一种农村河道底泥固化调理及资源化利用方法

1.本发明涉及一种农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，属于农村黑臭河道底泥治理领域。

背景技术：

2.农村河道底泥作为农村水环境的重要组成部分，在农村河道健康水生态环境中发挥着重要作用。当前农村河道底泥污染的成因主要包括：(1)农村居民生活用水集中或分散排放污染。(2)农业面源污染。主要包括农药、化肥残留物以及部分土壤养分和有机质的流入。(3)农村畜禽养殖业污染。(4)农村乡镇企业废水排放污染。(5)河道底泥沉积的污染物扩散。河道底泥污染受污染来源、水体降解及污染物沉积的影响呈现出一定差异，但农村河道底泥普遍呈现总氮及总磷浓度超标，有机质含量比城市河道略高的特点。目前，富含氮磷及有机质的农村河道底泥疏浚后往往直接进行填埋，造成资源浪费。
3.疏浚底泥就地资源化利用是指通过物理化学或生物方法对其理化性质进行调节，在控制底泥中各种污染物的条件下，本着减少运输成本和就近原则的目的，将底泥在河道附近进行利用，尤其适用于交通不便或者经济不发达的农村地区。常见的底泥就地资源化利用方式有农田耕作、蔬菜种植、园林绿化、堆肥发酵以及生态护坡等。但由于底泥含水率较高、强度较低、污染物成分复杂，直接利用易对环境造成二次污染，所以，在进行资源化利用之前需要对其进行调理或者固化稳定化。
4.目前水泥是传统固化/稳定化技术的主要材料，但水泥固化后的底泥由于水泥掺量太多，碱性和含盐量较高，只能用于建材或者填埋，如果在农村进行土地利用易造成土壤碱化，对环境不友好，不适合植物生长。同时，当前制备园林绿化营养土的原材料需要收购大量的农业材料，成本普遍较高。
5.因此，适用于农村河道底泥资源化利用的低成本、环境友好的固化调理方法，将促进农村河道底泥固化调理后实现资源化利用。

