专利名称：一种生态型地毯草皮基质制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生态型地毯草皮基质制备方法的制备技术，同时也涉及一种矿化垃圾资源化利用技术。
背景技术：
目前，我国有几百座卫生和准卫生城市生活垃圾填埋场和一般堆场，已填入或堆放垃圾几千万吨。填埋场中的垃圾经若干年降解后，基本上达到了稳定化状态，称为矿化垃圾。由于我国绝大部分的垃圾填埋场均建于市郊，随着城市的发展，几乎每个城市的垃圾产生量都在增加，所需的填埋场之面积越来越大；另外，随着经济的发展和人口的增长，土地资源越来越紧张，市郊地价迅速上升，尤其是东部和南方各大中型城市，市郊周围人口密度高，征地费用也随之升高，要不断地提供新的填埋场以满足需要是非常困难的，甚至是不可能的。因此，填埋场一旦选定并付诸使用后，应十分珍惜，尽量延长使用年限，扩大填埋容量。解决这个问题的一个重要而且可行的方法就是把已经稳定化的矿化垃圾进行开采，即把填埋场作为垃圾的中转处理场所，而不是最终的归宿。矿化垃圾经开采、筛分后，可以得到509Γ60%的有机细料，309Γ35%的可回收利用的物品(化学纤维、塑料、玻璃、金属等) ’大约有209Γ25%的粗料须回填到填埋场中去，腾出的759Γ80%的填埋空间用于填埋新鲜生活垃圾。此举无论是对于节约土地资源和建设填埋场的庞大投资，还是对解决生活垃圾出路问题，均有重大意义。另一方面，据统计，我国城市生活垃圾中仅有47%进入正规垃圾填埋场，而有一半以上的非正规垃圾填埋场(简易填埋、堆放场、堆置等)处于失控状态。在这些非正规垃圾场的整治中，将已经矿化的垃圾分离出来加以利用，对于减少后续环节的处理难度和成本具有重要意义。草坪绿化已成为城市绿化的基本色调，是城市的橱窗、文明的标志，随着我国城市建设的发展、人民生活水平不断提高，对环境的要求越来越高，草皮是建设园林城市不可缺少的产品之一，每年的需要量达上百万平方米，草坪业发展具有广阔的前景。目前常用的地毯式草皮的建植方法是直接在耕地上播种草籽，待草长成后连土带草铲成草皮卷，运到城市铺种。这种方法可以将成坪的草皮卷直接铺设在裸地上，具有易于装载运输、损失率小、成坪速度快、养护管理容易等优点。但是，这样的生产方式也存在严重的不足由于草皮生产以优质的耕层土壤为基质，一次草皮生产大约需要3飞厘米厚的耕层土壤，这样，肥沃的耕层土壤资源也就随着草皮的出售被带入城市中，而农田则经过几次草皮生产后将变得十分贫瘠，三四季草的种植，足以毁掉现有农田的耕作层。一座象北京这样大的城市，一年草皮铺植量约为60(Γ700万平方米，如果每次草皮出圃都起掉3cm 厚土壤的话，一年就需剥离土壤表土 18 21万m3，这给我们国家宝贵的土地资源造成了极大的浪费。因此，现在通行的地毯草皮培植模式浪费土壤资源的现象非常严重，还容易导致土壤退化等生态环境问题。开发新的低投入、环境友好的草皮基质生产技术，是草皮生产中亟需解决的一个关键问题；国内已开发出一些替代传统草皮生产基质的技术。陈同斌等开发出一种以城市垃圾、城市污泥、农作物秸秆、养殖业废弃物等城市废弃物或农业废弃物为主要原料的草皮基质制备方法，将废弃物经过堆肥处理后与壤土或粘土配料组成草皮基质(中国专利申请号02156025)。多立安等开发出一种采用不同粒径生活垃圾堆肥施于草坪基质的方法 (中国专利申请号200610014365)。陈善湘等开发出一种利用农业有机废弃物，如老糠灰、 锯木屑、动物粪便、腐植酸原粉等构建草皮基质的方法(中国专利申请号201010131327)。 杨浩等开发出一种以清淤污泥、蓝绿藻和/或水葫芦为主要原料，麦秸或稻草及鸡粪和/或猪粪为辅料，混合构成堆肥材料，发酵后形成草坪基料的方法(中国专利申请号 200810243186)o毛宇等开发出一种将粉碎植物纤维、动物纤维或人造纤维，经搅拌、梳理、 定型成连续垫状材料，在其上表面播撒草种并布施由泥炭和锯木屑、松针、树叶、砻糠、农作物秸秆其中一种或几种的混和物，经发酵后形成的腐质物以及有机、无机与微量元素等肥料组成的培植覆盖物，形成无土草坪基质的方法(中国专利申请号200310103314)。