[发明专利]一种基于煤矸石和污泥的生态改良基质制备方法

说明书

本发明公开了一种基于煤矸石和污泥的生态改良基质制备方法，本发明用以解决煤矸石和污泥资源化利用问题。本发明将煤矸石粉碎，污泥进行堆肥化处理，再添加粉煤灰和耐受重金属的促生微生物菌剂，混合放置2周后得到熟化的生态改良基质。本发明污泥堆肥的加入能够使煤矸石中惰性养分得到释放，微生物菌剂使污泥及煤矸石中重金属风险得到控制，煤矸石和污泥堆肥混合后基质理化性状、微生物指标得到改善和提升，形成近似土壤的生态改良基质，促进植物的生长，最终实现煤矸石和污泥的资源化利用。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，具体而言，涉及一种基于煤矸石和污泥的生态改良基质制备方法。

背景技术

煤矸石是一种在采煤和煤炭洗选过程中产生的一种固体废弃物，其同时也是一种可循环利用的资源，产量相当于煤炭产量的10％-15％。煤矸石的大量堆积，在淋溶作用下会污染土壤和地下水；煤矸石自燃还会产生大量烟尘，硫化物以及氮氧化物，污染空气。但是，同时煤矸石中含有一定量的有机质、磷、钾及多种微量元素，且具有一定的孔隙度、透气、保水性性能，目前已被应用于制备采煤沉陷区复垦充填基质、土壤改良剂和矿物肥料等。通过物理、化学或生物方法将煤矸石改性，或添加其他基质共同处理等方法，可以有效改良煤矸石的理化性质，解决其生物活性差的缺陷，使其形成类似土壤性质和结构的生态基质，对于改善植物生存环境，重新建立和恢复复垦区的土壤生态体系，加速煤矸石成土化具有积极作用。

随着工业生产的发展，城市人口的增加,工业废水与生活污水的排放量日益增多，污泥的产出量迅速增加，污染合理化处理和资源化利用也是一个亟待解决的重要问题。污染中含有大量的有机质、氮及其他养分，同时含有丰富的微生物类群，能够满足植物生长的需要，但其中重金属污染物含量较高，限制了其资源化利用。

针对上述两种废弃物的特性，能否找到适合的方法将二者进行处理改造，使其发挥各自优势，实现优势互补，对于两种废弃物的处置和资源化利用具有重要的意义和应用前景。中国专利(公布号：CN108496749A)公开了一种适用于无土草坪的煤研石混合培养基质及应用，该发明是将采煤过程中产生的煤研石、生活污水处理厂中的剩余活性污泥以及农作物秸秆作为材料配制而成。但是，由于煤矸石和污泥中均存在一定量的重金属，作为无土草坪基质应用时还是存在重金属环境风险。有研究表明，受重金属污染的环境中存在着对重金属有耐受性、且能够吸附这些重金属作用的土著微生物，有些甚至可以将强毒性价态重金属转化为低毒性价态重金属的作用，被认为是一种清洁、无污染且效率高的方法，越来越受到广大学者关注。中国专利(公开号：CN106479914B、CN106434446B、CN106244501B、CN106244500B)分别公开了一种对多种重金属具有较强抗性的微生物，并对植物生长有促进作用。因此，为了解决煤矸石和污泥在资源化利用方面的问题，降低重金属在两种废弃物资源化利用中的风险，必须研发煤矸石和污泥制生态改良基质的关键技术，形成具有处理能力大、生态环境友好、成本低、可持续性强、安全性高的煤矸石和污泥处理及利用模式，形成两者资源化利用技术体系。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，基于煤矸石和污泥在实际处理和资源化利用中存在的技术问题，本发明提供了一种煤矸石和污泥的生态改良基质制备方法，不仅能够使煤矸石中惰性养分得到释放，污泥及煤矸石中重金属风险得到控制，而且使二者混合后的基质物理性状、化学和生物指标得到改善，形成近似土壤的生态改良基质，最终实现煤矸石和污泥的资源化利用。

本发明提供的技术方案是：一种基于煤矸石和污泥的生态改良基质，其特征在于：其原料按质量比主要包括如下成分：煤矸石50-80份、污泥堆肥10-40份、粉煤灰5-15份、耐受重金属的促生菌剂0.1-0.3份；其中所述污泥堆肥原料包括新鲜脱水污泥60-80份、园林树木修剪枝条10-20份、污泥堆肥返混料5-10份、稻壳5-10份、微生物堆肥腐熟剂按每吨物料0.1kg的量添加；其中稻壳可以用稻杆、玉米秸秆、玉米芯、蘑菇渣、椰壳中任意一种代替。

所述的生态改良基质，优选地，所述煤矸石60份、污泥堆肥30份、粉煤灰10份、耐受重金属的促生菌剂0.2份。