CN109328513B - 一种均匀播撒环境修复材料的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种均匀播撒环境修复材料的方法及装置，方法包括以下步骤：第一步：将拖拉机与圆盘撒肥机连接，调节圆盘撒肥机离地高度，将环境修复材料放置在圆盘撒肥机载斗中；第二步：调节环境修复材料泄漏流量，启动拖拉机，拖拉机向前行进，圆盘撒肥机的抛撒圆盘在发动机的作用下旋转，环境修复材料从圆盘撒肥机的载斗中流到抛撒圆盘中，然后被抛撒到需要进行环境修复的土地上。装置包括拖拉机和圆盘撒肥机。通过本发明公开的方法及装置进行环境修复材料播撒，效率高，至少为人工播撒效率的6倍，被播撒的环境修复材料分布更均匀，对耕地修复效果更好，并且播撒过程中无扬尘，不产生二次污染。

Description

一种均匀播撒环境修复材料的方法及装置

技术领域

本发明涉及绿色环保技术领域，特别是涉及一种均匀播撒环境修复材料的方法及装置。

背景技术

我国耕地重金属Cd污染防治问题已经引起全社会的高度关注，各级政府都已经就耕地污染修复或防治领域采取一系列实际行动或举措。为了应对国内耕地污染防治的新形势与新需求，研制实用的耕地污染修复治理技术也成为了诸多学科努力攻关的热点。通过施加环境修复材料(如凹凸棒石、膨润土、有机菌肥等钝化剂)以调控耕地土壤中重金属等污染物的活性，从而达到不改变耕地用途、又能保障农产品安全之目的，是当前进行耕地重金属污染修复或治理比较常用的方法。采取施加环境修复材料治理耕地污染的方法必须要有合适的播撒材料的方法做支撑，之前的有关播撒环境修复材料的方法甚少涉及到系统的机械播撒装置及其工艺，一般小范围的试验多采用人工播撒为主。就国内耕地等农田土壤污染修复治理的现况而言，针对大面积耕地污染的钝化修复治理等急缺一种实用的播撒环境材料的方法及其机械装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种均匀播撒环境修复材料的方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，使播撒效率更高。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种均匀播撒环境修复材料的方法，包括以下步骤：

第一步：将拖拉机与圆盘撒肥机连接，调节圆盘撒肥机离地高度，将环境修复材料放置在圆盘撒肥机载斗中；

第二步：调节环境修复材料泄漏流量，启动拖拉机，拖拉机向前行进，圆盘撒肥机的抛撒圆盘在发动机的作用下旋转，环境修复材料从圆盘撒肥机的载斗中流到抛撒圆盘中，然后被抛撒到需要进行环境修复的土地上，环境修复材料的剂量为450-900kg/亩。

优选的，所述第一步中圆盘撒肥机离地高度为30cm-70cm。

优选的，所述第一步中拖拉机行进速度为80m/min-230m/min。

优选的，所述第二步中圆盘撒肥机的抛撒圆盘转速为30r/s-100r/s。

优选的，所述第二步中环境修复材料泄漏流量为40kg/min-120kg/min。

优选的，所述环境修复材料包括凹凸棒石和白云石；所述凹凸棒石和所述白云石的质量比为65∶35～75∶25；所述环境修复材料中重金属元素的含量为：Cd≤0.15mg/kg、Pb≤30mg/kg、Zn≤150mg/kg、Cu≤50mg/kg、As≤5mg/kg、Cr≤85mg/kg、Ni≤55mg/kg。

本发明还提供了一种用于实施均匀播撒环境修复材料的方法的均匀播撒环境修复材料的装置，包括拖拉机和圆盘撒肥机，所述拖拉机设有拉杆，所述圆盘撒肥机设有固定架，所述拉杆与所述固定架连接，所述拖拉机的传动轴与所述圆盘撒肥机的变速箱的输入轴连接，所述变速箱上方的输出轴上设有抛撒圆盘。