技术实现要素：

6.本发明针对上述问题提供了一种农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，
7.本发明采用如下技术方案：
8.本发明所述的一种农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，步骤如下：
9.步骤(1)、将刚疏浚的河道底泥堆放，自然干化脱水；
10.步骤(2)、在脱水后的河道底泥中，掺入富含果胶的植物材料及就地可取材料；
11.步骤(3)、将掺入材料后的底泥混合搅拌均匀，进行资源化处理；
12.步骤(4)、资源化处理后的底泥进行资源化利用，分别用于河道的边坡固化、园林绿化。
13.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，步骤(1)中河道底泥自然干化脱水，用于河道边坡固化需干化1～4天，控制河道底泥的含水率为：45％～65％；
14.用于制备园林绿化营养土需干化1～3天，控制河道底泥含水率为：50％～60％。
15.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，所述步骤(2)中富含果胶的植物材料包括：柑橘皮、柚子皮、豆腐柴、马齿苋中的一种或多种，且制备成干燥粉末状；
16.所述就地可取材料为普通硅酸盐水泥、钙基膨润土、畜禽粪便，使用其中的一种或多种。
17.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，所述富含果胶植物材料以及钙基膨润土均为干燥的固体粉末，每种材料的粉末直径≤200目。
18.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，所述的步骤(3)中用于边坡固化的河道底泥资源化处理方式为：
19.1)、将脱水河道底泥与富含果胶的植物材料干燥粉末、钙基膨润土、普通硅酸盐水泥搅拌均匀；
20.2)、采用木质框架呈拼接状形成网格型木质框架，且将其固定在河岸边坡上；
21.3)、将1)中河道底泥中铺设至网格型木质框架中。
22.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，所述木质框架铺设的河道底泥厚度为10～15cm。
23.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，所述1)中河道底泥与富含果胶的植物材料干燥粉末、钙基膨润土、普通硅酸盐水泥的重量份数比例如下：
24.脱水河道底泥100～120重量份，
25.富含果胶的植物材料干燥粉末1重量份，
26.钙基膨润土0.5～1重量份，
27.普通硅酸盐水泥2～4重量份。
28.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，用于园林绿化的河道底泥资源化处理方式为：
29.1)、将脱水河道底泥与富含果胶的植物材料混合静置进行第一次发酵，且采用农业膜密封将河道底泥进行密封；第一次发酵时长为：20～30天；
30.2)、第一次发酵结束后产生混合物，将混合物与畜禽粪便混合搅拌均匀，继续覆盖透明农业膜，进行第二次堆肥发酵；
31.3)、在第二次堆肥发酵过程中，发酵时长为40～60天控制堆肥发酵温度为40～55℃；每隔18～21天翻堆一次堆肥发酵混合物；
32.4)、完成第二次堆肥发酵后即可用于园林绿化铺设。
33.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，所述用于园林绿化的河道底泥的重量份数比例如下：
34.脱水河道底泥为：1重量份；
35.富含果胶植物材料为：0.3～0.5重量份；
36.畜禽粪便为：0.5～0.7重量份。
37.本发明所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，所述4)中富含果胶植物材料的直径≤0.4cm；用于园林绿化的河道底泥铺设厚度为1～4cm。
38.有益效果
39.本发明提供的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，固化调理后的底泥用于边坡固化时，其中使用柑橘皮粉末、柚子皮粉末、豆腐柴粉、马齿苋等富含果胶材料作为固化材料，属于农村就地可取、纯天然、环保的材料，可大量减少水泥的使用量，降低底泥资源化利用的环境风险。
40.本发明提供的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，固化调理后的底泥用于边坡固化时，既可降低自然土坡受侵蚀、水土流失问题，同时可改善河道的生态环境，建设环境友好型护坡。
41.本发明提供的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，固化调理后的底泥用于园林绿化时，其中底泥堆肥发酵制备园林绿化营养土可改善底泥的物理性质，适合植物生长，充分利用农村河道底泥中含有的碳、氮、磷等植物所需营养元素，可降低园林绿化营养土的制备成本。
42.本发明提供的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，基于“以废治废”的理念，有效利用柑橘皮、柚子皮、畜禽粪便等农业废弃材料，解决农业废弃物处置问题。
