高新利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统及技术与流程

高新利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统及技术与流程

1.本发明属于土壤修复技术领域,尤其涉及一种利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统及方法。

背景技术:

2.目前,随着工农业及社会经济的发展,农业生产过程产生的污染物在土壤中不断富集,极大的危害了土壤生态系统的稳定。土壤是人类赖以生存的物质基础,是人类不可缺少、不可再生的自然资源,也是人类环境的重要组成部分。在各种土壤污染物中,重金属物质由于毒性大,难降解,且存在生物富集效应,对土壤生态系统的危害最为严重,土壤重金属污染已引起人们的高度重视,成为全球关注的热点问题。
3.植物修复技术是一种以植物忍耐、分解或超量积累某些化学元素的生理功能为基础,利用植物及其共存微生物体系来吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的治理技术。植物修复的关键是选择超累积植物,超累积植物是在重金属胁迫条件下的一种适应性突变体,往往生长缓慢,生物量低,气候环境适应性差,具有很强的富集专一性。同时,现有金属污染土壤的修复方法单一,缺乏对动物的利用,未形成完整的修复体系。
4.通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有超累积植物生长缓慢,生物量低,气候环境适应性差,具有很强的富集专一性。同时,现有金属污染土壤的修复方法单一,缺乏对动物的利用,未形成完整的修复体系。

技术实现要素:

5.针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统及方法。
6.本发明是这样实现的,一种利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统,所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统包括:
7.待修复土壤预处理系统、修复准备系统、植物种植移栽系统、蚯蚓幼苗投放系统、中央控制系统、液体追肥系统、污染土壤修复系统、无害化处理系统。
8.待修复土壤预处理系统,与中央控制系统连接,用于通过土壤预处理装置对选定的待修复的重金属污染土壤进行杂草、灌木的清除操作,并于秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥,深耕35~55cm,使土壤风化,冻死越冬害虫,土地耕透耙碎;
9.修复准备系统,与中央控制系统连接,用于通过施肥设备在待修复的重金属污染土壤中施入生物炭基肥,混合均匀,陈化20~30天;
10.植物种植移栽系统,与中央控制系统连接,用于种植适于重金属污染土壤修复的陆生和/或水生重金属超累积植物,并移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树;
11.蚯蚓幼苗投放系统,与中央控制系统连接,用于通过投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗,构成蚯蚓-植物耦合修复体系,所述蚯蚓采用赤子爱胜蚓;
12.中央控制系统,与待修复土壤预处理系统、修复准备系统、植物种植移栽系统、蚯蚓幼苗投放系统、液体追肥系统、污染土壤修复系统、无害化处理系统中央控制系统连接,用于通过中央处理器控制所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统各个系统的正常运行;
13.液体追肥系统,与中央控制系统连接,用于通过追肥装置日常施用具有活化重金属、促进植物生长、改善蚯蚓栖息条件的环保酵素作为液体追肥;
14.污染土壤修复系统,与中央控制系统连接,用于通过构建的蚯蚓-植物耦合修复体系对重金属污染土壤进行修复;
15.无害化处理系统,与中央控制系统连接,用于通过无害化处理设备对收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后固化填埋无害化处理,并于一个周期结束后将柳树整体移除,以10~12个月为一个周期。
16.进一步,所述植物种植移栽系统包括:
17.移栽单元,用于采用隔行穴植的方式移栽具有富集重金属能力的一年生木本速生乔木桑树及柳树幼苗;
18.定植单元,对移栽后的苗木进行灌水浇透,使苗木根系与土壤结合更紧密;
19.追肥单元,对苗木进行挖沟追肥,并结合天气适当灌水。
20.进一步,所述蚯蚓幼苗投放系统包括:
21.土壤处理单元,对土壤施足有机农杂肥,土地耕透耙碎,将土壤灌溉湿润;
22.投放单元,将蚯蚓幼苗均匀散放在处理后的土壤表面,蚯蚓幼苗钻入土壤中;
23.养护单元,依据天气状况对土壤进行洒水,并覆盖稻草保湿;
24.回收单元,待土壤重金属污染物被植物和蚯蚓吸收、转化、累积后,采用电场驱赶方式形成低压电场,蚯蚓自动钻出地面后实行捕捉收集。