优选的，所述固定架上设有载斗，所述载斗底部设有喷洒孔，所述抛撒圆盘设置在所述喷洒孔下方，所述载斗的容量优选为300kg-1000kg。

优选的，所述圆盘撒肥机还包括调控器，所述调控器包括手控长柄开关、扇形盘和挡板，所述扇形盘与所述固定架连接，所述手控长柄开关与所述扇形盘铰接，所述手控长柄开关的底端与所述挡板铰接，所述挡板滑动设置在所述载斗底部，所述挡板在所述手控长柄开关驱动下能够遮挡和漏出所述喷洒孔。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

通过本发明的方法及装置进行环境修复材料播撒，效率高，至少为人工播撒效率的6倍，被播撒的环境修复材料分布更均匀，对耕地修复效果更好，并且播撒过程中无扬尘，不产生二次污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的均匀播撒环境修复材料的装置示意图；

其中：1-拖拉机，2-拉杆，3-固定架，4-传动轴，5-变速箱，6-抛撒圆盘，7-载斗，8-喷洒孔，9-手控长柄开关，10-扇形盘，11-挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种均匀播撒环境修复材料的方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，使播撒效率更高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供了一种均匀播撒环境修复材料的方法，包括以下步骤：

第一步：将拖拉机与圆盘撒肥机连接，调节圆盘撒肥机离地高度，圆盘撒肥机离地高度可选为30cm-70cm，优选为50cm；将环境修复材料放置在圆盘撒肥机载斗中，环境修复材料优选为可溶于水的固体颗粒，以不产生空气污染为宜，正常材质颗粒直径可选为1-2mm，高密度材质颗粒直径可选为小于1mm，低密度材质颗粒直径可选为大于2mm。环境修复材料要保持干燥，避免播撒时环境修复材料粘结堵塞喷洒孔；

第二步：调节环境修复材料泄漏流量，环境修复材料泄漏流量可选为40kg/min-120kg/min，优选为70kg/min；启动拖拉机，拖拉机向前行进，拖拉机行进速度可选为80m/min-230m/min，优选为150m/min；圆盘撒肥机的抛撒圆盘在发动机的作用下旋转，圆盘撒肥机的抛撒圆盘转速可选为30r/s-100r/s，优选为50r/s；环境修复材料从圆盘撒肥机的载斗中流到抛撒圆盘中，根据环境修复材料及田块宽度调节抛撒半径可选为1-5m，圆盘的抛撒半径优选为2.5m，单向抛撒宽度为5m，然后被抛撒到需要进行环境修复的土地上。环境修复材料向四周抛撒半径受拖拉机行进速度、圆盘撒肥机离地高度、抛撒圆盘转速、喷洒孔环境修复材料泄漏流量等综合控制，环境修复材料的剂量为450-900kg/亩。

采用本发明的均匀播撒环境修复材料的方法进行环境修复材料播撒，田块平直区域只需拖拉机直行抛撒一次，在田块拐角等狭窄区域及拖拉机直行抛撒不到的地方，重复播撒1-2次。在对垫块播撒环境修复材料时，小于1亩的田块一般播撒1次、大于1.5亩的田块一般播撒2次。

本发明通过以上方法进行环境修复材料播撒，效率高，至少为人工播撒效率的6倍，被播撒的环境修复材料分布更均匀，对耕地修复效果更好，并且播撒过程中无扬尘，不产生二次污染。

如图1所示：本实施例提供了一种用于实施均匀播撒环境修复材料的方法的均匀播撒环境修复材料的装置，包括拖拉机1和圆盘撒肥机，拖拉机1提供播撒装置所需动力，拖拉机1采用90匹马力沃得奥龙904农用拖拉机，圆盘撒肥机采用2FD-10/400L单元盘撒肥机。拖拉机设有拉杆2，圆盘撒肥机设有固定架3，拉杆2与固定架3连接，拖拉机1的传动轴4与圆盘撒肥机的变速箱5的输入轴连接，变速箱5上方的输出轴上设有抛撒圆盘6。

