CN101960980B - 利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于，以工农业废弃物为主配置轻型屋顶绿化种植基质，基质是一种混合物，其主要材料为：粉煤灰、煤渣、秸秆粒、园林废弃物与黄壤土，材料配比：粉煤灰11-20％、煤渣10-22％、秸秆粒20-25％、园林废弃物20-32％与黄壤土18-20％。本发明将常见的工农业废弃物应用于轻型屋顶绿化栽培基质中，有利于降低屋顶绿化材料成本，并提高自然资源的综合利用水平、促进工农业废弃物的循环利用以及自然环境的保护。本发明具有组份种类少、材料容易获得、成本低廉、环保高效、适宜全国大面积推广应用的优点。

Description

利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料

技术领域

本发明涉及一种屋顶绿化材料，特别是一种利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料。

背景技术

现代社会，随着城市人口的增长与城市面积的扩张，城市绿地面积越来越少，而闲置的屋顶面积却越来越大。这些裸露的屋顶不仅影响城市鸟瞰景观，也影响城市的生态效应，导致城市的“荒漠化”。因此，屋顶绿化作为一种区别于地面绿化的环境美化绿化形式，其生态、经济与社会效益已经逐渐被更多的人所认识。而屋顶的承重能力与高昂的成本，显然抑制了屋顶绿化的普及。尽可能的降低建设、养护成本与管理难度，轻型屋顶绿化是一个发展趋势。栽培基质部分占屋顶绿化总成本的20％左右，降低屋顶绿化基质的成本与重量，可有效减少屋顶绿化成本与建筑损伤风险。目前以工农业废弃物材料应用于屋顶绿化栽培基质在国内外还极少见相关文献报道及应用。

专利号为03126785.8的《屋顶绿化长效轻型基质配方》一文，公开了一种屋顶绿化长效轻型基质配方，以废弃材料为主配置轻型屋顶绿化种植基质，基质的配置：泥炭土、锯木屑、椰糠、珍珠岩、陶粒、黄壤土、长效复合缓释肥、保水剂；材料配比：泥炭土40-45％、黄壤土18-20％、锯木屑10-15％、椰糠8-10％、陶粒4-5％、珍珠岩3-4％、长效复合缓释肥0.81-1％、少量保水剂。然而，该专利存在如下缺点：1、该专利基质主要组成成分为泥炭，泥炭相比较于废弃物原料价格较高，若投入生产导致成本增加。另外，泥炭为不可再生资源，为保护我国资源，目前我国大部分地区已经开始限制和禁止泥炭开采。因此，从环境保护与长远发展角度考虑，在屋顶绿化上应采用其它原材料替代泥炭。2、其中珍珠岩、陶粒为园艺常用基质组分，价格较工农业废弃物原料高，进一步增加了此基质成本。3、该专利所采用的锯木屑、椰糠不属于大众型废弃物，此类废弃物产生的范围与区域有限，数量较有限，采买运输费用较高，在生产链条中可能供应不足，不适宜在全国大面积推广。

专利号为200710048385.9的《屋顶绿化生态营养土》一文，公开了一种屋顶绿化生态营养土，它由污水淤泥、珍珠岩、黄土、缓释、锯木屑、蔗渣、椰丝、蛭石、保水剂、有益微生物菌群、非金属矿物组成。按比例称取上述组份原料混合后用水拌匀，用塑料薄膜覆盖，在60-90℃条件下，堆沤25-30天，脱脂、发酵而成。然而该专利存在如下缺点：1、屋顶绿化基质(生态营养土)组成组分较多，共11种，将材料采买齐全费时费力，若投入生产，成本较高；2、其中珍珠岩、蛭石为园艺常用基质组分，价格较工农业废弃物原料高，进一步增加了此基质成本；3、该专利所采用的椰丝、锯木屑、蔗渣等不属于大众型废弃物，此类废弃物产生的范围与区域有限，数量较有限，采买运输费用较高，在生产链条中可能供应不足，不适宜在全国大面积推广；4、另外，此基质中还添加了“EM”菌群与非金属矿物。这两种组分不太常见，较难获得与操作，非金属矿物的成分比例未说明，且该专利未交代菌群的来源与价格，如大范围推广有一定难度。