25.进一步,所述无害化处理系统包括:
26.混合搅拌单元,用于将收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后加水进行搅拌混合,形成灰浆;
27.灰浆处理单元,用于对灰浆进行曝气、浓缩处理;
28.酸碱度调节单元,用于对处理后的灰浆的酸碱度进行调节,将灰浆的酸碱度调节至中性;
29.沉淀系统,用于对排水池中的灰浆进行沉淀,对沉淀物进行提取、烘干,对烘干后的沉淀物物进行填埋处理。
30.本发明的另一目的在于提供一种应用所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法,所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法包括以下步骤:
31.步骤一,通过待修复土壤预处理系统利用土壤预处理装置对选定的待修复的重金属污染土壤进行杂草、灌木的清除操作,并于秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥,深耕35~55cm,使土壤风化,冻死越冬害虫,土地耕透耙碎;
32.步骤二,通过修复准备系统利用施肥设备在待修复的重金属污染土壤中施入生物炭基肥,混合均匀,陈化20~30天;
33.步骤三,通过植物种植移栽系统种植适于重金属污染土壤修复的陆生和/或水生
重金属超累积植物,移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树;
34.步骤四,通过蚯蚓幼苗投放系统利用投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗,构成蚯蚓-植物耦合修复体系,所述蚯蚓采用赤子爱胜蚓;
35.步骤五,通过中央控制系统利用中央处理器控制所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统各个系统的正常运行;
36.步骤六,通过液体追肥系统利用追肥装置日常施用具有活化重金属、促进植物生长、改善蚯蚓栖息条件的环保酵素作为液体追肥;
37.步骤七,通过污染土壤修复系统利用构建的蚯蚓-植物耦合修复体系对重金属污染土壤进行修复;
38.步骤八,通过无害化处理系统利用无害化处理设备对收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后固化填埋无害化处理,并于一个周期结束后将柳树整体移除,以10~12个月为一个周期。
39.进一步,步骤二中,所述生物炭基肥包括:生物炭30~45份、尿素25~30份、硝酸10~15份、柠檬酸7~11份、磷酸二铵5~10份、草木灰4~6份。
40.进一步,所述生物炭基肥的制备方法为:
41.(1)将柳树废弃物经炭化处理得到有机炭产物,有机炭产物置于80~90℃条件下烘干、粉碎;置于生物炭炉中于450~500℃热解,冷却至室温,备用;
42.(2)将步骤(1)所得产物与质量分数为5%的稀硝酸混合后酸洗1~3h,再用去离子水冲洗至中性,过滤、烘干,冷却至室温,研磨过筛,得生物炭;
43.(3)按质量份数分别称取生物炭、尿素、硝酸、柠檬酸、磷酸二铵、草木灰,混合均匀后,对反应混合物进行造粒,获得生物炭基肥,装袋备用。
44.进一步,步骤三中,所述述陆生超累积植物为蜈蚣草、蓖麻、东南景天、籽粒苋、遏蓝菜和海州香薷中的至少一种,所述水生超累积植物为李氏禾、美人蕉、风车草、西洋菜和空心菜中的至少一种。
45.进一步,步骤三中,所述通过植物种植移栽系统移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树的方法,包括:
46.(1)春季土壤解冻后平均气温达到10℃以上时,采用隔行穴植的方式移栽具有富集重金属能力的一年生木本速生乔木桑树及柳树幼苗;
47.(2)挖穴定植;移栽后,灌一次透水,使苗木根系与土壤结合更紧密,灌水后随即培一层薄土,及时浇水;
48.(3)5月上旬在离苗木20~30cm处挖半月形沟按每亩施尿素15kg、过磷酸钙25kg的量追肥;6月中下旬~8月底增加施肥量,并结合天气适当灌水。
49.进一步,所述移栽的行距为距2~3米,株距1~1.5米;所述挖穴定植的穴径为0.50~0.65米,穴深0.45~0.65米。
50.进一步,步骤四中,所述通过蚯蚓幼苗投放系统利用投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗的方法,包括:
51.(1)在春季气温达到15℃以上时,施足有机农杂肥,土地耕透耙碎,将土壤灌溉湿润,引入赤子爱胜蚓进行土壤修复过程;
52.(2)修复期间夏天高温天气每天至少洒一次水,并覆盖稻草保湿,春秋季节4~5天
洒水一次;
53.(3)待土壤重金属污染物被植物和蚯蚓吸收、转化、累积后,采用电场驱赶方式形成低压电场,蚯蚓自动钻出地面后实行捕捉收集。
54.进一步,步骤八中,所述焚烧后固化填埋无害化处理具体包括:
55.将收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后与自来水或者回用水以1∶2~1∶20的比例混合,强力搅拌,形成灰浆;
56.将灰浆加入压力空气,从水洗池底部曝气形成充分的搅拌,以溶解飞灰中的可溶性盐,停止搅拌,进行沉淀,并排出上清液至排水池;
57.使含水率大于90%的灰浆浓缩至含水率降低至70%~90%,排出上清液至该排水池;
58.向该排水池中充入co 2或酸,使ph值高达11~12的强碱性上清液成为ph值6.0~8.5的中性水体;然后加入絮凝剂加速沉淀过程;
59.对沉淀物进行提取、烘干,对烘干后的沉淀物物进行填埋处理。
60.本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法。
61.本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法。
62.结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明提供的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统,通过建立蚯蚓-植物耦合修复体系,利用蚯蚓的生活习性,在重金属污染土壤中引入处理污染能力强的爱胜蚯蚓,再种植一些根系发达的植物,利用蚯蚓的新陈代谢作用辅助植物生长,降低修复成本,为重金属污染矿区处理裸露地表提供了一种实用、经济、高效且环保的方法,具有广泛的应用价值。
附图说明
63.图1是本发明实施例提供的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统结构框图;
64.图中:1、待修复土壤预处理系统;2、修复准备系统;3、植物种植移栽系统;4、蚯蚓幼苗投放系统;5、中央控制系统;6、液体追肥系统;7、污染土壤修复系统;8、无害化处理系统。
65.图2是本发明实施例提供的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法流程图。
66.图3是本发明实施例提供的生物炭基肥的制备方法流程图。
67.图4是本发明实施例提供的通过植物种植移栽系统移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树的方法流程图。
68.图5是本发明实施例提供的通过蚯蚓幼苗投放系统利用投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗的方法流程图。
69.图6是本发明实施例提供的焚烧后固化填埋无害化处理的方法流程图。
具体实施方式
70.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
71.针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统及方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
72.如图1所示,本发明实施例提供的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统包括:待修复土壤预处理系统1、修复准备系统2、植物种植移栽系统3、蚯蚓幼苗投放系统4、中央控制系统5、液体追肥系统6、污染土壤修复系统7、无害化处理系统8。
73.待修复土壤预处理系统1,与中央控制系统5连接,用于通过土壤预处理装置对选定的待修复的重金属污染土壤进行杂草、灌木的清除操作,并于秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥,深耕35~55cm,使土壤风化,冻死越冬害虫,土地耕透耙碎;
74.修复准备系统2,与中央控制系统5连接,用于通过施肥设备在待修复的重金属污染土壤中施入生物炭基肥,混合均匀,陈化20~30天;
75.植物种植移栽系统3,与中央控制系统5连接,用于种植适于重金属污染土壤修复的陆生和/或水生重金属超累积植物,并移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树;
76.蚯蚓幼苗投放系统4,与中央控制系统5连接,用于通过投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗,构成蚯蚓-植物耦合修复体系,所述蚯蚓采用赤子爱胜蚓;
77.中央控制系统5,与待修复土壤预处理系统1、修复准备系统2、植物种植移栽系统3、蚯蚓幼苗投放系统4、液体追肥系统6、污染土壤修复系统7、无害化处理系统8连接,用于通过中央处理器控制所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统各个系统的正常运行;
78.液体追肥系统6,与中央控制系统5连接,用于通过追肥装置日常施用具有活化重金属、促进植物生长、改善蚯蚓栖息条件的环保酵素作为液体追肥;
79.污染土壤修复系统7,与中央控制系统5连接,用于通过构建的蚯蚓-植物耦合修复体系对重金属污染土壤进行修复;