固定架上设有载斗7，载斗7用于装载环境修复材料，载斗7底部设有喷洒孔8，抛撒圆盘6设置在喷洒孔8下方，载斗7的容量可选为300kg-1000kg，优选为500kg。

圆盘撒肥机还包括调控器，调控器包括手控长柄开关9、扇形盘10和挡板11，扇形盘10与固定架3连接，手控长柄开关9与扇形盘10铰接，手控长柄开关9的底端与挡板11铰接，挡板11滑动设置在载斗7底部，挡板11在手控长柄开关9驱动下能够遮挡和漏出喷洒孔8，用于控制环境修复材料的泄漏流量。

本发明的均匀播撒环境修复材料的装置工作时，将拖拉机1和圆盘撒肥机通过拉杆2与固定架3连接，拖拉机1的传动轴4与圆盘撒肥机的变速箱5的输入轴连接，用于控制抛撒圆盘6的转速，手控长柄开关9在扇形盘10中转动实现挡板11的开合，进而控制环境修复材料的泄漏流量。采用本发明的装置进行播撒环境修复材料，播撒效率高，并且被播撒的环境修复材料分布更均匀，对耕地修复效果更好。播撒过程中能够根据需要调节圆盘撒肥机的离地高度、拖拉机的行进速度、抛撒圆盘转速、环境修复材料的泄漏流量，进而调节抛撒半径。

采用本发明的均匀播撒环境修复材料的装置播撒其他粉状材料，需要在喷洒孔四周增加防护装置，以免材料飘散污染空气。

本发明提供的环境修复材料包括凹凸棒石和白云石；凹凸棒石和白云石的质量比为65∶35～75∶25，优选为70∶30。在本发明中，凹凸棒石的品味优选为30～40％，进一步优选为30～35％；白云石的pH值优选＞9，进一步优选9＜pH≤11。本发明对凹凸棒石和白云石的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知来源的凹凸棒石和白云石即可。本发明修复材料含有一定量的白云石，不但降低了生产成本，且通过控制凹凸棒石与白云石的配比，能够有效降低土壤Cd的生物活性，改良耕地土质，显著降低水稻对Cd的吸收，并能够维持较长的修复时效。本发明的修复材料较其他修复材料的成本更低，修复成功率更高。

本发明环境修复材料中重金属元素的含量为：Cd≤0.15mg/kg、Pb≤30mg/kg、Zn≤150mg/kg、Cu≤50mg/kg、As≤5mg/kg、Cr≤85mg/kg、Ni≤55mg/kg，通过控制环境修复材料中重金属元素的含量，可确保环境修复材料本身不含污染物。在本发明中，环境修复材料的粒径优选为1～3mm，进一步优选为1～2mm。

本发明环境修复材料按照上述组分和配比得到的修复材料最终pH＞8，因此，可通过检测环境修复材料的pH值，对产品是否合格进行初步判断。若修复材料的pH≤8，则修复材料为不合格产品。

本发明另提供了上述技术方案环境修复材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将凹凸棒石粉与白云石粉混合均匀，得到混合物；

(2)将步骤(1)得到的混合物进行烧结，得到环境修复材料；

步骤(1)中凹凸棒石粉和白云石粉的质量比为65∶35～75∶25。

本发明将凹凸棒石粉与白云石粉混合均匀，得到混合物。在本发明中，凹凸棒石粉与白云石粉的质量比为65∶35～75∶25，优选为70∶30；凹凸棒石粉的粒度优选在80目以下，进一步优选在90目以下；白云石粉的粒度优选在40目以下，进一步优选在50目以下。本发明对凹凸棒石粉与白云石粉的混合方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的能够将二者混合均匀的混合方式即可。本发明对凹凸棒石粉和白云石粉的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知来源的白云石粉和凹凸棒石粉即可。

得到混合物后，本发明对混合物进行烧结，得到环境修复材料。在本发明中，烧结的温度优选为400～650℃，进一步优选为500～600℃。本发明烧结能够将粉状的混合物烧结为细颗粒状，一方面便于运输、包装和撒播，另一方面粉状混合物经过烧结，可使得到的环境修复材料具备水解的性质，有利于提高材料的修复性能。