鉴于现有屋顶绿化基质材料的上述缺点，有必要提供一种组份种类较少、材料容易获得、成本低廉、环保高效、适宜全国大面积推广应用的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种组份种类较少、材料容易获得、成本低廉、环保高效、适宜全国大面积推广应用的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，以及屋顶绿化轻型基质材料的应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于，以工农业废弃物为主配置轻型屋顶绿化种植基质，基质是一种混合物，其主要材料为：粉煤灰、煤渣、秸秆粒、园林废弃物与黄壤土，材料配比为：粉煤灰11-20％、煤渣10-22％、秸秆粒20-25％、园林废弃物20-32％与黄壤土18-20％。该技术方案具有组份种类少、材料容易获得、成本低廉、环保高效、适宜全国大面积推广应用的优点。

如上所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述煤渣颗粒均匀，为粒径小于5mm的颗粒，平均粒径约为3mm。由此带来的技术效果是：使该屋顶绿化轻型基质材料颗粒更均匀，整体性好。

如上所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述秸秆粒的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤。由此带来的技术效果是使秸秆粒经过处理后更适于作为屋顶绿化基质材料，使基质成分稳定，孔隙度适宜，更有利于植物的生长发育。

如上所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述园林废弃物为城市园林绿化植物自然更新产生的枯枝败叶以及城市绿化带例行修剪所产生的废弃枝条与叶片，所述园林废弃物的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤。由此带来的技术效果是：使园林废弃物经过处理后更适于作为屋顶绿化基质材料，使基质成分稳定，孔隙度适宜，更有利于植物的生长发育。

如上所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述秸秆粒或园林废弃物的粉碎步骤具体为：将秸秆粒或园林废弃物通过粉碎机粉碎为最大粒径5mm，平均粒径为1mm粉末。由此带来的技术效果是：使该屋顶绿化轻型基质材料颗粒更均匀，整体性好。

如上所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述秸秆粒或园林废弃物的发酵步骤具体为：在秸秆粒或园林废弃物粉末中添加占总重量2‰的发酵菌剂，再添加占总重量10-15％的鸡粪，完成上述操作过程后，将混合物充分搅拌，混合均匀后洒水搅拌至含水量达到55-60％，混合均匀后堆成条形长垛，用塑料膜盖好发酵，整个发酵过程约需1个月左右，发酵过程中翻堆1-2次。由此带来的技术效果是：使秸秆粒或园林废弃物经过处理后更适合于作为屋顶绿化基质材料。

如上所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：可根据需要添加少量保水剂或长效复合肥。由此带来的技术效果是：使该屋顶绿化基质材料保水效果更好、养分更充足。

一种如上所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料的应用，其特征在于：将屋顶绿化轻型基质材料置于屋顶，种植上景天属植物。由此带来的技术效果是：施工简便，便于大面积推广应用。

本发明所提供的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料的优点是：1、材料组成组份较少，若投入生产，相较于前述专利，可减少一半以上原材料采买运输费用，减少财力人力成本的投入，提高产品利润；2、本发明所采用的粉煤灰、煤渣、秸秆与园林废弃物为最常见废弃物类型，全国城市均有大量囤积，数量较大，可就地取材，采买运输方便，若投入生产，全国各地火力发电厂与广大农村可源源不断供应原材料，本发明适宜全国大面积推广；3、价格低廉，所用材料是最常见的工农业废弃物(粉煤灰、煤渣、秸秆粒与园林废弃物)，价格适中、合理，便于推广应用；4、具有环保功能，利用工农业废弃物，减缓环境污染，并且在环境保护、资源循环利用方面均优于现有技术的屋顶绿化材料；5、基质材料重量轻，容重约0.5g/cm3，可减轻屋顶荷载；6、结构合理，有机与无机材料的有效搭配，由各种大小颗粒组成，有较好的营养循环和水分循环的功能；7、适合大部分屋顶绿化景天属植物固定与生长，试验证明可在其中生长良好；8、适用范围广，采用此种轻型种植基质材料，不仅适用于新建屋顶，还适用于荷载能力较小的旧式屋顶，应用范围非常广阔。