80.无害化处理系统8,与中央控制系统5连接,用于通过无害化处理设备对收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后固化填埋无害化处理,并于一个周期结束后将柳树整体移除,以10~12个月为一个周期。
81.本发明实施例中的植物种植移栽系统包括:
82.移栽单元,用于采用隔行穴植的方式移栽具有富集重金属能力的一年生木本速生乔木桑树及柳树幼苗;
83.定植单元,对移栽后的苗木进行灌水浇透,使苗木根系与土壤结合更紧密;
84.追肥单元,对苗木进行挖沟追肥,并结合天气适当灌水。
85.本发明实施例中的蚯蚓幼苗投放系统包括:
86.土壤处理单元,对土壤施足有机农杂肥,土地耕透耙碎,将土壤灌溉湿润;
87.投放单元,将蚯蚓幼苗均匀散放在处理后的土壤表面,蚯蚓幼苗钻入土壤中;
88.养护单元,依据天气状况对土壤进行洒水,并覆盖稻草保湿;
89.回收单元,待土壤重金属污染物被植物和蚯蚓吸收、转化、累积后,采用电场驱赶方式形成低压电场,蚯蚓自动钻出地面后实行捕捉收集。
90.本发明实施例中的无害化处理系统包括:
91.混合搅拌单元,用于将收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后加水进行搅拌混合,形成灰浆;
92.灰浆处理单元,用于对灰浆进行曝气、浓缩处理;
93.酸碱度调节单元,用于对处理后的灰浆的酸碱度进行调节,将灰浆的酸碱度调节至中性;
94.沉淀系统,用于对排水池中的灰浆进行沉淀,对沉淀物进行提取、烘干,对烘干后的沉淀物物进行填埋处理。
95.如图2所示,本发明实施例提供的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法包括以下步骤:
96.s101,通过待修复土壤预处理系统利用土壤预处理装置对选定的待修复的重金属污染土壤进行杂草、灌木的清除操作,并于秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥,深耕35~55cm,使土壤风化,冻死越冬害虫,土地耕透耙碎;
97.s102,通过修复准备系统利用施肥设备在待修复的重金属污染土壤中施入生物炭基肥,混合均匀,陈化20~30天;
98.s103,通过植物种植移栽系统种植适于重金属污染土壤修复的陆生和/或水生重金属超累积植物,移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树;
99.s104,通过蚯蚓幼苗投放系统利用投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗,构成蚯蚓-植物耦合修复体系,所述蚯蚓采用赤子爱胜蚓;
100.s105,通过中央控制系统利用中央处理器控制所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统各个系统的正常运行;
101.s106,通过液体追肥系统利用追肥装置日常施用具有活化重金属、促进植物生长、改善蚯蚓栖息条件的环保酵素作为液体追肥;
102.s107,通过污染土壤修复系统利用构建的蚯蚓-植物耦合修复体系对重金属污染土壤进行修复;
103.s108,通过无害化处理系统利用无害化处理设备对收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后固化填埋无害化处理,并于一个周期结束后将柳树整体移除,以10~12个月为一个周期。
104.本发明实施例提供的步骤s102中,所述生物炭基肥包括:生物炭30~45份、尿素25~30份、硝酸10~15份、柠檬酸7~11份、磷酸二铵5~10份、草木灰4~6份。
105.如图3所示,本发明实施例提供的生物炭基肥的制备方法为:
106.s201,将柳树废弃物经炭化处理得到有机炭产物,有机炭产物置于80~90℃条件下烘干、粉碎;置于生物炭炉中于450~500℃热解,冷却至室温,备用;
107.s202,将步骤s201所得产物与质量分数为5%的稀硝酸混合后酸洗1~3h,再用去离子水冲洗至中性,过滤、烘干,冷却至室温,研磨过筛,得生物炭;
108.s203,按质量份数分别称取生物炭、尿素、硝酸、柠檬酸、磷酸二铵、草木灰,混合均匀后,对反应混合物进行造粒,获得生物炭基肥,装袋备用。
109.本发明实施例提供的步骤s103中,所述述陆生超累积植物为蜈蚣草、蓖麻、东南景天、籽粒苋、遏蓝菜和海州香薷中的至少一种,所述水生超累积植物为李氏禾、美人蕉、风车草、西洋菜和空心菜中的至少一种。
110.如图4所示,本发明实施例提供的步骤s103中,所述通过植物种植移栽系统移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树的方法,包括:
111.s301,春季土壤解冻后平均气温达到10℃以上时,采用隔行穴植的方式移栽具有富集重金属能力的一年生木本速生乔木桑树及柳树幼苗;
112.s302,挖穴定植;移栽后,灌一次透水,使苗木根系与土壤结合更紧密,灌水后随即培一层薄土,及时浇水;
