一种疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法与流程

本发明属于疏浚底泥
技术领域：
，具体涉及一种疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法。
背景技术：
：底泥是水生态系统的重要组成部分，储存了大量营养盐、重金属和有机物，在一定情况下通过泥水界面释放到水体中，是造成水体黑臭的内源污染。环保清淤是解决内源污染的有效途径，但是会产生大量疏浚底泥。传统对疏浚底泥的填埋处置受到填埋场容量紧张以及高转运成本等问题的限制，因此，疏浚底泥无害化、资源化利用成为环保行业的热点问题，而解决疏浚底泥高含水率是首要问题。永久放置疏浚底泥的方法需要占用大量的土地资源并且存在着很大的二次污染风险；物理脱水的方法脱水效率低；烧制砖瓦或陶粒的方法可以得到高附加值的产品，但处理量有限；土壤化处理方法通过在底泥中加入固化材料进行混合搅拌，就可以将流动状态的底泥转化为具有一定强度的土材料进行使用，并将其中的污染物封闭在固化体中，不会对周围环境产生污染。中国专利号03128333.0，专利名：高水泥浆固化剂；中国专利号03113373.8，专利名：复合型淤泥固化材料，中国专利号cn201010158943.9，
专利名称：疏浚底泥的土壤化处理方法。在这些专利中，都采用硅酸盐和火山灰类材料作为固化剂对淤泥进行固化处理，这种方法虽然可以得到较高强度的固化土，但同时也会导致固化土的ph值偏高，固化土的硬度过大，结构致密，不适宜植物生长。现有专利中，cn201910219157.6，疏浚底泥土壤化处理方法，引入了硫化物和泡剂松醇油得到泡沫产品，沉淀污泥中的重金属富集到泡沫中，实现疏浚底泥中重金属的脱除，其中引入了新的硫化物污染环境。技术实现要素：本发明的目的是，提供一种疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法，来克服传统疏浚底泥的缺陷，提供一种生产周期短，去除底泥中重金属，性能稳定的绿化基质，且生产成本低，利于大批量生产。为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法，包括以下步骤：s1浓缩，将疏浚底泥浓缩至含水90％-97％浓缩泥；s2加酸搅拌，将s1中浓缩泥加入3-5份酸，充分搅拌，搅拌时间为10-30分钟；s3预处理，接着加入2-6份铁盐和10-12氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为10-30分钟，然后加入园林废弃物、牛粪并充分搅拌，搅拌时间为30-60分钟，调节污泥中ph值为6.5-7.3；s4调节碳氮比，将堆料混合为1m3-1.5m3堆体，加入1-8份金属钝化剂改性沸石、改性海泡石，混合均匀，根据原材料检测结果添加钙镁磷肥、em菌；通过堆料的碳氮比添加生物炭及尿素；调节c/n为25-30，含水率为40％-60％；s5堆肥，将s4步骤的混合物进行堆肥温控，实时监测温度，并制定翻堆频率。进一步的，所述堆肥温控依次包括3个阶段：升温阶段：初始1-3天，温度逐渐升高；升温阶段首次升温至55℃以上，翻堆一次；高温阶段：温度保持在55℃～65℃3-6天，每2-5天翻堆一次，堆温高于65℃时翻堆降温并记录；降温阶段：堆肥进入腐熟阶段，当温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过2℃时，停止翻堆。进一步的，所述酸包括草酸。进一步的，所述铁盐包括氧化铁。进一步的，所述氧化剂包括液态臭氧，质量浓度为25％-35％。进一步的，在s4步骤中加入3-6份粉煤灰和石灰石的混合物，粉煤灰和石灰石重量配比为：1:2-6。进一步的，在1m3上述s1中浓缩泥中加入铁盐和氧化剂的混合物10-25kg。进一步的，将s4中堆料的碳氮比添加生物炭及尿素，调节c/n为28-30。一种疏浚底泥快速堆肥生产的绿化基质，通过上述的堆肥生产绿化基质方法生产而来。本发明的有益效果：1、本发明对疏浚底泥进行浓缩、加酸搅拌和预处理的前期处理，降低疏浚底泥的含水率，使污泥更易脱水，与其他组分混合，去除底泥中重金属，进行发酵，得到性能稳定的绿化基质。