43.本发明提供的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，农村河道底泥固化调理后用于园林绿化，同时用于农村河道的生态护坡，便于农村河道底泥的就地资源化利用，减少底泥疏浚后的处理处置成本。
附图说明
44.图1为本发明的农村河道底泥固化调理的应用实例图；
45.图2为本发明的农村河道底泥固化调理后资源化利用的结构示意图；
46.图3为本发明的农村河道底泥固化调理后资源化利用的效果俯视图；
47.图4为本发明的农村河道底泥固化调理后资源化利用的木质框架拼接图。
48.图中1-植物层，2-种植土层，3-营养土层，4-底泥固化层，5-原状土质边坡，6-木质框架，7-木桩。
具体实施方式
49.为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.实施例1～5底泥固化调理(适用于边坡固化)；按重量份数计，先将0～1份干燥的柑橘皮材料粉碎研磨至200目以上，再将其与0.5～1份500目的钙基膨润土、3～4份普通硅酸盐水泥、100～120份刚疏浚后自然干化脱水2天的底泥混合搅拌均匀，放置常温下养护7天。
51.实施例1：将柑橘皮粉0重量份、钙基膨润土0.5重量份、普通硅酸盐水泥5重量份、脱水底泥100重量份混合搅拌均匀，常温下养护；
52.实施例2：在实施例1的基础上增加柑橘皮粉量并且减少普通硅酸盐水泥量，将柑橘皮粉1重量份、钙基膨润土0.5重量份、普通硅酸盐水泥3重量份、脱水底泥100重量份混合搅拌均匀，常温下养护；
53.实施例3：在实施例2的基础上继续增加柑橘皮粉量，将柑橘皮粉1.5重量份、钙基膨润土0.5重量份、普通硅酸盐水泥3重量份、脱水底泥100重量份混合搅拌均匀，常温下养护；
54.实施例4：在实施例2的基础上增加钙基膨润土量，将柑橘皮粉1重量份、钙基膨润土1重量份、普通硅酸盐水泥3重量份、脱水底泥100重量份混合搅拌均匀，常温下养护；
55.实施例5：在实施例4的基础上增加脱水底泥量，将柑橘皮粉1重量份、钙基膨润土1重量份、普通硅酸盐水泥3重量份、脱水底泥120重量份混合搅拌均匀，常温下养护。
56.其中，固化材料与底泥的具体组成如表1所示。
57.表1固化材料与底泥的5组实施例配比(重量份)：
58.配比组成实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5柑橘皮粉末011.511钙基膨润土0.50.50.511普通硅酸盐水泥53333脱水底泥100100100100120
59.将底泥固化的强度按gb/t50081-2019混凝土物理力学性能试验方法标准进行测试，测试结果如表2所示，固化强度皆满足河岸边坡强度要求。
60.表2底泥固化的强度：
61.固化方法强度(kpa)实施例11028.76实施例21107.34实施例3976.83实施例41206.11实施例51008.40
62.如表2所示，实施例2强度明显高于实施例1，说明适量柑橘皮粉的加入，在保证固化土强度的同时，可大量减少普通硅酸盐水泥的使用量；
63.实施例3强度有所降低，说明柑橘皮粉过量加入，反而会降低固化土强度；
64.实施例4强度明显提高，说明增加钙基膨润土量可提高固化土强度；
65.实施例5强度降低，说明增加脱水底泥量会降低固化土强度。
66.如图2至图4所示，本发明结构：铺设于原状土质边坡5上的底泥固化层4，在底泥固化层4上由内至外依次铺设有底泥堆肥发酵营养土层3和种植土层2，在种植土层2上设置有植物层1。另外，在生态护坡的周围设有木质框架6和木桩7，木质框架的高度要大于种植土层2的高度。
67.如图3所示：采用本实施例的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法的效果俯视图。
68.如图4所示：采用本实施例的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法的木质框架拼接图。
69.本发明采用的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法的施工流程包括以下步骤：
70.第一步，原状土质边坡5修整、削坡；清除边坡表面的杂物，并根据形成护坡的地质
条件和护坡结构，对原状土质边坡5进行一定修整、削坡、夯实，护坡坡度30
°
。
71.第二步，边坡网格型木质框架敷设；网格型木质框架材质取农村当地废弃木材即可，单个网口的长宽相同，本实施例取2m，高度20cm，厚度6cm，边坡网格型木质框架呈拼接分布，木质框架6两端设有木桩7，木桩7与木质框架6采用铁钉固定，木桩7沿边坡横向均匀布置，木桩7宽6cm，伸出框架20cm，底端木桩7按间距2m布置。
72.第三步，农村河道底泥固化层4铺设；
73.将自然烘干后研碎的粒径小于200目的柑橘皮粉末、500目的钙基膨润土与普通硅酸盐水泥混合后掺入疏浚并自然干化脱水2天后的农村河道底泥进行搅拌，然后将掺料搅拌后的混合底泥铺设于木质框架6内部形成底泥固化层4。底泥固化层4敷设厚度10cm。
74.柑橘皮粉末、钙基膨润土、普通硅酸盐水泥、脱水底泥的重量分数比例为：柑橘皮粉末1重量份、钙基膨润土0.5重量份、普通硅酸盐水泥2重量份，脱水2天后的底泥100重量份(此比例采用表1中实施例1的配比，固化调理后的底泥常温下养护7天后强度可达1002.84kpa，满足河岸边坡强度要求)。
