廢棄砂石開采場的土地修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢棄土地再利用的方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種廢棄砂石開采場的土地修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]河北省境內(nèi)太行山、燕山兩大山系對京津冀及周邊省份建筑業(yè)的快速發(fā)展提供了良好的建筑原料。但受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，高強(qiáng)度的肆意亂采非法行為普遍存在，特別是由此所引發(fā)的嚴(yán)重生態(tài)破壞和開采后裸露區(qū)環(huán)境污染等問題，不僅影響了開采區(qū)周邊農(nóng)業(yè)的正常生產(chǎn)活動，而且加速和加劇了開采區(qū)的水土流失和周邊農(nóng)田或山場的土壤退化問題。到目前為止，河北省因礦山與砂石開采占用土地總數(shù)達(dá)5.8萬公頃，其中，采砂場占地1.6萬公頃，廢渣占地4900公頃，尾礦庫占地2145公頃。因受環(huán)境污染的影響，今年以來各地相聚關(guān)閉了不少非法亂采的開采區(qū)，僅對北京周邊地區(qū)的涿州、淶水、三河、固安、永清等地調(diào)查，就有三百余家非法采石(砂)場被依法強(qiáng)行拆停，被破壞的山場和土地遺失的土石方竟達(dá)30億立方米左右，其被破壞了的山場和土地現(xiàn)狀慘不忍睹，而開采后的很多廢棄地至今一直未得到有效的恢復(fù)管理，這與目前國內(nèi)極其緊張的土地資源形成一對尖銳的矛盾，不僅長期擠占了大量的林地和農(nóng)田，而且也造成了一系列生態(tài)環(huán)境問題，如增加大氣環(huán)境中PM2.5和PMlO等顆粒物的來源和促進(jìn)了浮塵天氣的出現(xiàn)。
[0003]土地資源是人類生存和社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。在眾多開采區(qū)生態(tài)破壞因素中，土地生態(tài)系統(tǒng)的破壞是最直觀也是最大量的。這不僅損失了土地資源，還有可能因風(fēng)蝕、雨蝕等造成大氣、水系的進(jìn)一步污染，所以土地生態(tài)環(huán)境的修復(fù)成為其最關(guān)鍵和最核心的問題。目前河北省開采區(qū)土地復(fù)墾率僅為15%，而美國1977年后新建礦山土地復(fù)墾率已達(dá)到80%。開展開采區(qū)土地復(fù)墾和生態(tài)環(huán)境重建，使被破壞的山場與土地得以恢復(fù)和重新利用，逐步解決由非法開采引發(fā)的社會、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境問題，而且這也已成為目前我們國家對資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展優(yōu)先關(guān)注的問題之一。近年來河北省環(huán)境質(zhì)量愈來愈嚴(yán)重，尤其是大氣環(huán)境。為了減少大氣污染顆粒來源，減緩山區(qū)水土流失的速度，減輕因開采對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，急需對拆停后閑置的開采廢棄地進(jìn)行土地復(fù)墾、生態(tài)復(fù)墾和生態(tài)重建。
[0004]對于開采區(qū)土地復(fù)墾和生態(tài)建設(shè)，國外在20世紀(jì)50年代和60年代，進(jìn)入了科學(xué)復(fù)墾的時(shí)代；80年代以后，開采區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)已步入蓬勃、正常的發(fā)展軌道。我國的該項(xiàng)工作萌芽始于上世紀(jì)50年代，真正得到重視是20世紀(jì)80年代末《土地復(fù)墾規(guī)定》和《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》的頒布和實(shí)施。經(jīng)過多年的研宄和實(shí)踐，目前已產(chǎn)生了許多實(shí)用的修復(fù)技術(shù)一一污泥堆肥法即腐殖土夯填修復(fù)工藝是其成熟的技術(shù)之一。
[0005]城市生活污泥隨著城市化的快速發(fā)展，城市人口數(shù)量和城市污水處理廠的增加，城市水系的不斷增長，城市污泥、城市河泥的貯存、清運(yùn)、處置已經(jīng)對城市環(huán)境構(gòu)成了威脅，并日益成為世界許多城市的主要環(huán)境問題。目前，國內(nèi)外污泥處理與處置方法主要為土地利用、填埋、焚燒和投海。因填埋填坑中有害物質(zhì)通過雨水浸蝕和滲漏污染地下水，而焚燒成本高，易產(chǎn)生大氣污染等。因此，填埋、焚燒和投海近年日漸減少或被禁止。而城市污泥一般含有較高的有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)營養(yǎng)(有機(jī)質(zhì)300?600g ?kg—1、氮10?40g ?kg—1和磷6?15g.kg-1)。據(jù)計(jì)，我國29個(gè)城市污泥(不包括工業(yè)污泥)有機(jī)質(zhì)平均含量為384g.kg-1,全氮、全磷和全鉀分別為27、14.3g.kg—1和7g.kg ―1;有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷比純豬糞分別高出1/3?2/3(全鉀比純豬糞低1/3)，有機(jī)質(zhì)含量呈逐年增加趨勢。因此，城市污泥經(jīng)過好氧發(fā)酵、脫水干燥的堆肥方式形成生物腐植泥土(b1solids)應(yīng)用于不同土地類型已是積極有效的處置方式。
[0006]城市生活污泥堆肥是目前許多國家處理污泥的主要方式，其指在一定條件下(如pH、通氣、水分、溫度等)，將污泥等有機(jī)廢棄物進(jìn)行好氧堆慪，使之轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)的過程。堆肥后，污泥物理性狀改善，質(zhì)地疏松，營養(yǎng)成分增加，病原菌、寄生蟲卵等基本殺死，重金屬有效態(tài)含量降低，有毒有機(jī)物降解率平均在60%以上。將污泥和生活垃圾或木肩、谷物殼、作物秸桿等復(fù)合堆肥是近年開辟的新處理途徑。并且污泥堆肥引起的土壤微生物區(qū)系平衡變化也較小，還對土壤保持長期效用；與其他生物廢棄物(如畜禽廢棄物)堆肥，可降低地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)?？傊?，無害化的污泥處理進(jìn)行土地修復(fù)利用有利于降低潛在的污染源和提高土地生產(chǎn)力，降低對合成肥料的需求，又解決了大量的城市污泥處理處置去向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種廢棄砂石開采場的土地修復(fù)方法，所述方法的土地修復(fù)配料科學(xué)合理，綜合化回填土質(zhì)量高，充分考慮了土地的承載力、剪切力等物理性能，和土壤的有機(jī)質(zhì)、氧份等生化指標(biāo)。充分保證了土地地貌恢復(fù)的穩(wěn)定性和良好的耕作功能，為生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建提供了質(zhì)量保證。便于檢測與管理，經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、環(huán)保效益非常高。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種廢棄砂石開采場的土地修復(fù)方法，其特征在于所述修復(fù)方法包括以下步驟:原材料進(jìn)場-將原材料粉碎備料-將粉碎后的原材料調(diào)配攪拌-將攪拌后的原材料堆積發(fā)酵-使用處理后的原材料進(jìn)行攤鋪碾壓，將廢棄砂石開采場填平。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述原料主要使用污水處理廠污泥，在所述方法中對污泥進(jìn)行前期的物料調(diào)質(zhì)工藝，中期的高溫發(fā)酵除臭工藝和后期的重金屬消解工藝。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:先以開采后的尾礦廢棄物和建筑垃圾為主要填埋物添加污水處理廠污泥和砂土，以及污泥固化劑，從底部墊起，采用工程機(jī)械將物料混拌均勻進(jìn)行碾壓、整平，碾壓要分層實(shí)施，碾壓強(qiáng)度以挖掘機(jī)不下沉為主；在距地表0.5-1.0米時(shí)，先墊一層粘土，20cm-40cm，再采用污水處理廠污泥、農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、廢棄黃沙土材料，按比例參合攪拌，再通過堆積發(fā)酵成腐植土，按層攤鋪進(jìn)行碾壓即可。