2、本发明在处理疏浚底泥时，所有的组分均达到设定的温度、用量等参数条件后，疏浚底泥可大批量连续处理进行脱水钝化，处理成绿化基质，相比传统处理中每批物料的升温降温操作，节约一半以上的堆肥时间，高温阶段保持时间更少，腐化要求更低，同时对添加的其他原料要求降低，并且可以直接施肥于植物根部，不用担心未腐化完全的烧苗问题；传统的常规生产周期为30-40天，采用本发明的工艺，生产周期为13-15天，大大缩短了生产周期，提高了经济效益。3、本发明的三个阶段都是为了使堆肥的混合物进行充分腐熟并彻底利用有机酸、铁盐和氧化剂使底泥脱水后便于钝化重金属：第一个升温阶段，使堆肥的混合物进行充分腐熟，在此温度范围下，不能再进行进一步的腐熟；第二个高温阶段，此阶段的液相粘度高，液相量少，耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能和液相；而在此阶段，由于第一阶段耗费了大量氧气，在高温阶段需要足够的氧气和保持温度恒定，才能使有机物充分而高效的降解，现有的表层堆肥没有充分腐熟，而且腐熟时间过；当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止；另外此阶段由于疏浚底泥和初步园林废弃物进一步升温腐化，而牛粪是冷性肥料，进一步腐化不能导致堆肥温度进一步上升，堆肥中组分的升温不会高于55度，而本发明中的污泥调理剂包括粉煤灰和石灰石及其用量，能进一步放热，辅助进行进一步升温，使堆肥在高温阶段达到无害化要求的温度。第三个降温阶段，降温中的堆肥，新的微生物借助残余有机物而生长，将堆肥过程最终完成。4、本申请中混合物进行堆肥后，采用园林废弃物、牛粪，即使有部分未完全腐熟，也可以直接施加于植物根系中，不会造成烧根和烧苗的损害。本发明中草酸能络合溶液中的铁离子形成铁络合阴离子，去除了溶液中的添加的铁离子。5、本发明生产的绿化基质在改善沙土时，对改善后的沙土和种植作物无特殊要求，可循环使用，也不存在传统改善砂质土壤时需用大量肥沃肥料和种植特定耐旱和根系深厚植被，来改善原砂质土壤结构等问题，有利于快速恢复土壤生态环境和提高经济价值。本发明生产的基质，适合大多数草坪和油菜、青菜等经济植被，且病虫害及成活率侵害明显比改善砂质土壤优势更明显，可有效降低养护及管理成本。6、本发明测定混合料的ph、c/n、有机质、含水率、有机碳、水解性氮、有效磷、速效钾、重金属(镉、汞、铅、铬、砷、镍、锌、铜)，可以有效保障绿化基质的无害性和肥力，有效保障了绿化基质的品质。附图说明图1，本发明中疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法的流程图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。一种疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法，包括以下步骤：s1浓缩，将疏浚底泥浓缩至含水90％-97％浓缩泥；s2加酸搅拌，将s1中浓缩泥加入3-5份酸，充分搅拌，搅拌时间为10-30分钟；s3预处理，接着加入2-6份铁盐和10-12氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为10-30分钟，然后加入园林废弃物、牛粪并充分搅拌，搅拌时间为30-60分钟，调节污泥中ph值为6.5-7.3；s4调节碳氮比，将堆料混合为1m3-1.5m3堆体，加入1-8份金属钝化剂改性沸石、改性海泡石，混合均匀，根据原材料检测结果添加钙镁磷肥、em菌；通过堆料的碳氮比添加生物炭及尿素；调节c/n为25-30，含水率为40％-60％；s5堆肥，将s4步骤的混合物进行堆肥温控，实时监测温度，并制定翻堆频率。优选的，所述堆肥温控依次包括3个阶段：升温阶段：初始1-3天，温度逐渐升高；升温阶段首次升温至55℃以上，翻堆一次；高温阶段：温度保持在55℃～65℃3-6天，每2-5天翻堆一次，堆温高于65℃时翻堆降温并记录；按国标要求gb7959-2012，人工堆肥50℃以上保持10天，60℃以上保持5天达到无害化要求；降温阶段：堆肥进入腐熟阶段，当温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过2℃时，停止翻堆。