一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法，该方法包括以下步骤：(1)将污泥水热处理后，得到脱水污泥A和脱水液B；(2)在脱水液B中加入硫酸，密封加热后，加入碳酸氢钠，得到调理液C1，部分蒸干得到调理剂D；(3)在脱水污泥A中加入石灰和草木灰，得到混合物C2，分垄堆置后，加入调理剂D，混合均匀后，均匀喷洒调理液C1，得到坡面修复基质E；(4)在边坡上喷洒剩余调理液C1至坡面湿润，将坡面修复基质E和草籽混合后，喷洒于湿润的边坡上；(5)对边坡进行养护。与现有技术相比，本发明专利技术可同步实现污泥的资源化和边坡的高效复绿，并具有一定的塑性，具有操作简单、无二次污染、避免水土流失、边坡修复效果持久。边坡修复效果持久。

【技术实现步骤摘要】
一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法


[0001]本专利技术涉及边坡修复领域，具体涉及一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法。

技术介绍

[0002]快速城市化促进了铁路建设、矿山开采等工程的大量发展。铁路建设、矿山开采后形成了大量的边坡裸露地，这些裸地无法利用，造成土地资源浪费，且容易形成水土流失，带来冲淋污染。因此需要对这些裸露边坡进行生态修复。
[0003]目前为止，对于这些边坡裸地的修复方式主要是借助于植被生态恢复工程，使坡面恢复良好的自我生态循环能力。技术主要包括单独利用植物，和利用植物和护坡建筑物进行防护和绿化。其中边坡的土壤因为大多贫瘠，难以维系植物的生长，因此要在边坡上喷播种植基质，这带来了大量的基质土需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可同步实现污泥的资源化和边坡的高效复绿，并具有一定的塑性，具有操作简单、无二次污染、避免水土流失、边坡修复效果持久的利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法。解决目前边坡修复对种植土基质的需求以及污泥土地利用资源化趋势的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]专利技术人了解到，污泥作为污水处理过程中不可避免的副产物，其有机质、氮、磷、腐殖质等物质十分丰富，可以作为重要的植物生长基质进行利用。同时污泥中富含大量大分子有机物，经进一步处理后可具备较大粘性和塑性，增强其在边坡的附着力，减少水土流失，使修复效果持久，具体方案如下：r/>[0007]一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法，该方法包括以下步骤：
[0008](1)将污泥水热处理后，将水热污泥脱水至含水率50％(w/w)以下，得到脱水污泥A和脱水液B；
[0009](2)在脱水液B中加入硫酸，在惰性气氛环境下密封加热后，加入碳酸氢钠，得到调理液C1，部分调理液C1蒸干得到调理剂D；
[0010](3)在脱水污泥A中加入石灰和草木灰，充分磨碎、混合，得到pH为7.5
‑
8.5的混合物C2，将混合物C2分垄堆置后，加入调理剂D，混合均匀后，均匀喷洒调理液C1至含水率55
‑
60％(w/w)，得到坡面修复基质E；
[0011](4)在边坡上喷洒剩余调理液C1至坡面湿润，将坡面修复基质E和草籽混合后，喷洒于湿润的边坡上；
[0012](5)对边坡进行养护，期间不定期进行喷灌，使喷播基质的田间持水量为40
‑
50％(w/w)，直至坡面绿化率超过80％。
[0013]进一步地，所述水热处理的温度为180
‑
220℃，时间为10
‑
30min。
[0014]进一步地，所述的污泥为市政污泥或厌氧消化污泥，含水率为95
‑
98％(w/w)，有机质含量占干基的30
‑
50％，pH值为6
‑
8。
[0015]进一步地，所述脱水污泥A的含水率为48
‑
50％(w/w)，有机质含量占干基的20
‑
30％，pH值为6
‑
8；所述脱水液B的pH值为6
‑
8，SCOD为10000
‑
25000mg/L，总氨基酸含量为5000
‑
10000mg/L，谷氨酸含量为1500
‑
3000mg/L，天冬氨酸含量为1000
‑
2000mg/L，多糖含量为3000
‑
5000mg/L，挥发性有机酸含量为500
‑
1000mg/L，分子量小于100000Da的比例占80
‑
90％，大于100000Da的比例占10
‑
20％。
[0016]进一步地，所述密封加热的温度为160
‑
200℃，时间为30
‑
60min；所述硫酸的浓度为0.01mol/L，添加量为脱水液B体积的2
‑
5％；碳酸氢钠的浓度为0.01mol/L，添加量为脱水液B体积的1
‑
2％。
[0017]进一步地，所述调理液C1的pH为7
‑
8，分子量小于100000Da的比例占40