113.s303,5月上旬在离苗木20~30cm处挖半月形沟按每亩施尿素15kg、过磷酸钙25kg的量追肥;6月中下旬~8月底增加施肥量,并结合天气适当灌水。
114.本发明实施例提供的移栽的行距为距2~3米,株距1~1.5米;所述挖穴定植的穴径为0.50~0.65米,穴深0.45~0.65米。
115.如图5所示,本发明实施例提供的步骤s104中,所述通过蚯蚓幼苗投放系统利用投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗的方法,包括:
116.s401,在春季气温达到15℃以上时,施足有机农杂肥,土地耕透耙碎,将土壤灌溉湿润,引入赤子爱胜蚓进行土壤修复过程;
117.s402,修复期间夏天高温天气每天至少洒一次水,并覆盖稻草保湿,春秋季节4~5天洒水一次;
118.s403,待土壤重金属污染物被植物和蚯蚓吸收、转化、累积后,采用电场驱赶方式形成低压电场,蚯蚓自动钻出地面后实行捕捉收集。
119.如图6所示,本发明实施例中的步骤s108中,所述焚烧后固化填埋无害化处理具体包括:
120.s501,将收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后与自来水或者回用水以1∶2~1∶20的比例混合,强力搅拌,形成灰浆;
121.s502,将灰浆加入压力空气,从水洗池底部曝气形成充分的搅拌,以溶解飞灰中的可溶性盐,停止搅拌,进行沉淀,并排出上清液至排水池;
122.s503,使含水率大于90%的灰浆浓缩至含水率降低至70%~90%,排出上清液至该排水池;
123.s504,向该排水池中充入co 2或酸,使ph值高达11~12的强碱性上清液成为ph值6.0~8.5的中性水体;然后加入絮凝剂加速沉淀过程;
124.s505,对沉淀物进行提取、烘干,对烘干后的沉淀物物进行填埋处理。
125.以上所述,仅为本发明的具体实施方式,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,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法包括以下步骤:利用土壤预处理装置对选定的待修复的重金属污染土壤进行杂草、灌木的清除操作,并于秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥,深耕35~55cm,使土壤风化,冻死越冬害虫,土地耕透耙碎;利用施肥设备在待修复的重金属污染土壤中施入生物炭基肥,混合均匀,陈化20~30天;种植适于重金属污染土壤修复的陆生和/或水生重金属超累积植物,移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树;春季土壤解冻后平均气温达到10℃以上时,采用隔行穴植的方式移栽具有富集重金属能力的一年生木本速生乔木桑树及柳树幼苗;挖穴定植;移栽后,灌一次透水,使苗木根系与土壤结合更紧密,灌水后随即培一层薄土,及时浇水;5月上旬在离苗木20~30cm处挖半月形沟按每亩施尿素15kg、过磷酸钙25kg的量追肥;6月中下旬~8月底增加施肥量,并结合天气适当灌水;利用投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗,构成蚯蚓-植物耦合修复体系,所述蚯蚓采用赤子爱胜蚓;利用追肥装置施用具有活化重金属、促进植物生长、改善蚯蚓栖息条件的环保酵素作为液体追肥;利用构建的蚯蚓-植物耦合修复体系对重金属污染土壤进行修复;将收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后与自来水或者回用水以1∶2~1∶20的比例混合,强力搅拌,形成灰浆;将灰浆加入压力空气,从水洗池底部曝气形成充分的搅拌,以溶解飞灰中的可溶性盐,停止搅拌,进行沉淀,并排出上清液至排水池;使含水率大于90%的灰浆浓缩至含水率降低至70%~90%,排出上清液至该排水池;向该排水池中充入co2或酸,使ph值高达11~12的强碱性上清液成为ph值6.0~8.5的中性水体;然后加入絮凝剂加速沉淀过程;对沉淀物进行提取、烘干,对烘干后的沉淀物物进行填埋处理;一个周期结束后将柳树整体移除,以10~12个月为一个周期。2.如权利要求1所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,所述生物炭基肥包括:生物炭30~45份、尿素25~30份、硝酸10~15份、柠檬酸7~11份、磷酸二铵5~10份、草木灰4~6份。3.如权利要求2所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,所述生物炭基肥的制备方法为:(1)将柳树废弃物经炭化处理得到有机炭产物,有机炭产物置于80~90℃条件下烘干、粉碎;置于生物炭炉中于450~500℃热解,冷却至室温,备用;(2)将步骤(1)所得产物与质量分数为5%的稀硝酸混合后酸洗1~3h,再用去离子水冲洗至中性,过滤、烘干,冷却至室温,研磨过筛,得生物炭;(3)按质量份数分别称取生物炭、尿素、硝酸、柠檬酸、磷酸二铵、草木灰,混合均匀后,对反应混合物进行造粒,获得生物炭基肥,装袋备用。4.如权利要求1所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,
