废弃砂石开采场的土地修复方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废弃土地再利用的方法技术领域，尤其涉及一种废弃砂石开采场的土地修复方法。
【背景技术】
[0002]河北省境内太行山、燕山两大山系对京津冀及周边省份建筑业的快速发展提供了良好的建筑原料。但受经济利益的驱使，高强度的肆意乱采非法行为普遍存在，特别是由此所引发的严重生态破坏和开采后裸露区环境污染等问题，不仅影响了开采区周边农业的正常生产活动，而且加速和加剧了开采区的水土流失和周边农田或山场的土壤退化问题。到目前为止，河北省因矿山与砂石开采占用土地总数达5.8万公顷，其中，采砂场占地1.6万公顷，废渣占地4900公顷，尾矿库占地2145公顷。因受环境污染的影响，今年以来各地相聚关闭了不少非法乱采的开采区，仅对北京周边地区的涿州、涞水、三河、固安、永清等地调查，就有三百余家非法采石(砂)场被依法强行拆停，被破坏的山场和土地遗失的土石方竟达30亿立方米左右，其被破坏了的山场和土地现状惨不忍睹，而开采后的很多废弃地至今一直未得到有效的恢复管理，这与目前国内极其紧张的土地资源形成一对尖锐的矛盾，不仅长期挤占了大量的林地和农田，而且也造成了一系列生态环境问题，如增加大气环境中PM2.5和PMlO等颗粒物的来源和促进了浮尘天气的出现。
[0003]土地资源是人类生存和社会发展的物质基础。在众多开采区生态破坏因素中，土地生态系统的破坏是最直观也是最大量的。这不仅损失了土地资源，还有可能因风蚀、雨蚀等造成大气、水系的进一步污染，所以土地生态环境的修复成为其最关键和最核心的问题。目前河北省开采区土地复垦率仅为15%，而美国1977年后新建矿山土地复垦率已达到80%。开展开采区土地复垦和生态环境重建，使被破坏的山场与土地得以恢复和重新利用，逐步解决由非法开采引发的社会、经济与生态环境问题，而且这也已成为目前我们国家对资源环境可持续发展优先关注的问题之一。近年来河北省环境质量愈来愈严重，尤其是大气环境。为了减少大气污染颗粒来源，减缓山区水土流失的速度，减轻因开采对农业生产的影响，急需对拆停后闲置的开采废弃地进行土地复垦、生态复垦和生态重建。
[0004]对于开采区土地复垦和生态建设，国外在20世纪50年代和60年代，进入了科学复垦的时代；80年代以后，开采区生态环境修复已步入蓬勃、正常的发展轨道。我国的该项工作萌芽始于上世纪50年代，真正得到重视是20世纪80年代末《土地复垦规定》和《中华人民共和国环境保护法》的颁布和实施。经过多年的研宄和实践，目前已产生了许多实用的修复技术一一污泥堆肥法即腐殖土夯填修复工艺是其成熟的技术之一。
[0005]城市生活污泥随着城市化的快速发展，城市人口数量和城市污水处理厂的增加，城市水系的不断增长，城市污泥、城市河泥的贮存、清运、处置已经对城市环境构成了威胁，并日益成为世界许多城市的主要环境问题。目前，国内外污泥处理与处置方法主要为土地利用、填埋、焚烧和投海。因填埋填坑中有害物质通过雨水浸蚀和渗漏污染地下水，而焚烧成本高，易产生大气污染等。因此，填埋、焚烧和投海近年日渐减少或被禁止。而城市污泥一般含有较高的有机质和矿质营养(有机质300?600g ?kg—1、氮10?40g ?kg—1和磷6?15g.kg-1)。据计，我国29个城市污泥(不包括工业污泥)有机质平均含量为384g.kg-1,全氮、全磷和全钾分别为27、14.3g.kg—1和7g.kg ―1;有机质、全氮、全磷比纯猪粪分别高出1/3?2/3(全钾比纯猪粪低1/3)，有机质含量呈逐年增加趋势。因此，城市污泥经过好氧发酵、脱水干燥的堆肥方式形成生物腐植泥土(b1solids)应用于不同土地类型已是积极有效的处置方式。
[0006]城市生活污泥堆肥是目前许多国家处理污泥的主要方式，其指在一定条件下(如pH、通气、水分、温度等)，将污泥等有机废弃物进行好氧堆怄，使之转化成腐殖质的过程。堆肥后，污泥物理性状改善，质地疏松，营养成分增加，病原菌、寄生虫卵等基本杀死，重金属有效态含量降低，有毒有机物降解率平均在60%以上。将污泥和生活垃圾或木肩、谷物壳、作物秸杆等复合堆肥是近年开辟的新处理途径。并且污泥堆肥引起的土壤微生物区系平衡变化也较小，还对土壤保持长期效用；与其他生物废弃物(如畜禽废弃物)堆肥，可降低地下水污染的风险。总之，无害化的污泥处理进行土地修复利用有利于降低潜在的污染源和提高土地生产力，降低对合成肥料的需求，又解决了大量的城市污泥处理处置去向。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种废弃砂石开采场的土地修复方法，所述方法的土地修复配料科学合理，综合化回填土质量高，充分考虑了土地的承载力、剪切力等物理性能，和土壤的有机质、氧份等生化指标。充分保证了土地地貌恢复的稳定性和良好的耕作功能，为生态系统恢复与重建提供了质量保证。便于检测与管理，经济效益、生态效益、环保效益非常高。
