[发明专利]一种含城市污泥的复合固沙剂及构建生物结皮的方法

说明书

本发明提供一种含城市污泥的复合固沙剂，包括如下质量份数的组分：城市污泥干粉50～500份、聚酸类化合物1～2份；所述聚酸类化合物选自聚乳酸、聚谷氨酸和聚赖氨酸中的一种或多种。本发明属于环保生物技术领域，本发明实现了城市污泥的充分利用，无需额外添加藻种和规模化培养，简单易行，推广成本低，生物结皮效率高，形成的生物结皮不易碎，易于渗水和保水。

技术领域

本发明属于环保生物技术领域，尤其涉及一种含城市污泥的复合固沙剂及构建生物结皮的方法。

背景技术

我国是世界上受荒漠化危害最严重的国家之一。矿山、草场受风蚀沙化严重，大风扬沙和沙尘暴等天气频发。如何减轻风沙活动造成的人员伤亡和财产损失，以防止荒漠化的扩展，改造沙化土地，改善生态环境，是当代人类社会的一大任务。

生物结皮主要是指由不同种类的苔藓、地衣、藻类、真菌、蓝藻以及细菌等与其下层很薄的沙粒和/或土壤共同形成的一个复合的生物土壤层。生物结皮中细菌、真菌、地衣和苔藓植物的地下菌丝和假根能够粘结沙粒或土壤颗粒，并形成结构稳定的有机、无机复合层，从而改变荒漠化土壤表面单一、匀质、松散的原始状态，使沙粒或土壤表面趋于固定化。土壤的存在，往往对生物结皮是有利的，但对于沙化严重的沙化区而言，由于不含或几乎不含土壤，生物结皮的难度较大。生物结皮有效地减小了风和水对荒漠化地表的侵蚀，从而一定程度上遏制了荒漠化进程。生物结皮在防风固沙、防止土壤侵蚀、改变水分分布状况等方面扮演着重要的角色。

藻类是沙漠中的先锋生物，藻结皮也是生物结皮的早期阶段，其形成是流动沙丘开始走向稳定的重要标志。构建藻结皮的首要步骤就是选结皮种，结皮种一般分为纯化种和混合种。胡春香等于2004年发表的题为“荒漠藻对流沙的固定方法”的论文公开了纯化种的选种过程：先将藻种分离纯化，经规模化培养后，再用于构建藻结皮。纯化种对制作过程中的环境要求较高，需要无菌操作和避免污染，因此，生产设备及操作成本较高，不利于技术推广。中国专利申请CN102613065 A公开了一种利用混合藻种构建人工藻结皮的方法，不将藻种分离纯化，直接进行规模化培养后用于接种构建藻结皮；虽然混合种避免了分离纯化过程，但同纯化种一样都需要规模化扩大培养，相关培养基和设备的投入提高了人工生物结皮的成本，制约着技术的使用。

城市污泥是城市污水处理后残留的一类废弃物，其中含有大量细菌，藻类等微生物和有机物等营养物质。随着城市的不断扩张，城市人口的不断增加，污水处理厂越建越多。随之而来的问题是污水处理后残留的大量的污泥。若能将这些污泥有效利用起来，不仅可以减少污泥造成的环境污染、降低环境压力，还可以变废为宝，实现资源的充分利用。中国专利申请CN102757792 A公开了一种生物污泥制成的复合生态固沙剂，由有机高分子(聚丙烯酸、聚丙烯酸酯和淀粉中的一种以上)、钠盐(硅酸钠、铝酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种以上)、生活污泥与耐干旱藻类(蓝藻或绿藻)混合制得，铺洒于沙漠沙面，20天后能形成藻类结皮层，但成分较复杂，耐干旱藻类(蓝藻或绿藻)的培养成本也较高。

如何实现低成本、高效率的沙化区生物结皮，是当前人工生物结皮的主要难题，对于遏制荒漠化具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题(推广成本较高、生物结皮效率不够理想)，本发明提供一种含城市污泥的复合固沙剂，并提供了应用该复合固沙剂构建生物结皮的方法，实现了城市污泥的充分利用，无需额外添加藻种和规模化培养，简单易行，推广成本低，可实现沙化区的生物结皮且效率高，形成的生物结皮不易碎，稳定性好，易于渗水和持水。

本发明的目的将通过下面的详细描述来进一步说明。

本发明提供一种含城市污泥的复合固沙剂，包括如下质量份数的组分：城市污泥干粉50～500份、聚酸类化合物1～2份；所述聚酸类化合物选自聚乳酸、聚谷氨酸和聚赖氨酸中的一种或多种。