王小丽等开发出一种用椰壳、草炭、人造毛、碎布经粉碎、混合、针刺加工而制成草皮基质的方法 (中国专利申请号200410021762)。李建龙等开发了一种采用干锯末和稻壳)作为培养基质的方法(中国专利申请号200510041165)。徐仁扣等开发了一种利用建筑渣土和污泥生产草皮基质的方法(中国专利申请号200910036221)。韩烈保等开发了一种利用城市垃圾堆肥和沙子制成无土草皮栽培基质的方法(中国专利申请号200810104128)。但这些草皮基质制备方法的技术，仍然存在制作过程较复杂，成本较高的缺陷。同时，应用矿化垃圾作为处理基质处理城市污水、禽畜废水、填埋场渗滤液、焦化废水，以及部分废气的研究已有一些报道(钱小青等，2006.环境卫生工程.14 ): 62-64)，但是，对于开发研究如何更好地利用矿化垃圾，变废为宝的技术，仍然是目前本领域技术人员的研究方向。
发明内容
针对上述现有技术不足，本发明要解决的技术问题是怎样提供一种制备工艺简单、制备成本低廉的生态型地毯草皮基质制备方法，同时使得矿化垃圾能够得到有效的资源化利用，达到变废为宝的效果。为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案 一种生态型地毯草皮基质制备方法，包括以下步骤
a、以矿化垃圾为原料，将矿化垃圾进行筛分，筛分时选用15mm孔径的筛网；
b、将a步骤中筛下的矿化垃圾与壤土或黏土按比例均勻混合，其重量配比组成为矿化垃圾4(Γ80%，壤土或黏土 6(Γ20% ；
C、按照总重量比的比例添加钾肥并混合均勻；
d、加入氮肥将上述得到的混合物中的C:N调节为2(Γ35:1，即得到所需基质。本技术方案中，所述矿化垃圾是指在填埋场中填埋多年，基本达到稳定化，已可进行开采利用的垃圾。本技术方案a步骤中，由于矿化垃圾经过多年的厌氧发酵，除玻璃、金属、橡胶、塑料等一些无机物质或有机难降解物质外，大部分有机质得到了较充分的降解， 使垃圾变为一种类似腐殖质的颗粒状土壤物质，且含一定的氮、磷、钾等营养元素，基本上无需前置处理，就可以直接用于进行筛分。筛分时采用15mm孔径的筛网，该筛网孔径的选择，一方面是可以使得筛分下的物料基本为营养含量高的有机细料，去除掉矿化垃圾中未降解的化学纤维、塑料、玻璃、金属等粗料，如果孔径过大则无法保证筛分下的物料绝大部分为有机细料；同时另一方面，该筛网孔径也可以使得筛下的物料中含有部分直径较为粗大的颗粒，这样使得最终得到的草皮基质中含有一定量的间隙，进而在培植草皮时，能够利于营养水分的吸附和草皮根部的生长，获得良好的培育效果，如果筛网孔径过小，筛下的物料过细，则无法达到此效果。这样，筛下的矿化垃圾细料具有优良的理化性质，其有机质、总氮、总磷含量、阳离子交换量均明显超过砂土。其中，有机质质量分数高达10%左右，与肥沃的土壤相类似；总氮、总磷的质量分数也高于常规土壤；每IOOg干垃圾中阳离子交换量更是高达0. 068mol以上，比普通的砂土高出数十倍，比肥沃的土壤也高出两三倍。此外，与常规土壤相比，矿化垃圾的细菌总数在数量级上与较肥沃土壤相接近。矿化垃圾中生存有数量庞大、种类繁多的微生物，并可为微生物提供优良的生存环境。研究表明，矿化垃圾中不含0型口蹄疫病毒、致病性大肠杆菌、沙门氏菌、链球菌和金黄色葡萄糖球菌等有害病原菌和细菌。因此，矿化垃圾是无害的，可以应用于草皮基质生产。另外，矿化垃圾或陈垃圾的容重通常小于土壤，使用它们作为基质还可以降低草皮的重量。b步骤中，所述的壤土或黏土均为现有土壤种类，掺入土壤可调节基质的成分和性状，使其更利于草皮生长和草皮移植后的定植，同时也利于草皮在收割运输时起卷，所述比例是20飞0%。经研究，矿化垃圾对提高草皮草的叶绿素含量、地下生物量、草皮韧性、增加草皮盖度、缩短草皮生产周期、延缓草皮冬季枯黄、改善草皮基质的持水性等有明显的作用， 但若使用量过大(超过80%)，则可能会对草坪草种子的发芽产生抑制作用，并可能导致草皮的密度、新鲜度不及大田土壤栽培的草皮；而为了更好的起到降低土壤资源消耗和改善草皮品质的作用，矿化垃圾的使用量应不小于40%。