[0008]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种废弃砂石开采场的土地修复方法，其特征在于所述修复方法包括以下步骤:原材料进场-将原材料粉碎备料-将粉碎后的原材料调配搅拌-将搅拌后的原材料堆积发酵-使用处理后的原材料进行摊铺碾压，将废弃砂石开采场填平。
[0009]进一步的技术方案在于:所述原料主要使用污水处理厂污泥，在所述方法中对污泥进行前期的物料调质工艺，中期的高温发酵除臭工艺和后期的重金属消解工艺。
[0010]进一步的技术方案在于:先以开采后的尾矿废弃物和建筑垃圾为主要填埋物添加污水处理厂污泥和砂土，以及污泥固化剂，从底部垫起，采用工程机械将物料混拌均匀进行碾压、整平，碾压要分层实施，碾压强度以挖掘机不下沉为主；在距地表0.5-1.0米时，先垫一层粘土，20cm-40cm，再采用污水处理厂污泥、农业废弃物、林业废弃物、废弃黄沙土材料，按比例参合搅拌，再通过堆积发酵成腐植土，按层摊铺进行碾压即可。
[0011]进一步的技术方案在于:原料掺混比例为:按体积计，污泥原料为45% -55%，剩余为其他为农业废弃物、林业废弃物、废弃黄沙土，掺混后的原料水分掌握在60%以内，以便掺混原料堆积发酵，发酵后原料就形成了腐植土，当发酵水份低40%时就可以进行摊铺回填，每层的摊铺厚度不能超过30cm，碾压强度到挖掘机不下沉为止，要求每层摊铺的间隔时间为3天以上。
[0012]进一步的技术方案在于:所述污水处理厂污泥需要进行生物处理，生物处理具体包括以下步骤，选用有害重金属不超标的污水处理厂的污泥为原料，为了防止堆肥过程中污泥中的重金属物质钝化不足或所用污泥的重金属含量超标，可采取添加重金属钝化剂或加大农林废弃物秸杆、木肩、锯末有机物废弃物使用量，使重金属经吸附、氧化、沉淀、螯合等形式进一步固定或钝化，保证回填土的质量安全；对于臭气的控制可以采取添加生物除臭灭蝇剂在堆腐过程中来控制臭气的强度，降低发酵过程中，臭气对大气的污染，同时提高堆制腐殖土的质量。
[0013]进一步的技术方案在于:1、结合污泥与其它废弃物的物理性能、生化特性与共性，进行取舍优劣混合效应。2、解决大量污泥稳定化、无害化、资源化处置方向，减轻环保管理压力，优化了环境卫生。3、为修复废弃沙石开采场土地提供了用之不竭的优质材料，重建了生态系统功能，减少大气中PM2.5和PMlO等颗粒物，杜绝浮尘天气的出现。是技术优势整合应用结果。
[0014]进一步的技术方案在于:污泥固化剂的使用剂量与静止堆放时间及温度条件，选用污泥固化剂配比应在8% -15%之间，过低影响污泥固化的物理性能，过高影响恢复土地的透气性，添加固化剂后静止堆放时间在5-7天，堆体温度最低不能低于5°C、最高不能高于30°C，这样有利于固化剂起到固化作用，固化剂用量也要趋于经济化和物理稳定化，充分掌握成本、时间、固化三者的优化组合的合理性。
[0015]进一步的技术方案在于:各种物料的搅拌质量，搅拌机的选用要选用转速在50-70/min之间，搅拌物料的粒度在3cm—下，在搅拌机内的搅拌时间不能低于20秒，要充分考虑它的强制性、连续性、搅拌时间和均匀度，各种物料及添加剂搅拌混合的越均匀越亲密，它们之间的物理吸附越吻合，化学反应也越充分，所得到的物理化学反应效果就理想。
[0016]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述方法的土地修复配料科学合理，综合化回填土质量高，充分考虑了土地的承载力、剪切力等物理性能，和土壤的有机质、氧份等生化指标。充分保证了土地地貌恢复的稳定性和良好的耕作功能，为生态系统恢复与重建提供了质量保证。便于检测与管理，经济效益、生态效益、环保效益非常高。
【具体实施方式】
[0017]下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
[0018]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0019]本发明公开了一种废弃砂石开采场的土