基于河湖底泥与磷矿固废的客土土层结构及制备方法技术

本发明专利技术提供基于河湖底泥与磷矿固废的客土土层结构及制备方法。土层结构由上到下依次为客土表层、中间透水层和客土基层，每层客土土层结构之间的接触面均为锯齿状过渡结构；本发明专利技术利用磷渣、磷石膏、钢渣等工业固废对河湖清淤底泥进行改性与改良用作植被混凝土客土，客土的酸碱性满足植被生长需求且可为植被提供持续营养供给，具有原料易得、工艺简单、经济性优且生态环保等技术优势，还可有效解决现阶段植被混凝土客土成本高、固废堆弃对环境的二次污染等技术问题，特别适用于有河湖整治及工业固废处置需求的城镇地区。业固废处置需求的城镇地区。业固废处置需求的城镇地区。

【技术实现步骤摘要】
基于河湖底泥与磷矿固废的客土土层结构及制备方法


[0001]本专利技术涉及固体废弃物的处理及城市土壤改良
，具体提供基于河湖底泥与磷矿固废的客土土层结构及制备方法。

技术介绍

[0002]针对我国岸坡水土流失严重、生态功能下降的现状，发展与推广生态坡岸保护技术已成为我国河湖生态系统治理与修复的重要技术举措。植被混凝土是一种应用较为广泛的生态坡岸保护技术，可用于河道护岸、沟渠驳岸、公路边坡等生态环境修复和重建，不仅具有传统混凝土护岸固堤的特点，还能形成绿色自然景观，保持附近微生境的生物多样性并起到净化水质的作用，社会效益和生态效益十分突出。
[0003]铺设在植生混凝土表面的客土为植物提供生长环境并保护植生混凝土填充材不流失。客土通常采用普通土壤用作基材，再辅以合适的营养肥和/或有机质、粘合剂、保水剂等混合制成。现阶段我国有关客土的研究主要集中在施工装置及工艺方面。公开号为CN201120312772.0的中国技术专利公开了一种客土固定装置，包括并列靠在基面上的客土袋和用于固定客土袋的锚固钉；公开号为CN101103696B的中国专利技术专利公开了一种岩石坡面植被恢复方法，采用客土与有机质的双层喷射以及种子直播与乔、灌木幼苗移栽的结合方式；公开号为CN105340661B的中国专利技术专利则针对盐碱地区公开了一种区块状客土种植层及利用该种植层植树的方法，该方法由上层的风成粉细砂土层、下层的大颗粒物层以及位于上下层之间的网格布组成，可有效控制土壤中盐分并避免周围盐分入侵。
[0004]在客土性质改良及结构研究方面，公开号为CN101796913B的中国专利技术专利公开了一种用于黄土边坡植物护坡的客土，通过往砂质黄土添加一定比例的土壤改良剂、保水剂、粘结剂和复合肥，满足半干旱黄土地区边坡植物生长所需要的物理结构和营养成分。公开号为CN101371639B的中国专利技术专利针对复垦方法存在的植物成活率低、客土来源不易、成本过高以及城市生活污水处理中产生的大量剩余污泥对环境的二次污染风险等问题，公开了一种由剥离土、尾矿砂和剩余污泥组成的用于矿业复垦的表层土壤，各组分的重量百分比为剥离土75％
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80％、尾矿砂15％
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20％、剩余污泥1％
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10％。申请公布号为CN111662722A的专利技术专利公开了一种金属矿废石场植被恢复的无土种植基材及其植被恢复施工方法，其无土种植基材包括HDS底泥、稻壳、发酵污泥、有机聚合胶联剂和微生物菌剂，其中HDS底泥是矿山酸性废水经回收有价元素后，采用石灰乳或电石渣酸碱中和处理后得到的废弃物，也即该无土种植基材以发酵污泥和矿山酸性废水酸碱中和后获得的废弃物为主要基材，再辅以有机物与菌类进行改良，发酵污泥和底泥成分复杂、残留药剂及重金属等有害物质，用于植被生长的基材存在长期生态风险。公开号为CN103214300B的中国专利技术专利也基于剩余污泥与粉煤灰、土壤、菌渣等公开了一种用于煤矸石堆场生态修复的复合改良基质材料。由于剩余污泥处理工艺中掺入多种药剂并残存重金属等持久性污染物，当其用作植生混凝土客土会带来二次环境风险；在此基础上，近期又公开了用于酸性风化煤矸石堆场生态修复改良基质的优化配方(公布号为CN110683919A)，采用25％石灰石粉和10％磷矿粉取代剩余
污泥、粉煤灰和磷石膏，进一步提高了其改良基质的生态性。该专利提出的基质材料仅用于酸性煤矸石堆场表面2cm覆盖，而基层下面的垫层还是必须外购土壤，并没有解决生态修复植被所需土壤与营养的经济性与可持续性。
[0005]目前有关利用河湖底泥与工业固废用作客土的相关研究尚未见诸报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供基于河湖底泥与磷矿固废的客土土层结构，保障客土防护植生混凝土充填材料不流失并为植物生长保证持续营养供给要求，充分利用水环境整治清淤河湖底泥以及磷渣、磷石膏、钢渣等工业固废，能有效解决现阶段植被混凝土客土成本高、工业固废堆弃对环境的二次污染等技术问题，采用本专利技术的客土土层结构可提供植被生长的磷元素，固化植生混凝土填充材，为植被生长提供持续营养供给，水分浸润性能好、土层pH值适合植被生长且工艺简单，技术经济与社会生态效益十分显著。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供基于河湖底泥与磷矿固废的客土土层结构制备方法。
[0008]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案予以实现的。
[0009]基于河湖底泥与磷矿固废的客土土层结构，所述客土土层结构由上到下依次为客土表层、中间透水层和客土基层，每层所述客土土层结构之间的接触面均为锯齿状过渡结构；
[0010]所述客土表层和所述客土基层按照质量百分比均包括以下原料：河湖底泥54％
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64％、磷渣16％
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36％与腐殖酸类有机肥10％
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20％；
