專利名稱：一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護及生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法。
背景技術(shù)：
污水污泥是是指污水處理廠在凈化污水時的副產(chǎn)物，是由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。其含水量高，成分復(fù)雜，不僅含有大量的有機質(zhì)等營養(yǎng)元素，還含有大量的病原微生物，并伴有惡臭，受工業(yè)廢水影響，往往還有較多的重金屬等有毒、有害物質(zhì)，處理不當(dāng)極易造成嚴重的二次污染。目前，我國城市污水處理廠每年產(chǎn)生濕污泥量約為2000萬噸，如何合理地處置污水污泥，解決大量污泥的出路已成為關(guān)系人類生態(tài)環(huán)境安全的一個重要問題。目前常用的污水污泥處理方法有填埋處理和焚燒處理。填埋處理是污泥經(jīng)過滅菌處理后，直接傾倒于低地或谷地制造人工平原。該法的優(yōu)點是處理成本低、不需要高度脫水。然而，衛(wèi)生填埋由于占地多，潛在生物可利用率低，滲濾液可污染地下水，后續(xù)處理管理費用高等問題，應(yīng)用受到限制。隨著垃圾填埋場地的減少，可用于污泥衛(wèi)生填埋的場所越來越少，人們不得不為污泥尋找新的出路。焚燒處理剛是另一種常用處理方法，污泥中含有一定量的有機成分，經(jīng)脫水干燥的污泥可用焚燒處理。在日本，該方法已占污泥處理總量的60 %以上，歐盟也在10 %以上。由于城市污水污泥含水率高，進行焚燒處理的運行費用十分昂貴，且焚燒產(chǎn)生尾氣會造成二次污染。美國環(huán)保署對污水污泥的早期定義是指污水處理過程中產(chǎn)生的固體、半固體或液體殘留物。1995年，世界水環(huán)境組織(Water Environment Federation, WEF)為了準確反映絕大多數(shù)污水污泥具有重新利用價值，將污水污泥(Sewage Sludge)更名為“生物固體” (Biosolids)0其突出的特點是強調(diào)“生物固體”的資源化利用，使其更容易被公眾接受， 以便更好地參與生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)，走上人類社會與生態(tài)系統(tǒng)的和諧共處與可持續(xù)發(fā)展軌道，這在一定程度上標志著人們對污水污泥處理與處置觀念的轉(zhuǎn)變和成熟。但這種定義在其準確性和安全性上還有一些的爭議。為了進一步提高污泥利用的科學(xué)性和安全性，美國國家研究委員會(USNRC, United State National Research Council)將“生物固體”的定義重新修訂為經(jīng)過處理過的、符合503號文件中土地利用標準或其他類似標準的污泥。從以上分析可以看出，發(fā)達國家對污泥的認識已逐漸走向成熟。隨著污水處理量的增加和處理水平的提高，污泥處置問題會日漸突出，如何對污泥做出科學(xué)、準確又符合資源化循環(huán)利用與安全的定義也是一個需要解決的重要問題。與國外相比，我國對污泥的研究起步也較晚，始于二十世紀八十年代末。利用中國期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫對我國有關(guān)城市污水污泥研究的文獻進行統(tǒng)計，結(jié)果表明1994年之前有關(guān)污泥的研究只有零星報道，近些年，隨著我國污水處理率的提高及污泥產(chǎn)量的迅速增加，越來越多的科研工作者和環(huán)境工作者開始致力于這方面的研究，為污泥處置尋找合適的途徑。與國外相比，總體上我國對污泥的研究深度不夠，目前多停留于總結(jié)國外研究狀況、探討污泥穩(wěn)定方法和污泥的農(nóng)藝價值等方面。
海島地理位置特殊，海島離大陸遠，缺乏與外界生態(tài)系統(tǒng)之間的交流，形成自己獨特的地貌、地質(zhì)構(gòu)造和生物群落特征；此外，由于受到氣候條件的影響(主要是風(fēng))，海島生態(tài)系統(tǒng)的一面呈現(xiàn)沖刷態(tài)勢(主要為山地)，另一面則呈現(xiàn)淤積態(tài)勢(主要為沙灘)，具有動力兩重性。海島往往面積狹小，地域結(jié)構(gòu)簡單，資源有限，生物多樣性低，生態(tài)結(jié)構(gòu)相對簡單，導(dǎo)致海島生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，環(huán)境容量和環(huán)境承載力有限，生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱。海島裸地多為基巖或沙質(zhì)地面，地形高低起伏不平，低洼地四周在雨季有少量耐瘠低矮草本植物生長，旱季來臨時自然死亡。地表無發(fā)育成熟的土壤，僅為風(fēng)化程度不一的成土母質(zhì)和少量低矮植物殘體。土壤一般酸堿性較強，土壤有機質(zhì)含量極低，土壤全氮、速效氮、土壤速效磷等養(yǎng)分較低；很難適合作物生長。目前，海島裸地的生態(tài)修復(fù)主要采取客土回填再進行植物引種的辦法。即先在海島裸地上從外界運輸并回填大量肥性較高的客土，然后再于其上種植先鋒植物，初步形成一種簡單的生態(tài)系統(tǒng)，然后再利用回填客土加之先鋒植物根系的水土保持能力，逐步進行生態(tài)系統(tǒng)的演化，從而實現(xiàn)其生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)和自我進化。由于該方法需用到大量優(yōu)質(zhì)客土，因此成本較高，且后續(xù)容易出現(xiàn)肥力不足等問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計提供一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法的技術(shù)方案，該方法既能降低成本，又減少其負面效應(yīng)，使污水污泥重新進入自然環(huán)境的物質(zhì)和能量循環(huán)中，實現(xiàn)污水污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，又可為海島這一特殊的地域生態(tài)修復(fù)起到積極作用。所述的一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于包括以下步驟
O首先將污水污泥曬干，使其含水率由出廠時的80%降至30-40%，將曬干的污水污泥進行粉碎，粉碎顆粒為15-25目；
2)所選用回填客土為熟土，土壤質(zhì)地要求均一，以砂壤質(zhì)土為好，pH中性為宜，土壤中有機質(zhì)的含量為I. 5-2. 0%，氮含量為60 - 70 mg/kg，磷含量為6-8 mg/kg，鉀含量為45-65 mg/kg ；
3)污水污泥粉碎顆粒直接覆蓋于海島裸地之上，其厚度為25-35厘米，然后再覆蓋客土 40-60 厘米；
4)生態(tài)修復(fù)所選用植物為狗牙根和百喜草，狗牙根和百喜草種子的配比為I: O. 8-1. 3，播種量為8-15克/平方米；
5)播種完成后，在土壤表面統(tǒng)一覆蓋一層可降解的白色無紡布遮陽網(wǎng)；
6)在作物種子出苗前，若無天然降水，每隔2-3天人工澆一次水，水要一次澆透，每次澆水一般要求形成3 5厘米的濕土層，澆水管理直到種子發(fā)芽；待作物出苗長至15 20 厘米時，視天氣情況，在雨前追施一次復(fù)合肥，用量18-25公斤/畝；待作物出苗20厘米后， 其具有較強環(huán)境適應(yīng)性和自我生長能力，自然生長兩個月左右，植被覆蓋率可達98%以上， 生態(tài)修復(fù)即告完成。所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟I)中曬干的污水污泥粉碎顆粒為18-22目。
所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟2)中土壤中有機質(zhì)的含量為I. 5-2. 0%，氮含量為60 - 70 mg/kg，磷含量為6-8 mg/kg，鉀含量為 45-65 mg/kg ；
所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟3)中海島裸地上覆蓋的污水污泥粉碎顆粒厚度為28-32厘米，然后再覆蓋客土 45-55厘米。所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟4)中狗牙根和百喜草種子的配比為I :1. 0-1. 2，播種量為10-12克/平方米。所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟6)中復(fù)合肥用量20-22公斤/畝。狗牙根，又名百慕達，屬暖季型草坪草，匍匐莖發(fā)達，喜光，稍能耐半陰，草質(zhì)細，耐踐踏，在排水良好的肥沃土壤中生長良好，侵占力較強，容易侵入其他草種中蔓延擴大。在微量的鹽堿地上，亦能生長良好。此草春天返青較早，觀賞期可達260天。形成的草坪低矮， 性強健，是優(yōu)良的水土保持植物。百喜草拉丁名Paspalum natatu ,英文名Bahiasgrass ,它是一種暖季型的多年生禾本科草，生性粗放，對土壤選擇性不嚴，有粗壯多節(jié)的匍匐莖，分蘗旺盛，枝條高 15 80厘米，葉片扁平粗糙，長20 30厘米，寬3 8毫米，植株高大，根系發(fā)達，多用于斜坡水土保持、道路護坡及果園覆蓋。植株耐旱性、耐熱性極強，耐寒性尚可，耐陰性強，耐踐踏性強。把污水污泥用于海島生態(tài)修復(fù)則可起到一石三鳥的作用，一是把污水污泥與客土搭配使用，可以減少客土的使用量，從而減少生態(tài)修復(fù)的成本；二是由于污水污泥中富含氮、磷、鉀等元素，肥效顯著，且大部分有害物質(zhì)可被植物本身分解，可以起到促進植物生長的作用；三是為大量污水污泥提供了處置方法，不必進行城市掩埋或焚燒，從而節(jié)省大量寶貴的土地資源和成本，且其用于海島生態(tài)修復(fù)具有不進入人類食物鏈等優(yōu)點，可達到變廢為寶的效果。上述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，既能降低成本，又減少其負面效應(yīng)，使污水污泥重新進入自然環(huán)境的物質(zhì)和能量循環(huán)中，實現(xiàn)污水污泥的減量化、 穩(wěn)定化、無害化和資源化，又可為海島這一特殊的地域生態(tài)修復(fù)起到積極作用。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例I :先對要修復(fù)的海島裸地進行整理，清理掉大塊石頭，并進行鑿平，將6. O 噸污水污泥(含水率78%)運送至要修復(fù)海島，曬干至含水率為35%，粉碎至20目，平均覆蓋于海島裸地之上約30厘米厚度，面積為1500平方米，其上覆50厘米回填客土，然后靜置一周。所選用回填客土為熟土，土壤質(zhì)地要求均一，以砂壤質(zhì)土為好，PH中性為宜，土壤中有機質(zhì)的含量為I. 5-2. 0%，氮含量為60 - 70 mg/kg，磷含量為6-8 mg/kg，鉀含量為45-65 mg/ kg ;一周后撒播狗牙根和百喜草種子，狗牙根和百喜草種子的配比為I :1，用量為10克/平方米。播種完成后，為了防止露土種子受鳥類等動物破壞，同時也為了遮蔭，減少太陽對土壤直射，降低暴雨或澆水對種子的沖刷影響，在土壤表面統(tǒng)一覆蓋一層可降解的白色無紡布遮陽網(wǎng)；然后每隔兩天澆水一次，共澆水一個月，開始發(fā)芽，視天氣情況，在雨前追施一次復(fù)合肥，用量20公斤/畝；三個月后高度為22厘米，然后使其自然生長，一年后檢測其植被覆蓋率為98%，海島裸地生態(tài)修復(fù)完成。污水污泥的含水率過高，則容易和客土結(jié)塊，不利于植物生長；將曬干的污水污泥進行粉碎，有利于污水污泥和土壤形成有利于植物生長的微團粒結(jié)構(gòu)，提高保肥、保水性。污水污泥粉碎顆粒直接覆蓋于海島裸地之上，其厚度為25-35 厘米，然后再覆蓋客土 40-60厘米；實驗表明污水污泥并不能直接作為植物生長的基質(zhì)，大量的污水污泥也不利于植物生長，以上配比經(jīng)實踐檢驗效果佳。狗牙根和百喜草種子播種量過低，則出芽率難以保證，播種量過大，則植物根系相互競爭養(yǎng)分激烈，導(dǎo)致后續(xù)生長不利。在上述實施例I中曬干的污水污泥粉碎顆粒為15目、18目、22目或25目；回填客土土壤中有機質(zhì)的含量為I. 5-2.0%，氮含量為60 — 70 mg/kg，磷含量為6-8 mg/kg，鉀含量為45-65 mg/kg ;海島裸地上覆蓋的污水污泥粉碎顆粒厚度為28-32厘米，然后再覆蓋客土 45-55厘米；狗牙根和百喜草種子的配比為I :0. 8或I :1. 3，播種量為8克/平方米、10 克/平方米或15克/平方米；復(fù)合肥用量為18公斤/畝、22公斤/畝或25公斤/畝；其它步驟相同，也能達到本發(fā)明所述的有益效果。
權(quán)利要求
1.一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于包括以下步驟1)先將污水污泥曬干，使其含水率降至30-40%，將曬干的污水污泥進行粉碎，粉碎顆粒為15-25目；2)所選用回填客土為熟土，土壤質(zhì)地要求均一，以砂壤質(zhì)土為好，pH中性為宜，土壤中有機質(zhì)的含量為I. 5-2. 0%，氮含量為60 - 70 mg/kg，磷含量為6-8 mg/kg，鉀含量為45-65 mg/kg ；3)污水污泥粉碎顆粒直接覆蓋于海島裸地之上，其厚度為25-35厘米，然后再覆蓋客土 40-60 厘米；4)生態(tài)修復(fù)所選用植物為狗牙根和百喜草，狗牙根和百喜草種子的配比為I:O.8-1. 3，播種量為8-15克/平方米；5)播種完成后，在土壤表面統(tǒng)一覆蓋一層可降解的白色無紡布遮陽網(wǎng)；6)在作物種子出苗前，若無天然降水，每隔2-3天人工澆一次水，水要一次澆透，每次澆水一般要求形成3 5厘米的濕土層，澆水管理直到種子發(fā)芽；待作物出苗長至15 20 厘米時，視天氣情況，在雨前追施一次復(fù)合肥，用量18-25公斤/畝；待作物出苗20厘米后， 其具有較強環(huán)境適應(yīng)性和自我生長能力，自然生長兩個月左右，植被覆蓋率可達98%以上， 生態(tài)修復(fù)即告完成。
2.如權(quán)利要求I所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟I)中曬干的污水污泥粉碎顆粒為18-22目。
3.如權(quán)利要求I所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟2)中土壤中有機質(zhì)的含量為I. 5-2. 0%，氮含量為60 — 70 mg/kg，磷含量為6-8 mg/kg, 鉀含量為45-65 mg/kg。
4.如權(quán)利要求I所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟3)中海島裸地上覆蓋的污水污泥粉碎顆粒厚度為28-32厘米，然后再覆蓋客土 45-55 厘米。
5.如權(quán)利要求I所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟4)中狗牙根和百喜草種子的配比為I :1. 0-1. 2，播種量為10-12克/平方米。
6.如權(quán)利要求I所述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，其特征在于步驟6)中復(fù)合肥用量20-22公斤/畝。
全文摘要
一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，屬于環(huán)境保護及生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于包括以下步驟將污水污泥曬干、粉碎，直接覆蓋于海島裸地上，其厚度為25-35厘米，然后再覆蓋客土40-60厘米；生態(tài)修復(fù)所選用植物為狗牙根和百喜草，狗牙根和百喜草種子的配比為10.8-1.3，播種量為8-15克/平方米；播種完成后進行遮陽、澆水、施肥管理，待作物出苗20厘米后，植被覆蓋率達98%以上，生態(tài)修復(fù)即告完成。上述一種利用污水污泥進行海島裸地生態(tài)修復(fù)的方法，既能降低成本,又減少其負面效應(yīng)，實現(xiàn)污水污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，又為海島的地域生態(tài)修復(fù)起到積極作用。
文檔編號A01G1/00GK102577793SQ201210030968
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者于淼, 毋瑾超, 譚勇華 申請人:國家海洋局第二海洋研究所