因此，添加的土壤比例以2(Γ60%为宜。c步骤中加入钾肥，是因为，矿化垃圾中含有大量有机质和氮磷养分，但往往存在钾含量偏低的问题，因此为了保证草坪草的良好生长，在草皮基质的生产过程中应适当补充钾元素营养。根据研究，添加钾元素的含量以为宜。其中作为优化，所述钾肥选择为氯化钾、硫酸钾或硝酸钾，均为常用钾肥，便于购买且成本便宜。d步骤中，加入氮肥，是因为，某些矿化垃圾或陈垃圾可能存在C含量相对偏高， C:N比例失衡的问题，因此在草皮基质生产过程中应当根据实际情况适当调整C:N比为 20^35 1,以保证草皮基质的氮素供应。其中作为优化，氮肥选择为常用的氮肥尿素；便于购买且成本便宜。综上所述，本发明具有两个突出的特点①可实现矿化垃圾的充分有效资源化利用，减轻环境污染压力，并避免有毒有害物质进入食物链；②可减轻现行草皮培植方式过多消耗土壤资源的压力。与现行大量消耗土壤资源的高成本草皮基质生产方法相比，本发明提供的方法符合生态可持续发展的要求，对于保护环境、降低成本、提高效益等均具有积极意义，推广应用前景广阔。
具体实施方式
实施例一将矿化垃圾用孔径为15mm的筛网进行筛分，取400 kg筛下物，加入2 kg氯化钾和598 kg壤土，加入尿素调节C:N为20:1，充分混勻得到草皮基质。将上述得到的草皮基质和普通土壤基质做对比试验，将两者基质各自均勻铺成3、cm，播撒黑麦草种子，按照普通草皮种植管理操作规范进行日常护理，本发明的基质118天即成坪得到所需草皮，比普通土壤基质早7天；同时草皮长势优于普通土壤基质草皮的长势。
实施例2
将矿化垃圾用孔径为15mm的筛网进行筛分，取600 kg筛下物，加入2 kg氯化钾和398 kg黏土，加入尿素调节C:N为35:1，充分混勻得到草皮基质。将上述得到的草皮基质和普通土壤基质做对比试验，将两者基质各自均勻铺成3、cm，播撒高羊茅种子，按照普通草皮种植管理操作规范进行日常护理，本发明的基质M天即成坪得到所需草皮，比普通土壤基质早11天；同时草皮长势优于普通土壤基质草皮的长势。
权利要求
1.一种生态型地毯草皮基质制备方法，其特征在于，采用筛分下的矿化垃圾与壤土或黏土按比例均勻混合后得到。
2.如权利要求1所述的生态型地毯草皮基质制备方法，其特征在于，包括以下步骤a、以矿化垃圾为原料，将矿化垃圾进行筛分，筛分时选用15mm孔径的筛网；b、将a步骤中筛下的矿化垃圾与壤土或黏土按比例均勻混合，其重量配比组成为矿化垃圾4(Γ80%，壤土或黏土 6(Γ20% ；c、按照总重量比的比例添加钾肥并混合均勻；d、加入氮肥将上述得到的混合物中的C:N调节为2(Γ35:1，即得到所需基质。
3.如权利要求2所述的生态型地毯草皮基质制备方法，其特征在于，所述钾肥为氯化钾、硫酸钾或硝酸钾。
4.如权利要求2所述的生态型地毯草皮基质制备方法，其特征在于，所述氮肥为尿素。
全文摘要
本发明公开了一种生态型地毯草皮基质制备方法，包括以下步骤a、以矿化垃圾为原料，将矿化垃圾进行筛分，筛分时选用15mm孔径的筛网；b、将a步骤中筛下的矿化垃圾与壤土或黏土按比例均匀混合，其重量配比组成为矿化垃圾40~80%，壤土或黏土60~20%；c、按照总重量比1~2%的比例添加钾肥并混合均匀；d、加入氮肥将上述得到的混合物中的C:N调节为20~35:1，即得到所需基质。本发明通过将填埋场的矿化垃圾与壤土或黏土按一定比例混合组配出地毯草皮栽培基质，不仅可以促进矿化垃圾的资源化利用，而且对节约城郊土壤资源、构建城市绿化体系具有重要意义，符合保护环境、降低成本、提高效益的生态可持续发展的要求。
文档编号C05G3/00GK102260115SQ20111012915
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者刘国涛, 刘斌, 彭绪亚 申请人:重庆大学