí)施例參見附圖，利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法，包括以下步驟
(I)使用改良劑(赤泥、粉煤灰和污泥)對(duì)磷石膏進(jìn)行改良，改良基質(zhì)的比例為磷石膏 赤泥粉煤灰污泥=81 2 2 15 (按體積比)，改良基質(zhì)的厚度為10 14cm。
(2)所選草種及播種量分別為白三葉12g/m2、高羊茅30g/m2、黑麥草20g/m2、狗牙根15g/m2、紫花苜猜15g/m2、寬葉雀稗20g/m2等。
植株生長(zhǎng)的不同階段測(cè)定其高度和根系長(zhǎng)度見表I和表2 :
播種后30天和80天分別測(cè)定的草的植株高度和根系長(zhǎng)度的范圍與均值。
表I 30天時(shí)植株高度和根系長(zhǎng)度最大值與均值(單位cm)
權(quán)利要求
1.利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法，其特征在于它是使用改良劑對(duì)磷石膏進(jìn)行改良，然后覆蓋在純的磷石膏表面，并按照普通草坪草播種量在其上進(jìn)行播種；磷石膏改良基質(zhì)中的成分包括磷石膏、赤泥、粉煤灰和污泥。
2.如權(quán)利要求
I所述的利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法，其特征在于所述覆蓋在純的磷石膏上面的經(jīng)改良后的磷石膏為l(Tl4cm。
3.如權(quán)利要求
I所述的利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法，其特征在于所述磷石膏改良基質(zhì)中污泥的含量污泥的含量最少要求達(dá)到15%以上(體積百分比)。
4.如權(quán)利要求
I所述的利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法，其特征在于所述磷石膏改良基質(zhì)中各成分的最佳比例(按體積比)為磷石膏赤泥粉煤灰污泥=81 2 2 15o
5.如權(quán)利要求
I所述的利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法，其特征在于所述適生草種包括高羊茅、寬葉雀稗、紫花苜蓿、黑麥草、白三葉、狗牙根；此外高羊茅、剪股穎、狗牙根等草皮也可在改良基質(zhì)上正常生長(zhǎng)。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種利用工農(nóng)業(yè)廢渣改良磷石膏進(jìn)行植被恢復(fù)的方法。本方法是根據(jù)磷石膏的理化特性及其與土壤成分的對(duì)比，利用污水處理廠產(chǎn)生的污泥、電廠產(chǎn)生的粉煤灰、鋁廠產(chǎn)生的赤泥對(duì)磷石膏進(jìn)行改良，并成功種植了草坪草。根據(jù)草生長(zhǎng)的需要，采用在純的磷石膏上面覆蓋經(jīng)改良后的基質(zhì)10~14cm，按照普通草坪草播種量在其上進(jìn)行播種。適生草種包括高羊茅、寬葉雀稗、紫花苜蓿、黑麥草、白三葉、狗牙根等；此外高羊茅、剪股穎、狗牙根等草皮也可在改良基質(zhì)上正常生長(zhǎng)。本方法本著“以廢治廢”原則，對(duì)磷石膏進(jìn)行無(wú)土植被恢復(fù)，大大降低了磷石膏植被恢復(fù)的成本，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
文檔編號(hào)A01G1/00GKCN102577786SQ201210008494
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月12日
發(fā)明者劉方, 劉晏含, 李金娟, 楊麗萍, 解田 申請(qǐng)人:甕福(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 貴州大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan