CN109463251B - 用于超软地基或尾矿库的可降解的种植填料筒及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开用于超软地基或尾矿库的可降解的种植填料筒及制造方法，所述填料筒由植物弹性长纤维、可降解的通透性纤维以及可降解塑料混合均匀后，使用模具热固化形成初坯，然后将初坯浸渍植物激素，初坯外层涂覆矿物，初坯内部装填骨架支撑材料兼种植材料，在初坯筒口的筒身处喷涂可降解密封材料。本发明的填料筒柱体形成弹性骨架纤维‑非弹性过滤纤维交错微观结构，得以保障主体结构对细小泥浆颗粒的拦截能力、透水透气能力、弹性保形能力，满足超软地基或尾矿库绿化用可降解过滤种植填料筒的需求。

Description

用于超软地基或尾矿库的可降解的种植填料筒及制造方法

技术领域

本发明涉及可降解复合材料技术领域，具体涉及一种用于超软地基或尾矿库的可降解的种植填料筒及制造方法。

背景技术

超软地基和尾矿库缺乏良好的透气性，往往有较多的有害气、液、固成分，不经预处理一般无法直接进行幼苗绿化，一种合理的思路是在其中预制出一个优越的小生境供绿化植物过渡成长，并可通过该小生境施加对超软地基和尾矿库的治理。

传统可降解花盆已经形成了一系列成果并在市场上通用，其中销售优势较大的是使用脲醛树脂、大豆蛋白改性脲醛树脂等与纸浆、秸秆粉、各种混合料等压制成型的花盆，往往外层进行防水树脂涂覆或浸渍防水树脂以确保抗水性。理论上及现有发明专利中，也有使用如聚乳酸、热塑性淀粉、交联淀粉、等各种新型可降解塑料与纸浆、秸秆粉进行压制成型的，但市场接受度较小。一些特殊的可降解花盆具有不同的结构和材料，例如CN201310215929.1浙江大学彭韧等的环保可降解花盆，由外层常规结构+内层含高吸水性树脂结构复合组成，以期达到花盆保水功能。

可降解花盆通常摆放在空气中，或者可短期埋在干土中使用，但无法直接用于插入超软地基或者尾矿库等进行绿化使用，原因在于：

1、可降解花盆虽然具备透气透水能力，但超软地基和尾矿库含水量大、细颗粒泥浆多，如果使用常规土料侧壁压力下花盆极易膨胀变形、盆壁微孔迅速被微小颗粒堵塞，且材料降解速度不可控。

2、漏气，不能满足通过可降解花盆进行超软地基或尾矿库抽水、渗水洗盐、打气等工艺。

3、未兼顾到绿化所需辅助营养成分问题及根系容易穿透花盆进入地基中。

4、花盆降解后，常规种植土和无土种植土遇到超软地基或尾矿库潮湿浸水时，会被侧压压实和泥浆进入，导致早期养活的植物根系受损容易死亡。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术现状，提供一种可降解的种植填料筒及制造方法，以应对用于超软地基或尾矿库绿化的可降解过滤种植填料筒的需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可降解的种植填料筒的制造方法，包括以下步骤：