[0011]所述中间透水层按照质量百分比包括以下原料：磷石膏6％
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16％、钢渣砂74％
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75％与腐殖酸类有机肥10％
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20％。
[0012]各土层之间设置为锯齿状过渡结构和钢渣砂共同作用，雨水渗透进客土表层时，锯齿状过渡结构使得土层之间接触面增加，在中间透水层中钢渣砂的作用下会加快雨水从客土表层到基层渗透，提高水分渗透输送效率，不让植物根部长期浸泡在水中导致腐烂；同时，客土基层可作为保水层，在锯齿状过渡结构和钢渣砂的作用下，水分储存在客土基层，当植物缺水时可以吸收客土基层的储存水，保障植物水分供给；锯齿状过渡结构使得土层结构相互交错，能让养分更好渗透，利于植物吸收；土层间的锯齿状过渡结构能加大受力作用，使得每层土层结构之间更加稳定，具有更高的强度。
[0013]河湖底泥自身含有植被生长所需的丰富营养物质及改良微生境的菌群，磷渣与磷石膏含有一定量的可溶性磷元素以及钙、硫等元素，可为植被提供持续营养供给。
[0014]优选地，所述客土表层的厚度为3
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5cm，所述中间透水层的厚度为2
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4cm，所述客土基层的厚度为2
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4cm，更具体的，所述客土表层的厚度为4cm，所述中间透水层的厚度为3cm，所述客土基层的厚度为3cm。
[0015]优选地，所述锯齿状过渡结构为齿形槽，所述齿形槽的间距为0.5
‑
0.8cm，深度为0.5
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0.8cm。更具体的，所述齿形槽的间距为0.6cm，深度为0.6cm。
[0016]优选地，所述河湖底泥为水环境整治后的清淤底泥或者管网淤泥，所述河湖底泥含水率为75％
‑
85％，所述河湖底泥的pH值为6.0
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7.5。
[0017]优选地，所述磷渣细度为100
‑
200目，P2O5含量为1.5％
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3.0％。磷渣用作脱水调理
原材料，对河湖清淤底泥改良进行脱水固化处理，加速河湖底泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于河湖底泥与磷矿固废的客土土层结构，其特征在于，所述客土土层结构由上到下依次为客土表层、中间透水层和客土基层，每层所述客土土层结构之间的接触面均为锯齿状过渡结构；所述客土表层和所述客土基层按照质量百分比均包括以下原料：河湖底泥54％
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64％、磷渣16％
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36％与腐殖酸类有机肥10％
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20％；所述中间透水层按照质量百分比包括以下原料：磷石膏6％
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16％、钢渣砂74％
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75％与腐殖酸类有机肥10％
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20％。2.根据权利要求1所述的客土土层结构，其特征在于，所述客土表层的厚度为3
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5cm，所述中间透水层的厚度为2
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4cm，所述客土基层的厚度为2
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4cm。3.根据权利要求1所述的客土土层结构，其特征在于，所述锯齿状过渡结构为齿形槽，所述齿形槽的间距为0.5
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0.8cm，深度为0.5
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0.8cm。4.根据权利要求1所述的客土土层结构，其特征在于，所述河湖底泥为水环境整治后的清淤底泥或者管网淤泥，所述河湖底泥含水率为75％
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85％，所述河湖底泥的pH值为6.0
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7.5。5.根据权利要求1所述的客土土层结构，其特征在于，所述磷渣细度为100
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200目，P2O5含量为1.5％
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【专利技术属性】
技术研发人员：李家正，陈霞，周小国，惠二青，周显，彭子凌，陈文然，庞波，娄宗斌，王涌泉，谢博文，万沙，高志扬，范泽宇，吕兴栋，高卓凡，郭文康，
申请(专利权)人：长江生态环保集团有限公司，
类型：发明
国别省市：