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:原料摻混比例為:按體積計(jì)，污泥原料為45% -55%，剩余為其他為農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、廢棄黃沙土，摻混后的原料水分掌握在60%以內(nèi)，以便摻混原料堆積發(fā)酵，發(fā)酵后原料就形成了腐植土，當(dāng)發(fā)酵水份低40%時(shí)就可以進(jìn)行攤鋪回填，每層的攤鋪厚度不能超過30cm，碾壓強(qiáng)度到挖掘機(jī)不下沉為止，要求每層攤鋪的間隔時(shí)間為3天以上。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述污水處理廠污泥需要進(jìn)行生物處理，生物處理具體包括以下步驟，選用有害重金屬不超標(biāo)的污水處理廠的污泥為原料，為了防止堆肥過程中污泥中的重金屬物質(zhì)鈍化不足或所用污泥的重金屬含量超標(biāo)，可采取添加重金屬鈍化劑或加大農(nóng)林廢棄物秸桿、木肩、鋸末有機(jī)物廢棄物使用量，使重金屬經(jīng)吸附、氧化、沉淀、螯合等形式進(jìn)一步固定或鈍化，保證回填土的質(zhì)量安全；對于臭氣的控制可以采取添加生物除臭滅蠅劑在堆腐過程中來控制臭氣的強(qiáng)度，降低發(fā)酵過程中，臭氣對大氣的污染，同時(shí)提高堆制腐殖土的質(zhì)量。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:1、結(jié)合污泥與其它廢棄物的物理性能、生化特性與共性，進(jìn)行取舍優(yōu)劣混合效應(yīng)。2、解決大量污泥穩(wěn)定化、無害化、資源化處置方向，減輕環(huán)保管理壓力，優(yōu)化了環(huán)境衛(wèi)生。3、為修復(fù)廢棄沙石開采場土地提供了用之不竭的優(yōu)質(zhì)材料，重建了生態(tài)系統(tǒng)功能，減少大氣中PM2.5和PMlO等顆粒物，杜絕浮塵天氣的出現(xiàn)。是技術(shù)優(yōu)勢整合應(yīng)用結(jié)果。
[0014]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:污泥固化劑的使用劑量與靜止堆放時(shí)間及溫度條件，選用污泥固化劑配比應(yīng)在8% -15%之間，過低影響污泥固化的物理性能，過高影響恢復(fù)土地的透氣性，添加固化劑后靜止堆放時(shí)間在5-7天，堆體溫度最低不能低于5°C、最高不能高于30°C，這樣有利于固化劑起到固化作用，固化劑用量也要趨于經(jīng)濟(jì)化和物理穩(wěn)定化，充分掌握成本、時(shí)間、固化三者的優(yōu)化組合的合理性。
[0015]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:各種物料的攪拌質(zhì)量，攪拌機(jī)的選用要選用轉(zhuǎn)速在50-70/min之間，攪拌物料的粒度在3cm—下，在攪拌機(jī)內(nèi)的攪拌時(shí)間不能低于20秒，要充分考慮它的強(qiáng)制性、連續(xù)性、攪拌時(shí)間和均勻度，各種物料及添加劑攪拌混合的越均勻越親密，它們之間的物理吸附越吻合，化學(xué)反應(yīng)也越充分，所得到的物理化學(xué)反應(yīng)效果就理想。
[0016]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述方法的土地修復(fù)配料科學(xué)合理，綜合化回填土質(zhì)量高，充分考慮了土地的承載力、剪切力等物理性能，和土壤的有機(jī)質(zhì)、氧份等生化指標(biāo)。充分保證了土地地貌恢復(fù)的穩(wěn)定性和良好的耕作功能，為生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建提供了質(zhì)量保證。便于檢測與管理，經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、環(huán)保效益非常高。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0019]本發(fā)明公開了一種廢棄砂石開采場的土