1）将植物弹性长纤维20-60份、可降解的通透性纤维20-40份以及可降解塑料5-20份混合均匀后，使用模具热固化形成初坯；

2）将所述初坯浸渍0.01-0.05份植物激素后干燥；

3）在所述初坯外层涂覆1-2份矿物；

4）在所述初坯内装填多孔刚性材料以及辅助填料作为内部骨架支撑材料兼种植材料，所述辅助填料为泥炭或土壤微生物菌；

5）在初坯筒口的筒身处喷涂可降解密封材料。

进一步，步骤1）中，所述植物弹性长纤维为甘蔗渣、棕榈果串渣或泥炭纤维，所述可降解的通透性纤维为棉布、黏胶纤维布或纸浆，所述可降解塑料为市购的改性脲醛树脂。

步骤2）中，所述植物激素为生根剂、吲哚乙酸或萘乙酸。

步骤3）中，所述矿物为石膏、菱镁矿、氢氧化镁、重烧镁砂、重烧白云石或钢渣。

步骤4）中，所述多孔刚性材料为高炉水渣或轻质火山石，所述土壤微生物菌为EM菌、枯草芽孢杆菌或土壤放线菌。

步骤5）中，所述可降解密封材料为热融蜡、热融硬棕榈油、熟亚麻油或天然橡胶乳胶。

所述填料筒的壁厚为0.5-2cm，填料筒的筒身总长为60-100cm，填料筒的筒身下部30-35cm为锥体，填料筒的筒身上部为圆柱体。

本发明采用以上技术方案，填料筒的主体结构为使用可降解塑料粘结的压实低价值植物弹性长纤维原料以及可降解的低值片状通透性纤维材料，以形成弹性骨架纤维-非弹性过滤纤维交错微观结构，得以保障主体结构对细小泥浆颗粒的拦截能力、透水透气能力、弹性保形能力。主体结构筒的壁厚一般在0.5-2cm之间，底部呈现锥形便于施工，压制成型后材料表观类似毡垫状，具有一定的弯曲变形能力和刚性，可满足敲打振动、泥浆侧压时不明显变形的要求。敲打振动的目的是当透水透气不畅时候，利用筒的弹性变形挤压破坏紧密粘附的软泥层，以利继续使用；筒内部骨架支撑材料兼种植材料为高炉水渣等、轻质火山石多孔刚性材料为主，常规泥炭、土壤微生物菌等为辅助以免无法兼顾骨架、过滤、种植多项功能。填料筒原料中的块状料和沙状料混合后处于紧密堆积状态，整体要求不得在外力情况下明显变形，这样才可以满足可降解过滤-种植填料筒的要求。可以通过该可降解过滤-种植填料筒抽水抽气、泵水泵气。

具体实施方式

本发明提供一种用于超软地基或尾矿库的可降解的种植填料筒。

所述填料筒的主体结构由植物弹性长纤维、可降解的通透性纤维以及可降解塑料混合均匀后，使用模具热固化形成初坯，各原料的重量份为：

植物弹性长纤维20-60份；

可降解的通透性纤维20-40份；

可降解塑料5-20份。

其中植物弹性长纤维为甘蔗渣、棕榈果串渣或泥炭纤维，可降解的通透性纤维为棉布、黏胶纤维布或纸浆，可降解塑料为市购的改性脲醛树脂。

形成初坯以后，在初坯内部装填有内部骨架支撑材料兼种植材料，具体为高炉水渣等、轻质火山石多孔刚性材料为主，常规泥炭、土壤微生物菌等为辅，目的在于兼顾骨架、过滤、种植多项功能。

所述填料料筒还包括以下辅助材料：

辅助材料一：0.01-0.05份植物激素，通常选择生根剂、吲哚乙酸、萘乙酸等；

辅助材料二：1-2份钙镁微溶矿物，一般选用石膏、菱镁矿、氢氧化镁、重烧镁砂、重烧白云石、钢渣等的细小颗粒，粒径在0.1-1毫米；

辅助材料三：EM菌、枯草芽孢杆菌等常见细菌；土壤放线菌和真菌菌群。

所述填料筒的制造方法如下：

1）按照配比，对弹性长纤维和通透性纤维浸渍可降解塑料（改性脲醛树脂胶），使用模具-压机热固化形成初坯。

2）将初坯浸渍辅助材料一，干燥，从而使用中引导植物根系向筒壁发展；

3）粗坯外层使用常规水溶性胶将辅助材料二涂覆上，从而在使用时，这些矿物可以和细小粘土矿物等发生物化反应形成包裹在种植填料筒外的薄层弱固化泥壳；

4）初坯内层喷洒辅助材料三，常温干燥，形成促降解菌源，以及作为土壤微生物种源；

5）在初坯内部装填内部骨架支撑材料兼种植材料：筒内填料要求块状料和沙状料混合后处于紧密堆积状态，整体不得在外力情况下明显变形，唯此才可以满足可降解过滤-种植填料筒的要求。

6）在初坯筒口附近一段筒身喷涂热融蜂蜡地蜡、热融硬棕榈油、熟亚麻油、天然橡胶乳胶等可降解密封材料，形成不透气接口，以便使用中可以与气泵连接进行抽气打气。

实施例1

取改性脲醛树脂15份，蔗渣40份、棕榈丝15份，秸秆粗纸浆（未漂白）30份，将原料在搅拌机上充分混合，105-140℃模压固化。筒壁厚度1厘米，筒直径20厘米，总长60厘米，其中下方30厘米长部分缩为锥形。筒口刷亚麻油；筒外层用甲壳素做胶刷上约0.3毫米厚的钢渣粉；筒内喷复合菌种，晾晒干燥得成品。

装入高炉水渣为无土栽培材料，插入河滨淤泥中，可较长期内有效渗入淤泥中的渗滤水，渗入水呈现较为清澈状态便于抽走，可在筒中注水使水渗入淤泥，接上套管可对淤泥泵气。植物种植实验显示在筒内常规湿生植物存活率和根系重量明显大于直接种在淤泥中。