优选的，所述酸包括草酸。优选的，所述铁盐包括氧化铁。优选的，所述氧化剂包括液态臭氧，质量浓度为25％-35％。优选的，在s4步骤中加入3-6份粉煤灰和石灰石的混合物，粉煤灰和石灰石重量配比为：1:2-6。优选的，在1m3上述s1中浓缩泥中加入铁盐和氧化剂的混合物10-25kg。优选的，将s4中堆料的碳氮比添加生物炭及尿素，调节c/n为28-30。实施例1一种疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法，包括以下步骤：s1浓缩，将疏浚底泥浓缩至含水90％浓缩泥；s2加酸搅拌，将s1中浓缩泥加入3份酸，充分搅拌，搅拌时间为10分钟；所述酸包括草酸。s3预处理，接着加入2份铁盐和10氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为10分钟，然后加入园林废弃物、牛粪并充分搅拌，搅拌时间为30分钟，调节污泥中ph值为6.5；在1m3上述s1中浓缩泥中加入铁盐和氧化剂的混合物25kg。所述氧化剂包括液态臭氧，质量浓度为35％。所述铁盐包括氧化铁。s4调节碳氮比，将堆料混合为1m3堆体，加入8份金属钝化剂改性沸石、改性海泡石，混合均匀，根据原材料检测结果添加钙镁磷肥、em菌；通过堆料的碳氮比添加生物炭及尿素；调节c/n为30，含水率为40％；在s4步骤中加入6份粉煤灰和石灰石的混合物，粉煤灰和石灰石重量配比为：1:2。s5堆肥，将s4步骤的混合物进行堆肥温控，实时监测温度，并制定翻堆频率。所述堆肥温控依次包括3个阶段：升温阶段：初始3天，温度逐渐升高；升温阶段首次升温至55℃以上，翻堆一次；高温阶段：温度保持在60℃6天，每5天翻堆一次，堆温高于65℃时翻堆降温并记录；按国标要求gb7959-2012，人工堆肥50℃以上保持10天，60℃以上保持5天达到无害化要求；降温阶段：堆肥进入腐熟阶段，当温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过2℃时，停止翻堆。本实施例的生产周期14天。实施例2一种疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法，包括以下步骤：s1浓缩，将疏浚底泥浓缩至含水97％浓缩泥；s2加酸搅拌，将s1中浓缩泥加入5份酸，充分搅拌，搅拌时间为130分钟；所述酸包括草酸。s3预处理，接着加入6份铁盐和12氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为30分钟，然后加入园林废弃物、牛粪并充分搅拌，搅拌时间为60分钟，调节污泥中ph值为7.3；在1m3上述s1中浓缩泥中加入铁盐和氧化剂的混合物10kg。所述氧化剂包括液态臭氧，质量浓度为35％。所述铁盐包括氧化铁。s4调节碳氮比，将堆料混合为1.5m3堆体，加入1份金属钝化剂改性沸石、改性海泡石，混合均匀，根据原材料检测结果添加钙镁磷肥、em菌；通过堆料的碳氮比添加生物炭及尿素；调节c/n为25，含水率为60％；在s4步骤中加入3份粉煤灰和石灰石的混合物，粉煤灰和石灰石重量配比为：1:6。s5堆肥，将s4步骤的混合物进行堆肥温控，实时监测温度，并制定翻堆频率。所述堆肥温控依次包括3个阶段：升温阶段：初始1天，温度逐渐升高；升温阶段首次升温至55℃以上，翻堆一次；高温阶段：温度保持在60℃6天，每2天翻堆一次，堆温高于65℃时翻堆降温并记录；按国标要求gb7959-2012，人工堆肥50℃以上保持10天，60℃以上保持5天达到无害化要求；降温阶段：堆肥进入腐熟阶段，当温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过2℃时，停止翻堆。本实施例的生产周期13天。实施例3一种疏浚底泥快速堆肥生产绿化基质的方法，包括以下步骤：s1浓缩，将疏浚底泥浓缩至含水96％浓缩泥；s2加酸搅拌，将s1中浓缩泥加入4份酸，充分搅拌，搅拌时间为20分钟；所述酸包括草酸。