生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯及应用的制作方法

本发明涉及废物的回收利用以及活性污泥的应用领域，特别涉及一种生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯及采用该复合植被毯的生态修复方法。

背景技术：

植被毯是按照落叶归根、秸秆还田、改良土壤等理念，将农、林产业中剩下的生物质资源转化为生态修复的产品，可应用于山坡、沙质土以及河流两岸、公路两侧，公园、足球场、高尔夫球场等，是国际公认的最有效、最廉价、最简便的护土、治沙、绿化环保产品之一。

传统的植被毯只能够起到护岸、绿化以及固土的作用，其改良土壤质量以及改善水质的作用微乎其微，最后该地植被生长情况依然会变回原来的水平，并且北方干燥、严寒，不利于植被的生长繁殖。因此如何增加植被毯的功效成为目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯，能够极大的改善土壤质量，并且能够净化雨水、生活用水以及当地水环境，还具有保温、保水、保墒和结构稳定的优势。

本发明的技术方案是：生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯由从上至下的上层结构层、植被层、营养层、保护层、下层结构层构成。

所述的上、下两层结构层都是由废弃的麻袋回收后所产生的麻纤维编织而成的网格构件。所述的麻纤维长度平均为30mm-35mm，细度为0.4-0.7g/km。所述的上下两层结构层的表面网孔为方形交错排列网孔，网孔尺寸为0.5mm×0.5mm。

所述的植被层由粉碎的玉米秸秆、麦秸、少量肥料和草种混合而成，其各组分质量百分比为：玉米秸秆：58.5-60.5%，麦秸：31.5-33.5%，肥料：4.5-6.5%，草种：1.0-3.0%。

所述的营养层由改性污泥构成，改性污泥由普通驯化污泥经紫外线诱变生成，其COD降解速率比普通驯化污泥提高了24.1mg_COD/(g_MLSS·h)。所述改性污泥上喷洒有一层菌剂，该菌剂由褐球固氮菌、LX-2菌和芽孢杆菌混合而成，其比例为1:0.4-0.8:0.5-0.7，其中褐球固氮菌作为细菌肥料能够固定空气中的氮素，促进植被的生长；LX-2菌能够有效的降解COD，降解率约为84%；芽孢杆菌能够产生丰富的代谢生成物，同时具有保湿、抑菌、除臭等功能。

所述保护层由粉碎的麦秸构成，厚度约为1.0cm。

为了加强复合植被毯整体结构的牢固性及稳定性，复合植被毯的边缘被缝合形成一体，复合植被毯的平面内缝制有菱形加固结构，缝纫丝线为麻线，且上层结构层和下层结构层分别通过缝纫的方式固定。

本发明的另一个目的是提供一种生态修复方法，采用了所述的生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯，包括以下施工步骤：

（1）施工准备：根据施工要求，提前做好施工所需的工具准备、人员分配、测量准备和技术准备；

（2）坡面清理：根据要求清除坡面上风化的岩石、草根、垃圾等不利于植被毯铺设的杂质，保持坡面平坦，便于植被毯和坡面的贴合，并在坡面顶端的向外延伸处挖凹槽，该凹槽作为植被毯固定埋深使用；

（3）测量放样：固定点位、测量放线，明确植被毯的铺设范围，以植被毯宽度的尺寸进行标记，并标记U型钉的位置，并根据测量制造适当规格的植被毯；

（4）铺设植被毯：铺设时由边坡自上而下进行，上方植被毯铺设时应向外延伸置于挖出的凹槽中，并紧贴凹槽铺设；然后覆土填埋，并用U型钉固定牢固；以左右方向铺设植被毯时，左右植被毯要紧密贴合，必要时可搭接并要紧贴坡面，搭接处采用U型钉固定；

（5）养护：该植被毯的养护分为成坪前养护和成坪后养护，成坪前养护主要是保证植物草种能够正常发芽，要保证植被毯的湿润，浇水宜少量多次，当植被发芽并长到4cm-6cm时要及时清除杂草，并对有缺损的地段进行修整；成坪后养护要根据一年四季不同季节的变化特点以及植被的生长状况进行养护，以保证植被的正常生长。

同现有植被毯相比，本发明的优点是：完全秉持着废物回收利用的原则，所有材料都可以自然降解增加土壤养分，同时改性污泥能够增加土壤有机质，改善土壤质量，并且能够对雨水和生活污水进行处理，降解其中的污染物。由于秸秆、麻纤维属于自然植物纤维，其热导系数在0.070W／(m·K)-0.085W／(m·K)之间，因此具有较好保温的功能，并且其储水性能十分良好，可以储存约50%-60%的水分，既能够节约灌溉用水，又为改性污泥处理水中污染物提供了环境。同时秸秆覆盖的土壤水分蒸发抑制率约为75%左右，而自然覆被的土壤蒸发抑制率只有37%左右，因此保墒效果显著。总体来说，该植被毯具有保温、保水、保墒和结构稳定等优势，且整体结构简单易懂，制作简便。

附图说明

图1是本发明复合植被毯的结构示意图。

图2是本发明复合植被毯的平面图。

图3是本发明复合植被毯的施工示意图。

图中：1、上层结构层；2、植被层；3、营养层；4、保护层；5、下层结构层；6、菱形结构；7、复合植被毯的边缘；8、U型钉；9、复合植被毯。

具体实施方式

如图1所示的生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯，从上至下由上层结构层1、植被层2、营养层3、保护层4和下层结构层5构成。