本发明技术方案的有益效果是：本发明将常见的工农业废弃物应用于轻型屋顶绿化栽培基质中，有利于降低屋顶绿化材料成本，并提高自然资源的综合利用水平、促进工农业废弃物的循环利用以及自然环境的保护。预期市场前景广阔：1.社会对屋顶绿化的需求逐渐增多，利用废弃物生产的屋顶绿化轻型基质可达到节约屋顶绿化成本，降低价格，利于销售的目的；2.将表土用于屋顶绿化栽培基质，直接造成自然土壤表土的匮乏与资源紧张，采用工农业废弃物材料转化屋顶绿化基质，保护了土壤表土的宝贵资源。

本发明所提供的以常见工农业废弃物配置的轻型屋顶绿化种植基质材料，具有可操作性、环保性与发明的先进性。在降低屋顶绿化成本的同时，减少了工农业废弃物的处理堆放成本与环境污染。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步对本发明利于工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料做详细的说明，但本发明的的内容不仅仅限于下面的实施例。

实施例1：

在某屋顶上采用此工农业废弃物为主的轻型屋顶绿化种植基质材料，施工时间3-5月。

材料配比：粉煤灰11％、煤渣20％、秸秆粒25％、园林废弃物25％与黄壤土19％。

其中，对煤渣的颗粒大小有要求，要求颗粒均匀，筛去粒径大于0.5cm的颗粒，使平均粒径约为3mm。使该屋顶绿化轻型基质材料颗粒更均匀，整体性好。

其中，对秸秆粒的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤，具体过程为：将收集到的水稻、小麦、高粱等风干秸秆用粉碎机粉碎，得到最大粒径5mm，平均粒径为1mm的粉末状秸秆。然后在秸秆粉末中添加占总重量2‰的发酵菌剂，再添加占总重量10-15％的鸡粪。完成上述操作过程后，将混合物充分搅拌，混合均匀后洒水搅拌至含水量达到55-60％，混合均匀后堆成条形长垛，用塑料膜盖好发酵。整个发酵过程约需1个月左右，堆垛内温度最高可达60-70℃，能有效杀灭虫卵与病菌。发酵过程中翻堆1-2次，以保证废气的排放与充分供氧。秸秆粒粉碎腐熟后备用。使秸秆粒经过处理后更适于作为屋顶绿化基质材料，使基质成分稳定，孔隙度适宜，更有利于植物的生长发育。

其中，对园林废弃物的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤，园林废气物的具体成分为：城市园林绿化植物自然更新产生的枯枝败叶(如秋季行道树的落叶)以及城市绿化带例行修剪所产生的废弃枝条与叶片。具体过程为：首先将园林废弃物通过粉碎机粉碎为最大粒径5mm，平均粒径为1mm粉末。然后在园林废弃物粉末中添加占总重量2‰的发酵菌剂，再添加占总重量10-15％的鸡粪。完成上述操作过程后，将混合物充分搅拌，混合均匀后洒水搅拌至含水量达到55-60％，混合均匀后堆成条形长垛，用塑料膜盖好发酵。整个发酵过程约需1个月左右，堆垛内温度最高可达60-70℃，能有效杀灭虫卵与病菌。发酵过程中翻堆1-2次，以保证废气的排放与充分供氧。园林废弃物粉碎腐熟后备用。使园林废弃物经过处理后更适于作为屋顶绿化基质材料，使基质成分稳定，孔隙度适宜，更有利于植物的生长发育。

