CN104944855B - 一种生态秸秆砖或生态秸秆球的制造方法及应用 - Google Patents

一种生态秸秆砖或生态秸秆球的制造方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明一种生态秸秆砖或生态秸秆球的制造方法及应用,其中生态秸秆砖的制造方法,包括:1)将收集到的秸秆放入粉碎机中,粉碎成1.0cm的颗粒态物质;2)在粉碎好的秸秆颗粒中加入秸秆质量3%的异辛酸铜及50%的生石灰;3)将秸秆粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水搅拌均匀;4)制成形状如砖块;5)养护,脱去模子;6)干燥即成所需的生态秸秆砖。优点:以废弃的秸秆为原料制作生态秸秆砖或生态秸秆球,减少了秸秆的焚烧,改善了大气环境;制成的生态秸秆砖或生态秸秆球质量轻,孔隙率大,表面粗糙,具有一定的强度。可替代某些混凝土护岸材料应用于生态护坡工程或生态石笼工程中。大大提高生态修复工程的运行效果。

Description

一种生态秸秆砖或生态秸秆球的制造方法及应用
[0001]
技术领域:
[0002] 本发明涉及的是一种生态秸秆砖或生态秸秆球的制造方法及应用,属于自然资源 综合利用技术领域。
[0003]
背景技术:
[0004] 我国农作物秸杆品种多、数量大,是一笔可观的自然资源。现在秸杆的综合利用方 式大致可分为肥料化、饲料化、基料化、原料化和燃料化。但由于利用秸秆的机会成本问题, 农民参与秸秆利用的积极性不高,造成农村大量的秸杆积压闲置,甚至在一些农民看来,处 理秸杆最省钱省事的办法就是焚烧,觉得秸杆还田等综合利用都需要支出一定的费用,一 把火烧掉最省事。而秸秆焚烧不仅带来空气污染,加重雾霾,还成为火灾隐患,酿成大灾,也 造成了资源的巨大的浪费。
[0005] 基于上述问题,众多专家学者开展了有关秸杆资源化利用的技术开发研宄。专利 CN200710107126.9和专利CN200710133133.6各自提供了一种秸杆砖的制备方法,所生产的 秸秆砖都应用于建筑领域,但产品直接应用于灌区的量较小,对外运输成本高。专利 CN200710021736.7 (植株残体基生态护坡构建方法)提供了一种将植物残体经过加工以缓 慢释放养分的方法并应用于生态护坡,但植株残体基制作工艺复杂,抗压能力弱,且生态护 坡的施工难度大,生命周期短,生物多样性少。
[0006] 另一方面,由于近年来化肥、农药等农业投入品过量使用,畜禽粪便、农作物秸秆 和农田残膜等农业废弃物不合理处置,导致农业面源污染日益严重,加剧了 土壤和水体污 染风险。据统计,农业面源污染影响了全世界面积的30%〜50%,并且在全世界不同程度退化 的12亿hm2耕地中,约12%的耕地由农业面源污染引起。我国大中型灌区由于粗放型农作方 式,化肥施用量高,畜禽养殖密集,农业面源污染则更为严重。
[0007] 为了治理面源污染,目前开发了大量的水生态修复技术。但这些水生态修复技术 中大量运用了混凝土产品或石块等。在生态护岸技术中,如专利CN202830879U (—种生态混 凝土护岸块)使用了一种多孔混凝土,专利CN200410065916 • 1 (景观型多级阶梯式人工湿地 护坡成型方法)使用了无砂混凝土桩和板嵌桩板混凝土构件;在生态石笼技术中,如专利 CN20122024636 • 1 (—种生态石笼格室护岸)和专利CN201110036659 • 9 (重污染支流口多层 植物带水质原位净化方法)均使用了石笼装置,这些生态护岸工程中的混凝土构件和石笼 装置中的卵石、块石或砾石,价格昂贵,且重量大,不便施工。
[0008] 因此,开发既能将秸秆大量资源化利用,又能将所开发的产品运用于水环境保护 领域的技术将具有广阔的市场前景,并且对水环境保护领域来说也显得尤为迫切。但目前 有关将秸秆资源化并能运用于水环境保护工程的技术产品很少。
[0009]
发明内容:
[0010] 本发明提出的是一种生态秸秆砖或生态秸杆球的制造方法及应用,其目的综合利 用灌区废弃的秸秆,减少秸秆的焚烧,改善大气质量;可为微生物提供良好的附着场所,通 过微生物的吸附、截留和同化作用降解排水中的氮、磷和残留的农药等污染物质,改善水# 境等。
[0011] 本发明的技术方案:一种生态秸杆砖的制造方法,包括如下工艺步骤:
[0012] (1)将收集到的秸秆放入粉碎机中,粉碎成1 • 〇cm的颗粒态物质;