所述的上层结构层1和下层结构层5都是由废弃的麻袋回收后所产生的麻纤维编织而成的网格构件。所述的麻纤维长度平均为30mm-35mm，细度为0.4-0.7g/km。所述的上下两层结构层的表面网孔为方形交错排列网孔，网孔尺寸为0.5mm×0.5mm。

所述的植被层2由粉碎的玉米秸秆、麦秸、少量肥料和草种混合而成，其各组分质量百分比为：玉米秸秆：58.5-60.5%，麦秸：31.5-33.5%，肥料：4.5-6.5%，草种：1.0-3.0%。

所述的营养层3由改性污泥构成，改性污泥由普通驯化污泥经紫外线诱变生成，其COD降解速率比普通驯化污泥提高了24.1mg_COD/(g_MLSS·h)。所述改性污泥上喷洒有一层菌剂，该菌剂由褐球固氮菌、LX-2菌和芽孢杆菌混合而成，其比例为1:0.4-0.8:0.5-0.7，其中褐球固氮菌作为细菌肥料能够固定空气中的氮素，促进植被的生长；LX-2菌能够有效的降解COD，降解率约为84%；芽孢杆菌能够产生丰富的代谢生成物，具有保湿、抑菌、除臭等功能。

所述保护层4由粉碎的麦秸构成，厚度约为1.0cm。

所述生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯由流水线施工完成，设置传送带速度为8秒1米，铺设下层结构层5，然后铺设保护层4，设置麦秸出料速度为200g/s，保护层4厚度约为0.5cm-1.0cm，然后铺设营养层3，设置改性污泥出料速度为800g/s，铺设厚度约为2cm，并在铺设营养层后喷洒混合菌菌剂；然后铺设植被层2，植被层2中粉碎的秸秆、草种和少量的肥料已在机器中混合均匀，出料速度约为240g/s；最后将上层结构层1覆盖在植被层2上，并随着传送带边运行边进行缝纫、加固。

如图2所示，为了加强复合植被毯整体结构的牢固性及稳定性，复合植被毯的边缘7被缝合形成一体，复合植被毯的平面由织机缝出边长为10cm的菱形结构6进行加固，加固完成后对该植被毯进行轻压缩处理。

一种生态修复方法，采用了所述的生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯，包括以下施工步骤：

（1）施工准备：根据施工要求，提前做好施工所需的工具准备、人员分配、测量准备和技术准备；

（2）坡面清理：根据要求清除坡面上风化的岩石、草根、垃圾等不利于植被毯铺设的杂质，保持坡面平坦，便于植被毯和坡面的贴合，并在坡面顶端向外延伸10cm处挖宽为20cm、深为30cm的凹槽，作为植被毯固定埋深使用；

（3）测量放样：固定点位、测量放线，明确植被毯的铺设范围，以植被毯宽度2m的尺寸进行标记，并标记U型钉8的位置，并根据测量制造适当规格的植被毯。最终剩下的裸露边角由人工进行覆土、播撒草种处理；

（4）铺设植被毯：铺设时由边坡自上而下进行，如图3所示，上方植被毯铺设时应向外延伸30cm至40cm，置于挖出的凹槽中，并紧贴凹槽铺设，然后覆土填埋，并用U型钉8固定牢固，U型钉尺寸为15cm，铺设植被毯时，左右植被毯要紧密贴合，必要时可搭接1cm，并要紧贴坡面，搭接处采用U型钉固定，U型钉之间间隔约为50cm，保证植被毯充分与坡面接触，便于植物扎根。植被毯铺设不要过于紧绷，要平展顺滑、美观无皱纹和悬空现象。如下方铺设遇到顽固岩石，则可用电钻钻孔，而后采用钢钉固定四周植被毯；

（5）养护：该植被毯的养护分为成坪前养护和成坪后养护，成坪前养护主要是保证植物草种能够正常发芽，要保证植被毯的湿润，浇水宜少量多次，当植被发芽并长到4cm-6cm时要及时清除杂草，并对有缺损的地段进行修整；成坪后养护要根据一年四季不同季节的变化特点以及植被的生长状况进行养护，这样才能保证植被的正常生长，为人们创造一个更美好的生活环境。

本发明原理：该生物活性城市污水处理厂剩余污泥基质复合植被毯选用麻纤维作为结构层，原因在于麻纤维长而坚韧易于纺织，其长度约为30mm-35mm，细度为0.4-0.7g/km，基本化学成分为纤维素，同所选粉碎后的秸秆作为植被层和保护层一样，它们都属于自然植物纤维，有着良好地储水功能，储水量约为50%-60%，既节约了灌溉用水，又为活性污泥处理水中的污染物提供了良好地环境。并且它们能够自然降解，其内含有充足的氮、磷、钾、钙、镁和有机质，降解后的产物可为植被提供养料。除此之外，秸秆的热导系数在0.070W／(m·K)-0.085W／(m·K)之间，具有很好的保温功能，同时秸秆覆盖的土壤水分蒸发抑制率约为75%左右，保墒功能良好。营养层中的改性污泥可以提高COD的降解速率，并且喷洒的菌剂中有固氮菌、LX-2（COD降解菌）、芽孢杆菌，既可以促进土壤中的生态循环和腐殖质的形成，改善土壤质量，又可以促进植被的生长。并且它对秸秆的分解转化也起着一定的促进作用，能够加快当地土壤的物质交流和能量的传递。对当地水质也起到一定的改善作用。