此利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料的具体制备流程是：

1.将秸秆粒与园林废弃物进行粉碎发酵处理后备用；

2.使用前将煤渣过0.5cm筛子，筛后备用；

3.将粉煤灰、煤渣(筛过)、秸秆粒(粉碎发酵后)、园林废弃物(粉碎发酵后)与黄壤土按上述配比模式用滚筒搅拌机搅拌均匀后备用。

此外，获得更好的效果，还可根据需要添加少量保水剂或长效复合肥。使该屋顶绿化基质材料保水效果更好、养分更充足。

实施例2：

在某屋顶上采用此工农业废弃物为主的轻型屋顶绿化种植基质材料，施工时间3-4月。

材料配比：粉煤灰15％、煤渣10％、秸秆粒25％、园林废弃物30％与黄壤土20％，少量保水剂。

其中，对煤渣要求颗粒均匀，对秸秆粒的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤，对园林废弃物的前期处理方法也包括粉碎步骤及发酵步骤，具体过程同实施例1。

此利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料的具体制备流程是：

1.将秸秆粒与园林废弃物进行粉碎发酵处理后备用；

2.使用前将煤渣过0.5cm筛子，筛后备用；

3.将粉煤灰、煤渣(筛过)、秸秆粒(粉碎发酵后)、园林废弃物(粉碎发酵后)与黄壤土按上述配比模式，添加少量保水剂后用滚筒搅拌机搅拌均匀后备用。

实施例3：

在某屋顶上采用此工农业废弃物为主的轻型屋顶绿化种植基质材料，施工时间2个月左右。

材料配比：粉煤灰18％、煤渣15％、秸秆粒20％、园林废弃物29％与黄壤土18％，少量长效复合肥。

其中，对煤渣要求颗粒均匀，对秸秆粒的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤，对园林废弃物的前期处理方法也包括粉碎步骤及发酵步骤，具体过程同实施例1。

此利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料的具体制备流程是：

1.将秸秆粒与园林废弃物进行粉碎发酵处理后备用；

2.使用前将煤渣过0.5cm筛子，筛后备用；

3.将粉煤灰、煤渣(筛过)、秸秆粒(粉碎发酵后)、园林废弃物(粉碎发酵后)与黄壤土按上述配比模式，添加少量长效复合肥后用滚筒搅拌机搅拌均匀后备用。

实施例4：

在某屋顶上采用此工农业废弃物为主的轻型屋顶绿化种植基质材料，施工时间3-4个月左右。

材料配比：粉煤灰20％、煤渣22％、秸秆粒20％、园林废弃物20％与黄壤土18％，少量保水剂及长效复合肥。

其中，对煤渣要求颗粒均匀，对秸秆粒的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤，对园林废弃物的前期处理方法也包括粉碎步骤及发酵步骤，具体过程同实施例1。

此利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料的具体制备流程是：

1.将秸秆粒与园林废弃物进行粉碎发酵处理后备用；

2.使用前将煤渣过0.5cm筛子，筛后备用；

3.将粉煤灰、煤渣(筛过)、秸秆粒(粉碎发酵后)、园林废弃物(粉碎发酵后)与黄壤土按上述配比模式，添加少量保水剂及长效复合肥后用滚筒搅拌机搅拌均匀后备用。

本发明的技术方案具有组份种类少、材料容易获得、成本低廉、环保高效、适宜全国大面积推广应用等优点。

本发明所提供的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料的优点至少有：1、材料组成组份较少，若投入生产，相较于前述专利，可减少一半以上原材料采买运输费用，减少财力人力成本的投入，提高产品利润；2、本发明所采用的粉煤灰、煤渣、秸秆与园林废弃物为最常见废弃物类型，全国城市均有大量囤积，数量较大，可就地取材，采买运输方便，若投入生产，全国各地火力发电厂与广大农村可源源不断供应原材料，本发明适宜全国大面积推广；3、价格低廉，所用材料是最常见的工农业废弃物(粉煤灰、煤渣、秸秆粒与园林废弃物)，价格适中、合理，便于推广应用；4、具有环保功能，利用工农业废弃物，减缓环境污染，并且在环境保护、资源循环利用方面均优于现有技术的屋顶绿化材料；5、基质材料重量轻，容重约0.5g/cm3，可减轻屋顶荷载；6、结构合理，有机与无机材料的有效搭配，由各种大小颗粒组成，有较好的营养循环和水分循环的功能；7、适合大部分屋顶绿化景天属植物固定与生长，试验证明可在其中生长良好；8、适用范围广，采用此种轻型种植基质材料，不仅适用于新建屋顶，还适用于荷载能力较小的旧式屋顶，应用范围非常广阔。

