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赤泥堆场无土原位修复技术完成示范
2019-08-27 09:10:38   来源:中国有色金属工业网    点击:

  将在中铝集团内部氧化铝企业推广应用

  近日,中铝郑州有色金属研究院有限公司(以下简称郑州研究院)研发成功的赤泥堆场无土原位修复技术在走出实验室两年后,已全面完成技术示范,各项技术指标居行业领先,下一步该技术将在中铝集团内部氧化铝企业推广应用。

  据统计,我国赤泥年产量超过1亿吨,综合利用率不足10%,90%以上被露天堆存,目前累积堆存量已超过7亿吨,占地数万亩,主要分布在河南、山西、山东、广西、贵州、云南等农业大省。

  由于赤泥盐碱性强、易板结,营养匮乏,及堆场自然修复过程缓慢,造成土地长期寸草不生,严重影响生态环境,特别是随着生态文明建设的深入,废弃物、尾矿等堆场的生态修复日益要求严格,当赤泥制约难题摆在行业面前时,郑州研究院积极践行国家生态文明发展战略和“绿水青山就是金山银山”的生态理念,积极寻求赤泥综合利用有效途径的同时,研究解决赤泥堆场的生态化修复技术可以说具有非常紧迫而重大的意义。

  经过多年的不懈努力和攻关,该院研发成功的赤泥堆场无土原位修复技术主要以赤泥的土壤化改良为基础,结合植物修复和微生物修复的手段,在赤泥堆场中构建完整的生态系统,加速堆场土壤化进程。

  据了解,该技术的主要特点,一是针对赤泥盐碱含量高、土壤结构差、营养成分低,无法满足植物、微生物的生长条件,及生态修复困难等难题,该院通过结合盐碱调控、团聚体构建、养分调理等多重修复手段,快速实现赤泥的土壤化。团队经过大量的实验研究及参数优化,开发了以价格低廉、来源广泛的工农业废弃物为主要成分的复合型赤泥土壤化改良剂,最终通过盐碱调控、团聚体构建、养分调理等手段使赤泥的物理化学性质得到综合改善,提高了赤泥土壤的持水、保肥、透气性能,为植物、微生物的生长提供了良好的长期生存环境;并根据典型氧化铝企业赤泥特点及周边原材料市场差异,针对河南、贵州、山东等地区企业分别针对性地形成了系列改良剂产品。

  二是联合引入优选的耐盐碱植物和微生物,通过先锋作物和微生物的生长繁衍和后期乡土作物的定居生长,在赤泥堆场构建完整的生态群落。其中开发了微生物驱动修复技术,通过耐盐碱菌株降低赤泥盐碱性,改善团聚体结构,促进矿物质和大分子有机质的分解,提高土壤保肥保水能力,驱动赤泥土壤化,为植物的可持续生长提供良好的微生物环境;开发了赤泥堆场植物修复技术,通过耐盐碱植物,进一步改善土壤结构和pH环境,并刺激微生物的生长代谢。通过微生物驱动修复和植被修复技术的耦合,在赤泥堆场上构建了完整的生态群落,提高了生态系统的可持续性和稳定性。

  三是修复后的赤泥土壤轮种牧草、经济作物(冬小麦),实现赤泥堆场还耕再利用。以赤泥土壤化改良技术、生态群落构建技术为基础,开发了赤泥堆场无土原位修复及还耕利用技术,通过化学改良、植物修复、微生物驱动修复的协同耦合,实现赤泥堆场的生态恢复,并成功在修复后的赤泥堆场种植冬小麦,收获的小麦符合食品安全标准,真正实现了赤泥堆场的还耕再利用。

  2018年,利用该技术在某企业赤泥堆场开展了3000m2的赤泥堆场无土原位修复技术示范工程,并在修复的赤泥堆场上采用夏秋季种植牧草、冬春季种植小麦的轮种方式对土地进行利用。通过长期跟踪监测修复后赤泥的土壤化情况,赤泥土壤的盐碱度和物理结构得到显著改善,营养成分优于NY/T391-2013《绿色食品产地环境质量》土壤肥力旱地Ⅰ级标准,重金属含量满足《绿色食品产地环境质量》限值要求;示范区当年植被绿化覆盖率超过95%,在无人干预的条件下,第二年,耐盐碱植物实现自然繁衍和生长,一些乡土作物在示范区实现定居并生长;收获的先锋牧草作物无机污染物指标符合GB13078-2017《饲料卫生标准》要求;收割的冬小麦食品安全检测重金属含量符合GB2762-2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》要求。

  该技术打破了传统的赤泥堆存方式,首次实现了高温拜耳法赤泥堆场的无土原位修复及其还耕利用,填补了国内赤泥堆场无土原位生态修复的技术空白,并较常规客土覆盖法修复成本节约30%~40%,每万亩可节约1.2亿~2.3亿元。赤泥堆场收获的植物可进行生物质利用,复垦熟化后赤泥土壤可作为耕地种植牧草、小麦等经济作物,以此获得一定的销售收入;作物秸秆可作为生物质进行加工、利用,也可返回赤泥堆场可继续熟化土壤改良赤泥土壤性质,或作为植物生长调节剂使用。赤泥堆场无土原位修复技术对土壤的修复效果好、应用范围广、修复成本低,市场推广前景非常广阔。企业依托修复的赤泥堆场,可将其打造成绿色生态、循环经济的示范园区,为铝工业绿色发展提供了坚实保障。

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