[0013] (2)在粉碎好的秸秆颗粒中加入秸秆质量3%的异辛酸铜及50%的生石灰,加水发酵 12天,其中第六天和第九天各翻料一次,即成为所需秸杆粒;
[0014] (3)将秸秆粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水按15〇: 1〇〇: 1.5:400:3:6〇 的质量比投入搅拌机中搅拌均匀;
[0015] (4)将混匀后的物料倒入预先在工厂里面生产好的模子里面,制成如图1所示形状 的砖块;
[0016] (5)在温度25 °C、湿度60%的条件下养护8小时后,脱去模子;
[0017] (6)脱去模子的砖块在自然状态下干燥,养护28天后即成所需的生态秸杆砖;
[0018] 一种生态秸秆球的制造方法,包括如下工艺步骤:
[0019] (1)将收集到的秸秆放入粉碎机中,粉碎成1.0cm的颗粒态物质;
[0020] (2)在粉碎好的秸秆颗粒中加入秸杆质量3%的异辛酸铜及5〇%的生石灰,加水发酵 12天,其中第四天和第八天各翻料一次,即成为所需的秸秆粒;
[0021] ⑶将秸杆粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水按150:100:1.5:400:3:60 的质量比投入搅拌机中搅拌均匀;
[0022] (4)将混匀后的物料倒入预先在工厂里面生产好的模子里面,制成如图3所示形状 的直径为10cm的小球;
[0023] (5)在温度25 °C、湿度50%的条件下养护6小时后,脱去模子;
[0024] (6)脱去模子的小球在自然状态下干燥,养护30天后即成所需的生态稻秆球6。
[0025]本发明的优点:
[00261 (1)综合利用了灌区废弃的秸秆,提高了农民的收入,减少了秸杆的焚烧,改善了 大气质量;
[0027] (2)制造的生态秸杆砖与同体积的混凝土砌块或者生态秸杆球与石块和砾石相 比,原料易得、价格低,质量小,运输方便,便于施工;
[0028] (3)制造的生态稻秆砖或生态程杆球孔隙性大,持水时间长;
[0029] (4)生态秸杆砖或生态秸秆球表面粗糙,比表面积大,可为微生物提供良好的附着 场所,通过微生物的吸附、截留和同化作用降解排水中的氮、磷和残留的农药等污染物质, 改善水环境;
[0030] (5)生态秸杆砖和生态秸杆球表面上可以撒播种子或种植植物,提高护坡和石笼 的景观性,同时通过植物和微生物的物理作用、化学作用、物理化学作用和生化作用降解排 水中污染物质;
[0031] (6)建成的生态护坡工程可沟通地表水和地下水,改善河岸生态环境,使护坡更具 有生态性,接近自然;
[0032] (7)建成的新型石笼装置(石块和砾石换为生态秸秆球)中的生态秸秆球可以在水 中悬浮,与石块相比,它的表面积更大,对微生物的附着更有利,微生物的处理效率更高。
附图说明
[0033]附图1是生态秸秆砖的立体图;
[0034] 附图2是生态秸杆砖护岸断面布置图;
[0035] 附图3是猜秆球的平面图(左)和立体图(右);
[0036] 附图4是生态石笼布置示意图;
[0037] 附图5是生态石笼A-A断面图;
[0038] 图中1是生态秸杆砖,2是石笼坝,3是挺水植物,4是沉水植物,5是陆生植物,6是 生态秸秆球,7是固定木桩,8是种植的植物,9是砌块与护岸之间的土石垫层。
具体实施方式
[0039] 一种生态結秆砖的制造方法,包括如下工艺步骤:
[0040] (1)将收集到的秸秆放入粉碎机中,粉碎成1 • 〇cm的颗粒态物质;
[0041] (2)在粉碎好的秸杆颗粒中加入秸杆质量3%的异辛酸铜及50%的生石灰,加水发酵 12天,其中第六天和第九天各翻料一次,即成为所需秸秆粒;
[0042] (3)将秸杆粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水按150: 1〇〇: 1 • 5:400:3:60 的质量比投入搅拌机中搅拌均匀;
[0043] (4)将混匀后的物料倒入预先在工厂里面生产好的模子里面,制成如图1所示形状 的砖块;
[0044] (5)在温度25 〇C、湿度60%的条件下养护8小时后,脱去模子;
[0045] (6)脱去模子的砖块在自然状态下千燥,养护28天后即成所需的生态秸杆砖;
[0046] 所述生态秸杆砖表面呈凹凸不平,利于微生物富集生长。
[0047] 所述秸杆粒由小麦秸杆、玉米秸杆、水稻秸秆或大豆秸秆中的一种或者多种混合 而成。
[0048] 所述生态秸秆砖的厚度在5〜10cm,生态稻秆球的直径为2〜l〇cm。