此屋顶绿化轻型基质材料的具体施工方案举例如下：

施工方案一：

1.先将防水卷材运输至屋顶，用热融结合的方法铺设PVC防水卷材，留出节点；

2.在其上铺设一层或几层蓄排水板，

3.再在其上铺设过滤层，以多层无纺布为主；

4.最后在其上铺设混合后的废弃物转化基质作为种植层基质，厚度5-7cm，铺平；

5.按设计需要，种植以景天属植物为主的屋顶绿化植物，将植物栽种于废弃物转化基质中，洒水养护一个月后可粗放管理。

施工方案二：

1.采用一定规格的拼装容器，容器底部留有排水口；

2.在容器中依次铺设阻根层、蓄排水板、过滤层(无纺布)；

3.在其上铺设混合后的废弃物转化基质，种植景天属植物为主的屋顶绿化植物，栽植后在温室或地面养护一个月；

4.待植物生长成型后，将容器搬至屋顶拼接摆放，可一次成坪，后期粗放管理。

本发明技术方案的有益效果是：本发明将常见的工农业废弃物应用于轻型屋顶绿化栽培基质中，有利于降低屋顶绿化材料成本，并提高自然资源的综合利用水平、促进工农业废弃物的循环利用以及自然环境的保护。预期市场前景广阔：1.社会对屋顶绿化的需求逐渐增多，利用废弃物生产的屋顶绿化轻型基质可达到节约屋顶绿化成本，降低价格，利于销售的目的；2.将表土用于屋顶绿化栽培基质，直接造成自然土壤表土的匮乏与资源紧张，采用工农业废弃物材料转化屋顶绿化基质，保护了土壤表土的宝贵资源。

本发明所提供的以常见工农业废弃物配置的轻型屋顶绿化种植基质材料，具有可操作性、环保性与发明的先进性。在降低屋顶绿化成本的同时，减少了工农业废弃物的处理堆放成本与环境污染。

Claims (8)

1.一种利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于，以工农业废弃物为主配置轻型屋顶绿化种植基质，基质是一种混合物，其主要材料为：粉煤灰、煤渣、秸秆粒、园林废弃物与黄壤土，材料配比为：粉煤灰11-20％、煤渣10-22％、秸秆粒20-25％、园林废弃物20-32％与黄壤土18-20％。

2.根据权利要求1所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述煤渣颗粒均匀，为粒径小于5mm的颗粒，平均粒径约为3mm。

3.根据权利要求1所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述秸秆粒的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤。

4.根据权利要求1所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质配材料，其特征在于：所述园林废弃物为城市园林绿化植物自然更新产生的枯枝败叶以及城市绿化带例行修剪所产生的废弃枝条与叶片，所述园林废弃物的前期处理方法包括粉碎步骤及发酵步骤。

5.根据权利要求3或4所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述秸秆粒或园林废弃物的粉碎步骤具体为：将秸秆粒或园林废弃物通过粉碎机粉碎为最大粒径5mm，平均粒径为1mm粉末。

6.根据权利要求3或4所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：所述秸秆粒或园林废弃物的发酵步骤具体为：在秸秆粒或园林废弃物粉末中添加占总重量2‰的发酵菌剂，再添加占总重量10-15％的鸡粪，完成上述操作过程后，将混合物充分搅拌，混合均匀后洒水搅拌至含水量达到55-60％，混合均匀后堆成条形长垛，用塑料膜盖好发酵，整个发酵过程约需1个月左右，发酵过程中翻堆1-2次。

7.根据权利要求1所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料，其特征在于：可根据需要添加少量保水剂或长效复合肥。

8.一种如权利要求1所述的利用工农业废弃物的屋顶绿化轻型基质材料的应用，其特征在于：将屋顶绿化轻型基质材料置于屋顶，种植上景天属植物。