[发明专利]一种利用污水污泥进行海岛裸地生态修复的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护及生态修复技术领域，具体为一种利用污水污泥进行海岛裸地生态修复的方法。

背景技术

污水污泥是是指污水处理厂在净化污水时的副产物，是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。其含水量高, 成分复杂, 不仅含有大量的有机质等营养元素, 还含有大量的病原微生物, 并伴有恶臭,受工业废水影响, 往往还有较多的重金属等有毒、有害物质, 处理不当极易造成严重的二次污染。目前，我国城市污水处理厂每年产生湿污泥量约为2000万吨,如何合理地处置污水污泥, 解决大量污泥的出路已成为关系人类生态环境安全的一个重要问题。

目前常用的污水污泥处理方法有填埋处理和焚烧处理。填埋处理是污泥经过灭菌处理后,直接倾倒于低地或谷地制造人工平原。该法的优点是处理成本低、不需要高度脱水。然而,卫生填埋由于占地多,潜在生物可利用率低,渗滤液可污染地下水,后续处理管理费用高等问题,应用受到限制。随着垃圾填埋场地的减少, 可用于污泥卫生填埋的场所越来越少,人们不得不为污泥寻找新的出路。焚烧处理刚是另一种常用处理方法，污泥中含有一定量的有机成分,经脱水干燥的污泥可用焚烧处理。在日本,该方法已占污泥处理总量的60 %以上,欧盟也在10 %以上。由于城市污水污泥含水率高,进行焚烧处理的运行费用十分昂贵,且焚烧产生尾气会造成二次污染。

美国环保署对污水污泥的早期定义是指污水处理过程中产生的固体、半固体或液体残留物。1995年，世界水环境组织（Water Environment Federation,WEF）为了准确反映绝大多数污水污泥具有重新利用价值，将污水污泥（Sewage Sludge）更名为“生物固体”（Biosolids）。其突出的特点是强调“生物固体”的资源化利用，使其更容易被公众接受，以便更好地参与生态系统物质循环，走上人类社会与生态系统的和谐共处与可持续发展轨道，这在一定程度上标志着人们对污水污泥处理与处置观念的转变和成熟。但这种定义在其准确性和安全性上还有一些的争议。为了进一步提高污泥利用的科学性和安全性，美国国家研究委员会（USNRC，United State National Research Council）将“生物固体”的定义重新修订为：经过处理过的、符合503号文件中土地利用标准或其他类似标准的污泥。从以上分析可以看出，发达国家对污泥的认识已逐渐走向成熟。随着污水处理量的增加和处理水平的提高，污泥处置问题会日渐突出，如何对污泥做出科学、准确又符合资源化循环利用与安全的定义也是一个需要解决的重要问题。与国外相比，我国对污泥的研究起步也较晚，始于二十世纪八十年代末。利用中国期刊网数据库对我国有关城市污水污泥研究的文献进行统计，结果表明：1994年之前有关污泥的研究只有零星报道，近些年，随着我国污水处理率的提高及污泥产量的迅速增加，越来越多的科研工作者和环境工作者开始致力于这方面的研究，为污泥处置寻找合适的途径。与国外相比，总体上我国对污泥的研究深度不够，目前多停留于总结国外研究状况、探讨污泥稳定方法和污泥的农艺价值等方面。

海岛地理位置特殊，海岛离大陆远，缺乏与外界生态系统之间的交流，形成自己独特的地貌、地质构造和生物群落特征；此外，由于受到气候条件的影响(主要是风)，海岛生态系统的一面呈现冲刷态势(主要为山地)，另一面则呈现淤积态势(主要为沙滩)，具有动力两重性。海岛往往面积狭小，地域结构简单，资源有限，生物多样性低，生态结构相对简单，导致海岛生态系统的稳定性差，环境容量和环境承载力有限，生态系统十分脆弱。海岛裸地多为基岩或沙质地面，地形高低起伏不平，低洼地四周在雨季有少量耐瘠低矮草本植物生长，旱季来临时自然死亡。地表无发育成熟的土壤，仅为风化程度不一的成土母质和少量低矮植物残体。土壤一般酸碱性较强，土壤有机质含量极低，土壤全氮、速效氮、土壤速效磷等养分较低；很难适合作物生长。

目前，海岛裸地的生态修复主要采取客土回填再进行植物引种的办法。即先在海岛裸地上从外界运输并回填大量肥性较高的客土，然后再于其上种植先锋植物，初步形成一种简单的生态系统，然后再利用回填客土加之先锋植物根系的水土保持能力，逐步进行生态系统的演化，从而实现其生态系统的自我修复和自我进化。由于该方法需用到大量优质客土，因此成本较高，且后续容易出现肥力不足等问题。

发明内容