该筒3个月后植物根系密布并在随后半年内逐渐穿透筒身进入淤泥，由于植物发育较好，存活率远高于直接在淤泥中种植，大约1年后筒身基本完全降解。

实施例2

取改性脲醛树脂10份，蔗渣50份、棕榈丝20份，秸秆粗纸浆（未漂白）20份，原料在搅拌机上充分混合，105-140℃模压固化。筒壁厚度1.2厘米，筒直径15厘米，总长100厘米，其中下方30厘米长部分缩为锥形。筒口刷热熔地蜡油；筒外层用甲壳素做胶刷上约0.5毫米厚的氧化镁粉；筒内喷复合菌种，晾晒干燥得成品。

以小型清淤污泥堆场为目标进行试验，直接把清淤污泥堆场当做转化沟，堆场外侧钢渣袋墙作势为渗水围堰，外层制作生态混凝土防护围。植物选择以挺水植物和湿生植物为主，做法如下：

以浮力板和长杆为施工工具，将种植填料筒按照总淤泥体积20%插入清淤污泥堆场中直接到接近堆场底部，淤泥总厚度1.2米左右，直径15厘米，长100厘米的种植填料筒外多补涂袋重量1-2%的石膏碎屑为主的复合钙盐泥浆絮凝固定剂，以使泥浆形成较厚的弱固化层，避免堵塞种植填料筒，有0.05%的EM菌混合在内部填料中，内部填料选择火山石。

复合钙盐导致种植填料筒外部泥浆在1周内固化成弱强度泥筒，但长时间后植物根系依然可以穿透该泥筒。由于可塑淤泥的渗水可直接进入可降解的种植填料筒并被小型水泵间歇抽走，而不仅仅依靠表面干燥，因此污泥堆场干化速度明显加快，臭味蚊虫不明显，8周后已产生大量泥面裂纹，淤泥表层已经硬化，生境多样性良好。对比空白堆场则表面形成几厘米厚的淤泥硬壳并有大型的裂纹，泥壳下层很软，未能形成植被。

在此基础上芋头、薄荷、西洋菜、空心菜等低矮植物，美人蕉、香根草、水竹、芦苇等高大草本在可降解过滤的种植填料筒迅速生长而绿化覆盖堆场，随着泥堆干燥到一定程度出现泥壳裂纹后，田菁、狗牙根、芒草等野生植物自发大量覆盖堆场及钢渣围堰，实现整个堆场极低异味，近似自然演替过程地的稳定和绿化。由于湿度较高，约9个月后该筒基本降解完毕，但台风降雨堆场积水后，填料筒依然满足滤料要求，植物未出现死亡现象。

Claims (7)

1.一种可降解的种植填料筒的制造方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1）将20-60份植物弹性长纤维、20-40可降解的通透性纤维份以及5-20份可降解塑料混合均匀后，使用模具热固化形成初坯；

所述植物弹性长纤维为甘蔗渣、棕榈果串渣或泥炭纤维，所述可降解的通透性纤维为棉布、黏胶纤维布或纸浆，所述可降解塑料为脲醛树脂；

2）将所述初坯浸渍0.01-0.05份植物激素后干燥；

3）在所述初坯外层涂覆1-2份矿物；

4）在所述初坯内装填多孔刚性材料以及辅助填料，所述辅助填料为泥炭或土壤微生物菌；

5）在初坯筒口的筒身处喷涂可降解密封材料，所述可降解密封材料为热融蜡、热融硬棕榈油、熟亚麻油或天然橡胶乳胶。

2.根据权利要求1所述的一种可降解的种植填料筒的制造方法，其特征在于：步骤2）中，所述植物激素为生根剂、吲哚乙酸或萘乙酸。

3.根据权利要求1所述的一种可降解的种植填料筒的制造方法，其特征在于：步骤3）中，所述矿物为石膏、菱镁矿、氢氧化镁、重烧镁砂、重烧白云石或钢渣。

4.根据权利要求1所述的一种可降解的种植填料筒的制造方法，其特征在于：步骤4）中，所述多孔刚性材料为高炉水渣或轻质火山石。

5.根据权利要求1所述的一种可降解的种植填料筒的制造方法，其特征在于：步骤4）中，所述土壤微生物菌为EM菌、枯草芽孢杆菌或土壤放线菌。

6.根据权利要求1所述的一种可降解的种植填料筒的制造方法，其特征在于：所述填料筒的壁厚为0.5-2cm，填料筒的筒身总长为60-100cm，填料筒的筒身下部30-35cm为锥体，填料筒的筒身上部为圆柱体。

7.如权利要求1-6任一方法得到的种植填料筒。