[0049] 一种生态秸杆砖的应用,干燥好后的秸秆砖铺设在灌区中的护坡上并用木桩7固 定,最后在秸杆砖内种植水生植物8,即构成所需的生态护坡工程;生态护坡工程建成3个月 后,植物生长茂盛,水体的质量也得到了明显的改善。
[0050] 一种生态猜杆球的制造方法,包括如下工艺步骤:
[0051] (1)将收集到的秸杆放入粉碎机中,粉碎成1.0cm的颗粒态物质;
[0052] ⑵在粉碎好的秸杆颗粒中加入秸秆质量3%的异辛酸铜及5〇%的生石灰,加水发酵 12天,其中第四天和第八天各翻料一次,即成为所需的秸秆粒;
[0053] (3)将秸秆粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水按15〇: 100:1.5:400:3:60 的质量比投入搅拌机中搅拌均匀; _
[0054] (4)将混匀后的物料倒入预先在工厂里面生产好的模子里面,制成如图3所示形状 的直径为l〇cm的小球;
[0055] (5)在温度25 °C、湿度50%的条件下养护6小时后,脱去模子;
[0056] (6)脱去模子的小球在自然状态下干燥,养护30天后即成所需的生态秸秆球6;
[0057] 所述生态秸秆球表面呈凹凸不平,利于微生物富集生长
[0058] 所述的生态秸秆球的直径为2〜10cm。
[0059] 一种生态秸杆球的应用,制成的生态秸杆球6装在由4)6钢筋和铁丝网制成的网孔 为4cm铁笼里面制成石笼,根据生态湿地的需要在灌区的主排水沟道里面横放3排石笼坝 2,其相邻石笼坝间距离为50m,并用木桩7固定,石笼上种植芦苇和菖蒲等挺水植物3,石笼 间种植苦草、伊乐藻等沉水植物4,岸坡上种植柳树等陆生植物5,2个月后出水水质得到明 显的改善。
[0060] 所述的自制绿色添加剂的制备方法:包括如下步骤:
[0061] (1)将钙矿粉、磷矿粉、硅矿粉以及铁矿粉过50目筛子后以质量比35:35:16:14混 合均匀制成混合物A;
[0062] (2)取混合物A质量的75%与浓度为55%的浓硫酸充分混合反应后去除液相制成混 合物B;
[0063] (3)将混合物B与剩余的25%质量的混合物A混合制成混合物C;
[00M] (4)将制成的混合物C与占其质量10%的保水剂和18%的富含氮磷钾的复合肥混合 制成所需的自制绿色添加剂。
[0065] 实施例1
[0066]将小麦秸杆和水稻秸杆的混合物作为原料制作生态秸秆砖,应用于太湖地区某生 态护坡工程。生态秸秆砖的制造和工程应用过程如下:(1)将收集到的秸杆放入粉碎机中, 粉碎成1.0cm的颗粒态物质〆2)在粉碎好的秸秆颗粒中加入秸杆质量3%的异辛酸铜及50% 的生石灰,加水发酵12天,其中第六天和第九天各翻料一次,即成为所需秸杆粒;(3)将秸秆 粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水按150:100:1 • 5:400:3:60的质量比投入搅拌 机中搅拌均匀。(4)将混匀后的物料倒入预先在工厂里面生产好的模子里面,制成如图1所 示形状的砖块。(5)在温度25 °C、湿度60%的条件下养护8小时后,脱去模子。03)脱去模子的 砖块在自然状态下干燥,养护28天后即成所需的生态秸秆砖。干燥好后的秸杆砖按照图2所 示铺设方式铺设在灌区中的护坡上并用木桩7固定,最后在秸秆砖内种植水生植物8,即构 成所需的生态护坡工程。生态护坡工程建成3个月后,植物生长茂盛,水体的质量也得到了 明显的改善。
[0067] 实施例2
[0068] 将小麦秸杆和水稻秸杆的的混合物作为原料制作生态秸杆球应用于太湖地区某 生态石笼工程。生态秸杆球的制造和工程应用过程如下:(1)将收集到的秸杆放入粉碎机 中,粉碎成1. 〇cm的颗粒态物质。(2)在粉碎好的秸杆颗粒中加入秸杆质量3%的异辛酸铜及 50%的生石灰,加水发酵12天,其中第四天和第八天各翻料一次,即成为所需的結秆粒。(3) 将秸秆粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水按150: 1〇〇: 1.5:400:3:60的质量比投 入搅拌机中搅拌均匀。(4)将混匀后的物料倒入预先在工厂里面生产好的模子里面,制成如 图3所示形状的直径为10cm的小球。(5)在温度25 °C、湿度50%的条件下养护6小时后,脱去 模子。(6)脱去模子的小球在自然状态下干燥,养护30天后即成所需的生态秸秆球6。制成的 生态秸秆球6装在由¢6钢筋和铁丝网制成的网孔为4cm铁笼里面制成石笼,根据生态湿地 的需要在灌区的主排水沟道里面横放3排石笼坝2 (相邻石笼坝间距离为50m)并用木桩7固 定(如图4、5所示),石笼上种植芦苇和菖蒲等挺水植物3,石笼间种植苦草、伊乐藻等沉水植 物4,岸坡上种植柳树等陆生植物5,2个月后出水水质得到明显的改善。