s3预处理，接着加入3份铁盐和11氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为20分钟，然后加入园林废弃物、牛粪并充分搅拌，搅拌时间为45分钟，调节污泥中ph值为7；在1m3上述s1中浓缩泥中加入铁盐和氧化剂的混合物21kg。所述氧化剂包括液态臭氧，质量浓度为32％。所述铁盐包括氧化铁。s4调节碳氮比，将堆料混合为1.2m3堆体，加入7份金属钝化剂改性沸石、改性海泡石，混合均匀，根据原材料检测结果添加钙镁磷肥、em菌；通过堆料的碳氮比添加生物炭及尿素；调节c/n为28，含水率为48％；将s4中堆料的碳氮比添加生物炭及尿素，调节c/n为29。在s4步骤中加入5份粉煤灰和石灰石的混合物，粉煤灰和石灰石重量配比为：1:4。s5堆肥，将s4步骤的混合物进行堆肥温控，实时监测温度，并制定翻堆频率。所述堆肥温控依次包括3个阶段：升温阶段：初始1天，温度逐渐升高；升温阶段首次升温至55℃以上，翻堆一次；高温阶段：温度保持在65℃5天，每4天翻堆一次，堆温高于65℃时翻堆降温并记录；按国标要求gb7959-2012，人工堆肥50℃以上保持10天，60℃以上保持5天达到无害化要求；降温阶段：堆肥进入腐熟阶段，当温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过2℃时，停止翻堆。本实施例的生产周期15天。试验1太湖底泥完全不适合植物生长。将太湖底泥依次经过本发明堆肥处理后，将实施例1、实施例2和实施例3制得的绿化基质施于油菜、青菜和黑麦草，各植物均长势良好，满足农耕的要求，适合于植物的生长。盐分含量(ec值)、营养成分，直接施肥于植物幼苗，不出现幼苗不强壮、烧苗的现象。表1堆肥原料基本理化性质。实施例1实施例2实施例3ec(us/cm)484.6(0.2)478.6(0.2)486.7(0.2)ph6.57.37tc(％)3.52(0.02)3.51(0.02)3.51(0.02)tn(％)0.36(0.01)0.35(0.01)0.36(0.01)c/n10.8(0.12)10.79(0.12)10.7(0.12)孔隙度(％)38(1.8)38.5(1.8)38.7(1.8)注：括号内为标准偏差。而传统的禽粪、中药渣、园林废弃物的堆肥中，其盐分含量、tc、tn、c/n比均高一个数量级以上，极易造成烧苗等。试验例2选用实施例3堆肥按1∶4质量比制作成施于沙土，制备成栽培基质。将油菜栽培于各基质中，移植时与种植40天后的鲜重、株高对比如表3所示。在种植后的第60天，将60只植株从基质中取出，用清水冲洗植株根系和叶片，干燥30分钟以后，进行鲜重称量、株高、根长茎粗测量和叶片扫描，取均值。如表3所示，植株的鲜重和株高均比种植前有所增长，但在100％疏浚底泥堆肥用作绿化基质的施于油菜中，由于基质肥力相对较高，致使40％以上植株在生长过程中出现烧根现象，导致茎叶萎缩。而在用实施例1-3的绿化基质处理时，植株鲜重和株高增加较明显。表2油菜生长后的根长、茎粗、叶面积。根茎叶面积指数实施例19.8(2.1)0.63(0.16)16.4(1.0)0.44实施例29.76(2.1)0.61(0.16)16.2(1.0)0.43实施例39.78(2.1)0.64(0.16)16.1(1.0)0.445市售某牛粪堆肥产品10.3(1.2)0.9(0.2)18.3(0.62)0.65市售某禽粪堆肥产品10.7(0.85)0.87(0.14)15(0.12)0.57表3育苗实验中油菜的植株形态的鲜重和株高。注：括号内为标准差。壮苗指数是判断植株生长状态和长势的指标之一，根据秧苗定植后的发根力、生长潜能等，分析苗状植株的生长素质。其计算方法为：(茎粗/株高+根干重/地上部干重)×全株干重。本实验中不同混合基质进行凤仙花栽培时的壮苗指数分别为：0.44、0.43、0.445、0.65、0.57。市售某牛粪和禽粪堆肥产品壮苗指数相对高于其他处理，但在60组植株施于油菜时，均出现1-3株烧苗现象，虽然壮苗指数最佳，说明此种堆肥产品质地不均匀，在短期堆肥中易出现腐化不完全的现象或重金属导致了植株死亡。而本实施例中绿化基质利于增大基质通气孔隙，同时提高根系的供氧，疏浚底泥堆肥为幼苗的生长提供了营养物质，保证了良好的生长基质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。当前第1页12