‑
50％，大于100000Da的比例占50
‑
60％，粘度为200
‑
300mPa
·
s。
[0018]进一步地，所述分垄堆置的时间为2
‑
5天，加入石灰的质量比例为脱水污泥A干重的2
‑
5％，添加调理剂D的质量比例为脱水污泥干重的1
‑
2％，添加草木灰的质量比例为脱水污泥干重的100
‑
150％。
[0019]进一步地，所述坡面修复基质E的有机质质量含量占干基的5
‑
15％，pH值为6
‑
8，塑性指数为10
‑
15，粒径大于0.075mm的颗粒含量为40
‑
50％，种子发芽指数为80
‑
90％，具备植物生长条件。
[0020]进一步地，所述喷播的厚度为20
‑
30cm。
[0021]进一步地，所述养护的时间为3
‑
6个月。
[0022]本专利技术的工作原理为：
[0023]水热脱水污泥与石灰、草木灰混合可高效去除污泥中的小分子有机酸和氨氮、使其快速稳定化成为植物生长基质，污泥脱水液中富含氨基酸和多糖，经二次加热聚合为大分子有机物，以此增加脱水污泥的粘性和塑性、增强其在坡面的附着能力、避免水土流失，在脱水污泥中加入蒸干的调理剂固体可作为缓释大分子有机质进一步避免冲淋。
[0024]本专利技术中，步骤(2)中在硫酸添加量、加热时间、加热温度、碳酸氢钠添加量是调理液C1中大分子物质比例、粘性的关键参数。硫酸添加量高会使调理液C1的pH值过低难以继续利用，过低则无法具备对多糖和氨基酸聚合为大分子的催化效果；加热时间太长耗能高，时间太短则有机物难以进一步聚合为大分子；加热温度过高有机物会发生分解难以形成大分子，加热温度过低则无法聚合；碳酸氢钠添加量过高则使调理液C1中盐分过高，难以进行土地利用，碳酸氢钠添加量过低则难以调节调理液C1的pH值使其适宜植物生长。
[0025]本专利技术中，步骤(3)中石灰和草木灰的添加量，加入调理剂D的比例以及坡面修复基质E的含水率是制备坡面修复基质的关键参数。石灰和草木灰添加量过多，修复基质E的pH值过高、粘性不足，添加量过少，则修复基质中有机质、有机酸以及氨氮等含量过高、具有植物毒性；调理剂D等添加比例过高则溶解性有机质含量过高，有冲淋污染风险，添加量过少则修复基质中缓释大分子有机物含量过少；坡面修复基质E的含水率过高则不具备足够塑性，易从边坡滑落，含水率过低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将污泥水热处理后，将水热污泥脱水至含水率50％(w/w)以下，得到脱水污泥A和脱水液B；(2)在脱水液B中加入硫酸，在惰性气氛环境下密封加热后，加入碳酸氢钠，得到调理液C1，部分调理液C1蒸干得到调理剂D；(3)在脱水污泥A中加入石灰和草木灰，充分磨碎、混合，得到pH为7.5
‑
8.5的混合物C2，将混合物C2分垄堆置后，加入调理剂D，混合均匀后，均匀喷洒调理液C1至含水率55
‑
60％(w/w)，得到坡面修复基质E；(4)在边坡上喷洒剩余调理液C1至坡面湿润，将坡面修复基质E和草籽混合后，喷洒于湿润的边坡上；(5)对边坡进行养护，期间不定期进行喷灌，使喷播基质的田间持水量为40
‑
50％(w/w)，直至坡面绿化率超过80％。2.根据权利要求1所述的一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法，其特征在于，所述水热处理的温度为180
‑
220℃，时间为10
‑
30min。3.根据权利要求1所述的一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法，其特征在于，所述的污泥为市政污泥或厌氧消化污泥，含水率为95
‑
98％(w/w)，有机质含量占干基的30
‑
50％，pH值为6
‑
8。4.根据权利要求1所述的一种利用水热污泥及脱水液进行边坡修复的方法，其特征在于，所述脱水污泥A的含水率为48
‑
50％(w/w)，有机质含量占干基的20
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30％，pH值为6
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8；所述脱水液B的pH值为6
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8，SCOD为10000
‑
25000mg/L，总氨基酸含量为5000
‑
10000mg/L，谷氨酸含量为1500
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3000mg/L，天冬氨酸含量为1000
‑
2000mg/L，多糖含量为3000
‑
5000mg/L，挥发性有机酸含量为500
‑
100...

【专利技术属性】
技术研发人员：董滨，陈思思，徐祖信，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：