Claims (7)

1.一种生态秸秆砖的制造方法,其特征是包括如下工艺步骤: (1) 将收集到的秸秆放入粉碎机中,粉碎成1. Ocm的秸秆颗粒; (2) 在粉碎好的秸秆颗粒中加入占秸杆颗粒质量3%的异辛酸铜及50%的生石灰,加水发 酵12天,其中第六天和第九天各翻料一次,即得到所需秸秆粒; (3) 将稻杆粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水按150:1〇〇: 1.5:400:3:60的质 量比投入搅拌机中搅拌均匀; (4) 将搅拌均匀的物料倒入预先在工厂里面生产好的模子里面,制成砖块形状; (5) 在温度25°C、湿度60%的条件下养护8小时后,脱去模子; (6) 脱去模子的砖块在自然状态下千燥,养护2S天后即得所需的生态秸秆砖; 所述的生态秸秆砖表面呈凹凸不平,利于微生物富集生长; 所述的自制绿色添加剂的制备方法:包括如下步骤: (1) 将钙矿粉、磷矿粉、硅矿粉以及铁矿粉过50目筛子后以质量比35:35:16:14混合均 匀制成混合物A; (2) 取混合物A质量的75%与浓度为55%的浓硫酸充分混合反应后去除液相制成混合物 B; (3) 将混合物B与剩余的25%质量的混合物A混合制成混合物C; (4) 将制成的混合物C与占其质量10%的保水剂和18%的富含氮磷钾的复合肥混合制成 所需的自制绿色添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种生态秸秆砖的制造方法,其特征是所述的秸杆由小麦秸 秆、玉米秸秆、水稻秸秆、大豆秸杆中的一种或者多种混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种生态秸秆砖的制造方法,其特征是所述的生态秸杆砖的 厚度为5〜10cm。
4.根据权利要求1所述的制造方法制造的生态秸秆砖在生态护坡工程中的应用,其特 征是将干燥好后的秸杆砖铺设在灌区中的护坡上并用木桩固定,然后在秸秆砖内种植水生 植物,即构成所需的生态护坡工程;生态护坡工程建成3个月后,植物生长茂盛,水体的质量 也得到了明显的改善。
5.—种生态秸杆球的制造方法,其特征是包括如下工艺步骤: (1) 将收集到的秸秆放入粉碎机中,粉碎成1. 〇cm的秸秆颗粒; (2) 在粉碎好的秸秆颗粒中加入占秸秆颗粒质量3%的异辛酸铜及50%的生石灰,加水发 酵12天,其中第四天和第八天各翻料一次,即得到所需的秸秆粒; (3) 将秸秆粒、水泥、减水剂、碎石、自制绿色添加剂和水按150:100:1 • 5:400:3:60的质 量比投入搅拌机中搅拌均匀; (4) 将搅拌均匀后的物料倒入预先在工厂里面生产好的模子里面,制成直径为l〇cm的 小球; (5) 在温度25°C、湿度50%的条件下养护6小时后,脱去模子; (6) 脱去模子的小球在自然状态下干燥,养护3〇天后即得所需的生态秸杆球; 所述的自制绿色添加剂的制备方法:包括如下步骤: (1)将钙矿粉、磷矿粉、硅矿粉以及铁矿粉过5〇目筛子后以质量比35: 35:16:14混合均 匀制成混合物A; (2) 取混合物A质量的75%与浓度为55%的浓硫酸充分混合反应后去除液相制成混合物 B; (3) 将混合物B与剩余的25%质量的混合物A混合制成混合物C; (4) 将制成的混合物C与占其质量10%的保水剂和18%的富含氮磷钾的复合肥混合制成 所需的自制绿色添加剂。
6.根据权利要求5所述的一种生态秸秆球的制造方法,其特征是所述的生态秸秆球表 面呈凹凸不平,利于微生物富集生长。
7.根据权利要求5所述的制造方法制造的生态秸秆球的应用,其特征是制成的生态秸 杆球装在由4>6钢筋和铁丝网制成的网孔为4cm的铁笼里面制成石笼,根据生态湿地的需 要在灌区的主排水沟道里面横放3排石笼坝,其相邻石笼坝间距离为50m,并用木桩固定,石 笼上种植挺水植物,石笼间种植沉水植物,岸坡上种植陆生植物,2个月后出水水质得到明 显的改善。
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