[发明专利]一种基于市政污泥的海绵城市储水基质及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于市政污泥的海绵城市储水基质及其制备方法和应用，该储水基质是将功能微生物接种到市政污泥中，加入碳源物料发酵后与陶粒混合制得。利用市政污泥中的亲水性物质储水保水，通过调控功能微生物棘孢木霉12和枯草芽孢杆菌D9固体发酵产热灭菌，并通过添加陶粒提升储水基质通气性。本发明将市政污泥应用于海绵城市储水基质领域，是环保节能的市政污泥资源化新途径，也是海绵城市新型储水产品开发新思路。所制得的海绵城市储水基质具备安全、储水、通气、促生和分解污染物能力，可用于提高海绵城市储水能力和绿色植被供肥。

技术领域

本发明涉及一种海绵城市储水基质，尤其涉及一种基于市政污泥的海绵城市储水基质及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，国家大力推进海绵城市建设工作，促进城市良性水文循环，实现城市生态服务功能。海绵城市是指城市能够像海绵一样，下雨时吸收大量的水分，起到储水作用，需要时将储存的水释放并加以利用。城市绿地和湿地是雨水渗透及储存的重要场所，起到减缓径流、蓄洪防旱、涵养水源的作用，但目前城市硬化路面过多，雨水的自然渗透过程被混凝土、沥青等不透水材料铺设的地面阻挡；城市植被覆盖度不高，雨水对地表冲击力大，破坏土壤结构，造成水土流失。由于降水和城市地面蓄水能力不协调，无法有效蓄积降水资源，导致城市内涝和热岛效应等问题，对城市水安全、经济和人类生活带来负面影响。因此，提升海绵城市储水能力，对回收和利用水资源，解决城市内涝和城市缺水问题具有深远意义。

随着城市用水和污水排放量日益增加，城市水处理厂在自来水、污水等水体处理过程中产生的市政污泥产量也急剧增加。市政污泥含水量高（75~99%），含有丰富的有机质及氮、磷、钾等营养元素，还含有不易降解的絮凝剂，如聚丙烯酰胺、聚氯化铝等。对于市政污泥处理中的脱水处理问题、絮凝剂难降解问题，将其应用于海绵城市储水基质领域反而成为了优势。基于此制备海绵城市储水基质，其中的聚丙烯酰胺、聚氯化铝等亲水物质具有很强吸水和持水能力，可用于提高海绵城市储水能力，其中的有机质及营养元素可用于为植被供肥。但是，市政污泥含有的病原性微生物会影响其生物安全性，还含有大量的高分子聚合物导致其通气性能很差，在市政绿化等领域使用极容易导致绿化植物枯萎。

因此，开发基于市政污泥的生物安全、透气、透水、保水的海绵城市储水基质，用于提升海绵城市储水能力以及为绿色植被保水供肥，既能缓解城市和农业固体废弃物处置造成的巨大环境压力，又能够蓄积降水资源，预防城市内涝、保护地下水，降低热岛效应，将会有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于市政污泥的海绵城市储水基质及其制备方法和应用，通过添加功能微生物的固体发酵方式灭活市政污泥中的病原微生物，利用生物热将市政污泥中水分蒸散、同化分解和转化有毒物质；并通过添加陶粒，结合功能微生物生命过程产热产气，提升市政污泥产品的通气性，开发具有吸水、保水、通气、促生等功能产品，提高海绵城市绿地和湿地储水能力，开发市政污泥高附加值利用新途径。

本发明的目的可以采用以下技术方案来实现：一种基于市政污泥的海绵城市储水基质，由市政污泥、功能微生物、碳源物料和陶粒制成，所述功能微生物为棘孢木霉（Trichoderma asperellum）12和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）D9的混合菌剂；所述碳源物料为金针菇、鸡腿菇等菇渣，水稻、小麦、玉米、花生等作物秸秆，草坪、绿化树木修剪废弃物等中的一种或几种的粉碎物，含水量≤30％，有机质含量≥50％，长度2~50mm；所述陶粒的主要成分为二氧化硅（SiO₂）、钠长石（(Na,Ca)Al(Si,Al)₃O₈，Na(Si₃Al)O₈）和硫化硅（SiS₂）。