所述述陆生超累积植物为蜈蚣草、蓖麻、东南景天、籽粒苋、遏蓝菜和海州香薷中的至少一种,所述水生超累积植物为李氏禾、美人蕉、风车草、西洋菜和空心菜中的至少一种。5.如权利要求1所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,所述移栽的行距为距2~3米,株距1~1.5米;所述挖穴定植的穴径为0.50~0.65米,穴深0.45~0.65米。6.如权利要求1所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,所述通过蚯蚓幼苗投放系统利用投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗的方法,包括:(1)在春季气温达到15℃以上时,施足有机农杂肥,土地耕透耙碎,将土壤灌溉湿润,引入赤子爱胜蚓进行土壤修复过程;(2)修复期间夏天高温天气每天至少洒一次水,并覆盖稻草保湿,春秋季节4~5天洒水一次;(3)待土壤重金属污染物被植物和蚯蚓吸收、转化、累积后,采用电场驱赶方式形成低压电场,蚯蚓自动钻出地面后实行捕捉收集。7.一种利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统,其特征在于,所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统包括:待修复土壤预处理系统,与中央控制系统连接,用于通过土壤预处理装置对选定的待修复的重金属污染土壤进行杂草、灌木的清除操作,并于秋末冬初时节施足腐熟有机农杂肥,深耕35~55cm,使土壤风化,冻死越冬害虫,土地耕透耙碎;修复准备系统,与中央控制系统连接,用于通过施肥设备在待修复的重金属污染土壤中施入生物炭基肥,混合均匀,陈化20~30天;植物种植移栽系统,与中央控制系统连接,用于种植适于重金属污染土壤修复的陆生和/或水生重金属超累积植物,并移栽具有富集重金属能力的木本速生乔木桑树及柳树;蚯蚓幼苗投放系统,与中央控制系统连接,用于通过投放装置向土壤投放培育的蚯蚓幼苗,构成蚯蚓-植物耦合修复体系,所述蚯蚓采用赤子爱胜蚓;中央控制系统,与待修复土壤预处理系统、修复准备系统、植物种植移栽系统、蚯蚓幼苗投放系统、液体追肥系统、污染土壤修复系统、无害化处理系统中央控制系统连接,用于通过中央处理器控制所述利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统各个系统的正常运行;液体追肥系统,与中央控制系统连接,用于通过追肥装置日常施用具有活化重金属、促进植物生长、改善蚯蚓栖息条件的环保酵素作为液体追肥;污染土壤修复系统,与中央控制系统连接,用于通过构建的蚯蚓-植物耦合修复体系对重金属污染土壤进行修复;无害化处理系统,与中央控制系统连接,用于通过无害化处理设备对收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后固化填埋无害化处理,并于一个周期结束后将柳树整体移除,以10~12个月为一个周期。8.如权利要求7所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统,其特征在于,所述植物种植移栽系统包括:移栽单元,用于采用隔行穴植的方式移栽具有富集重金属能力的一年生木本速生乔木桑树及柳树幼苗;
定植单元,对移栽后的苗木进行灌水浇透,使苗木根系与土壤结合更紧密;追肥单元,对苗木进行挖沟追肥,并结合天气适当灌水。9.如权利要求7所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统,其特征在于,所述蚯蚓幼苗投放系统包括:土壤处理单元,对土壤施足有机农杂肥,土地耕透耙碎,将土壤灌溉湿润;投放单元,将蚯蚓幼苗均匀散放在处理后的土壤表面,蚯蚓幼苗钻入土壤中;养护单元,依据天气状况对土壤进行洒水,并覆盖稻草保湿;回收单元,待土壤重金属污染物被植物和蚯蚓吸收、转化、累积后,采用电场驱赶方式形成低压电场,蚯蚓自动钻出地面后实行捕捉收集。10.如权利要求7所述的利用蚯蚓-植物耦合修复重金属污染土壤的系统,其特征在于,所述无害化处理系统包括:混合搅拌单元,用于将收割的植物和捕获的蚯蚓进行焚烧后加水进行搅拌混合,形成灰浆;灰浆处理单元,用于对灰浆进行曝气、浓缩处理;酸碱度调节单元,用于对处理后的灰浆的酸碱度进行调节,将灰浆的酸碱度调节至中性;沉淀系统,用于对排水池中的灰浆进行沉淀,对沉淀物进行提取、烘干,对烘干后的沉淀物物进行填埋处理。
技术总结
本发明属于土壤修复技术领域,公开了一种利用蚯蚓

技术开发人、权利持有人:刘嫦娥 段昌群 潘瑛 付登高 李世玉 赵永贵 郭兆来 唐春东 岳敏慧 王朋

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