本发明还提供了上述技术方案环境修复材料或上述技术方案制备方法制备得到的环境修复材料在改良Cd污染耕地土质和调控稻籽Cd吸收中的应用。在本发明中，Cd污染耕地的pH值优选＜6.5，进一步优选＜6；Cd污染耕地中Cd含量优选为0.9～2.0mg/kg，进一步优选为1.0～1.5mg/kg。本发明应用优选为：水稻播种前，将占土壤质量0.2～0.4％的环境修复材料撒播于待改良Cd污染耕地，进行耕种。本发明将环境修复材料撒播于待改良Cd污染耕地，修复材料在土壤中发生水解，进而扩散到土壤中，发挥其修复作用。

针对水稻和小麦两季施种的土地，为了延长环境修复材料对待改良Cd污染耕地的修复时效，本发明进一步优选在麦收后、水稻播种前，向待改良Cd污染耕地撒播一定量的环境修复材料，并在水稻收割后、小麦播种前继续向待改良Cd污染耕地撒播一定量的环境修复材料，上述两次撒播环境修复材料的总量优选为土壤质量的0.4％，麦收后、水稻播种前的撒播量与水稻收割后、小麦播种前的撒播量优选为1∶1。本发明进一步优选在“麦收后、水稻播种前”和“水稻收割后、小麦播种前”，以及在“水稻生长期间或小麦越冬前”撒播一定量的环境修复材料，以上三次撒播的总量优选占土壤质量的0.4％，“麦收后、水稻播种前”的撒播量、“水稻收割后、小麦播种前”的撒播量与“水稻生长期间或小麦越冬前”的撒播量优选为1.5∶1.5∶1。本发明“麦收后、水稻播种前”进一步优选在此期间旋耕时撒播一定量的环境修复材料，“水稻收割后、小麦播种前”进一步优选在此期间旋耕时撒播一定量的环境修复材料。本发明对撒播的实施方式采用本发明的用于实施均匀播撒环境修复材料的方法，装置采用本发明的均匀播撒环境修复材料的装置。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种均匀播撒环境修复材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将拖拉机与圆盘撒肥机连接，调节圆盘撒肥机离地高度，所述圆盘撒肥机离地高度为30cm-70cm，将环境修复材料放置在圆盘撒肥机载斗中，所述拖拉机行进速度为80m/min-230m/min；

第二步：调节环境修复材料泄漏流量，启动拖拉机，拖拉机向前行进，圆盘撒肥机的抛撒圆盘在发动机的作用下旋转，环境修复材料从圆盘撒肥机的载斗中流到抛撒圆盘中，然后被抛撒到需要进行环境修复的土地上，环境修复材料的剂量为450-900kg/亩，所述圆盘撒肥机的抛撒圆盘转速为30r/s-100r/s；

所述环境修复材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将凹凸棒石粉与白云石粉混合均匀，得到混合物；(2)将步骤(1)得到的混合物进行烧结，得到环境修复材料；所述环境修复材料中重金属元素的含量为：Cd≤0.15mg/kg、Pb≤ 30mg/kg、Zn≤150mg/kg、Cu≤50mg/kg、As≤5mg/kg、Cr≤85mg/kg、Ni≤55mg/kg；所述环境修复材料的最终pH＞8；水稻播种前，将占土壤质量0.2～0.4％的环境修复材料撒播于待改良Cd污染耕地，进行耕种，麦收后水稻播种前的撒播量、水稻收割后小麦播种前的撒播量与水稻生长期间或小麦越冬前的撒播量为1.5∶1.5∶1。

2.根据权利要求1所述的一种均匀播撒环境修复材料的方法，其特征在于：所述第二步中环境修复材料泄漏流量为40kg/min-120kg/min。

3.根据权利要求1所述的一种均匀播撒环境修复材料的方法，其特征在于：所述环境修复材料包括凹凸棒石和白云石；所述凹凸棒石和所述白云石的质量比为65:35~75:25。

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