75.第四步，制备底泥园林绿化发酵营养土层3；
76.将刚疏浚并自然干化2天后的底泥与直径小于0.4cm的柑橘皮粉末混合搅拌，堆积后覆盖透明农业膜，第一次静置发酵30天，再将第一次发酵的混合物与直径小于1cm畜禽粪便混合，重新混合搅拌均匀后继续覆盖透明农业膜，第二次堆肥发酵60天。发酵温度控制在40～55℃之间，每隔20天翻堆一次。底泥堆肥发酵材料的重量分数比例为：农村河道底泥1重量份、柑橘皮粉末0.4重量份、畜禽粪便0.7重量份。
77.第五步，铺设营养土层3及种植土层2；在底泥固化层4上按顺序敷设底泥发酵营养土层3和本地种植土层2，底泥发酵营养土层厚度为2cm，本地种植土层6cm。
78.第六步，播种植物黑麦草；在固化淤泥生态护坡上选用优势植物物种黑麦草播种。
79.第七步，植物养护；播种后应精心养护，发现干旱应及时浇水，发现虫害应及时处理，以确保绿化效果直至植物覆盖整个坡面。
80.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：步骤如下：步骤（1）、将刚疏浚的河道底泥堆放，自然干化脱水；步骤（2）、在脱水后的河道底泥中，掺入富含果胶的植物材料及就地可取材料；步骤（3）、将掺入材料后的底泥混合搅拌均匀，进行资源化处理；步骤（4）、资源化处理后的底泥进行资源化利用，分别用于河道的边坡固化、园林绿化。2.根据权利要求1所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：步骤（1）中河道底泥自然干化脱水，用于河道边坡固化需干化1~4天，控制河道底泥的含水率为：45%~65%；用于制备园林绿化营养土需干化1~3天，控制河道底泥含水率为：50%~60%。3.根据权利要求1所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：所述步骤（2）中富含果胶的植物材料包括：柑橘皮、柚子皮、豆腐柴、马齿苋中的一种或多种，且制备成干燥粉末状；所述就地可取材料为普通硅酸盐水泥、钙基膨润土、畜禽粪便，使用其中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：所述富含果胶植物材料以及钙基膨润土均为干燥的固体粉末，每种材料的粉末直径≤200目。5.根据权利要求1所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：所述的步骤（3）中用于边坡固化的河道底泥资源化处理方式为：1）、将脱水河道底泥与富含果胶的植物材料干燥粉末、钙基膨润土、普通硅酸盐水泥搅拌均匀；2）、采用木质框架呈拼接状形成网格型木质框架，且将其固定在河岸边坡上；3）、将1）中河道底泥中铺设至网格型木质框架中。6.根据权利要求5所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：所述木质框架铺设的河道底泥厚度为10~15cm。7.根据权利要求5所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：所述1）中河道底泥与富含果胶的植物材料干燥粉末、钙基膨润土、普通硅酸盐水泥的重量份数比例如下：脱水河道底泥100~120重量份，富含果胶的植物材料干燥粉末1重量份，钙基膨润土0.5~1重量份，普通硅酸盐水泥2~4重量份。8.根据权利要求1所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：用于园林绿化的河道底泥资源化处理方式为：1）、将脱水河道底泥与富含果胶的植物材料混合静置进行第一次发酵，且采用农业膜密封将河道底泥进行密封；第一次发酵时长为：20~30天；2）、第一次发酵结束后产生混合物，将混合物与畜禽粪便混合搅拌均匀，继续覆盖透明农业膜，进行第二次堆肥发酵；3）、在第二次堆肥发酵过程中，发酵时长为40~60天控制堆肥发酵温度为40~55℃；每隔18~21天翻堆一次堆肥发酵混合物；
4）、完成第二次堆肥发酵后即可用于园林绿化铺设。9.根据权利要求8所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：所述用于园林绿化的河道底泥的重量份数比例如下：脱水河道底泥为：1重量份；富含果胶植物材料为：0.3~0.5重量份；畜禽粪便为：0.5~0.7重量份。10.根据权利要求9所述的农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，其特征在于：所述4）中富含果胶植物材料的直径≤0.4cm；用于园林绿化的河道底泥铺设厚度为1~4cm。

技术总结

本发明涉及一种农村河道底泥固化调理及资源化利用方法，属于农村黑臭河道底泥治理领域。步骤分为：步将刚疏浚的河道底泥堆放，自然干化脱水；在脱水后的河道底泥中，掺入富含果胶的植物材料及就地可取材料；将掺入材料后的底泥混合搅拌均匀，进行资源化处理；资源化处理后的底泥进行资源化利用，分别用于河道的边坡固化、园林绿化。该方法能解决传统固化稳定化技术中水泥掺加过量对环境不友好，以及现有的园林绿化营养土制备成本较高等问题，并且实现农村河道底泥的就地资源化利用，减少对环境造成的污染。造成的污染。造成的污染。