CN114847124A - 生物质碳粒植生绿化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质碳粒植生绿化方法，包括以下过程：将自然风干的禾草、秸秆、树皮、木屑等生物质材料，放入破碎机中破碎，得到粗纤维混合物，粗纤维尺寸不超过3～8cm；按质量份，将粗纤维混合物85～90份、生物质炭粉2～5份、磷矿粉5～8份、有机聚合粉1～2份、木质素0.04～0.07份、促长粉0.03～0.05份充分混合，通过生物质颗粒机压制成生物质碳粒；通过包衣设备，将粘结剂、着色剂和包衣材料包附在生物质碳粒外表，形成生物质绿化骨料；通过人工或机械方式，将生物质绿化骨料撒铺、回填、吹附至裸露坡面，同时与水在坡面混合，形成具有粘性且富含植物所需成分的生物质层，无需土壤和其它添加材料，再播种或栽苗，即可完成植生护坡工程。全过程实现资源再利用、材料产品化、施工便捷化、植被效果好。

Description

生物质碳粒植生绿化方法

技术领域

本发明涉及一种农林废料生态再利用和边坡绿化技术，尤其涉及一种生物质碳粒植生绿化方法。

背景技术

当前，在“两山”理念和双碳目标的背景下，绝大多数开挖填筑工程在破坏原始环境后，都需要通过恢复植被的方式去实现生态恢复，这是实现生态文明建设、增加生态碳汇储量的可持续途径。边坡具有斜面或陡面的特殊形式，边坡绿化(或边坡生态恢复)存在着立地条件复杂多样、施工成本居高不下、使用材料不可再生、植被恢复效果不稳定等问题。

目前，边坡绿化技术主要采用喷播、填袋、注浆、铺设等方式，先在裸露坡面上营造出有土的环境，再通过人工撒播、机械喷播、直接栽苗，最终实现坡面植被覆盖。以客土喷播为例，将土壤与纤维、草炭土、保水剂、粘合剂、肥料及植物种子混合后，通过机械喷射到坡面形成“客土”。市场上许多细分技术，如厚层基材喷附、喷混植生、高次团粒喷播等，虽各具技术优势，但基本原理均类似于“客土”，其工艺流程必然涉及到种植土的挖采、筛分，每种材料都需要独立采购、运输、仓储，最后按一定比例混合、搅拌，直至喷射到坡面。众多繁杂的工艺环节，极易导致材料质量和配合比的混乱不齐，无法保障施工质量，这就是许多边坡绿化工程无法实现较好植被的主要原因。再加上，草炭土属不可再生资源，种植土挖采本身也是一种“挖东墙补西墙”的破坏性做法，这使得“客土”技术在未来很可能面临着难以持续的问题。

与此同时，将农林行业种植生产过程中剩下的废料，通过粉碎和再加工，可以实现废弃资源再利用。如农业上将秸秆粉碎或粗加工后回覆农田是一种有机碳转化的有益方式，但无法有效提升经济附加值；林产行业将树皮、木屑、锯末等与水发酵，加入褐煤、重油渣和橡胶粉或其它成分，经碳化后制成可燃材料，用作煤炭或燃油的替代品，但这种将生物能转化为热能或电能的方式，存在一定程度的生物能损耗，并且会增加碳排总量，但这种工业制品的方式值得生态恢复行业借鉴。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是为了解决常规边坡绿化技术的繁杂工艺限制，寻找草炭土等不可再生资源的替代材料，减少种植土资源挖产破坏等技术问题，提供了一种生物质碳粒植生绿化方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的生物质碳粒植生绿化方法，包括以下过程：

S1：将自然风干的禾草、秸秆、树皮、木屑等生物质材料，放入破碎机中破碎，得到粗纤维混合物，粗纤维尺寸不超过3～8cm；

S2：按质量份，将粗纤维混合物85～90份、生物质炭粉2～5份、磷矿粉5～10份、有机聚合粉1～2份、木质素0.04～0.1份、促长粉0.03～0.05份充分混合，通过生物质颗粒机压制成生物质碳粒，尺寸不超过10～15mm；

S3：通过包衣设备，将粘结剂、着色剂和包衣材料包附在生物质碳粒外表，形成生物质绿化骨料，包衣厚度不超过1～2mm；

S4：通过人工或机械方式，将生物质绿化骨料撒铺、回填、吹附至裸露坡面，同时与水在坡面混合，无需土壤和其它添加材料，形成具有粘性且富含植物所需成分的生物质植生层；

S5：在生物质植生层上进行播种或栽苗，即可完成边坡绿化植生绿化。

与现有技术相比，本发明所提供的生物质碳粒植生绿化方法，将农林行业的秸秆、稻草、树皮、木屑等生物质废料，通过粉碎、拌合、压缩、碳化和包衣加工，最终形成一种由轻质的生物质碳粒为主要结构的绿化材料，可直接用于边坡植生护坡工程，全过程无需土壤和其它材料，很好地实现了废弃资源生态再利用，并且材料经产品化后，施工非常便捷，为边坡绿化提供了一种全新的技术模式。

附图说明

图1为本发明实施例的生物质碳粒骨料结构图(球型)

图2为本发明实施例的生物质碳粒骨料结构图(圆柱型)

具体实施方式

下面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，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

术语“质量份”是表示多个组分之间的质量比例关系，例如：如果描述了X组分为x质量份、Y组分为y质量份，那么表示X组分与Y组分的质量比为x:y；1质量份可表示任意的质量，例如：1质量份可以表示为1kg也可表示3.1415926kg等。所有组分的质量份之和并不一定是100份，可以大于100份、小于100份或等于100份。除另有说明外，本文中所述的份、比例和百分比均按质量计。

本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明的生物质碳粒植生绿化方法，包括以下过程：

S1：将自然风干的禾草、秸秆、树皮、木屑等生物质材料，放入破碎机中破碎，得到粗纤维混合物，粗纤维尺寸不超过3～8cm；

S2：按质量份，将粗纤维混合物85～90份、生物质炭粉2～5份、磷矿粉5～10份、有机聚合粉1～2份、木质素0.04～0.1份、促长粉0.03～0.05份充分混合，通过生物质颗粒机压制成生物质碳粒，尺寸不超过10～15mm；

S3：通过包衣设备，将粘结剂、着色剂和包衣材料包附在生物质碳粒外表，形成生物质绿化骨料，包衣厚度不超过1～2mm；

S4：通过人工或机械方式，将生物质绿化骨料撒铺、回填、吹附至裸露坡面，同时与水在坡面混合，无需土壤和其它添加材料，形成具有粘性且富含植物所需成分的生物质植生层；

S5：在生物质植生层上进行播种或栽苗，即可完成边坡植生绿化。

所述步骤S1中：

收集农林作业产生的各种禾草、秸秆、树皮、木屑废弃物料，必须经自然风干后，再放入破碎机中破碎，从而得到粗纤维混合物。若粗纤维混合物所含的块状结构多，应作进一步碎化处理，避免在压制成型的过程中的对进料口和压制设备产生影响。

所述步骤S2中：

将粗纤维混合物、生物质炭粉、磷矿粉、有机聚合粉、木质素、促长粉充分混合，通过生物质颗粒机压制成生物质碳粒；

本步骤只需结构压缩成粒和微量碳化成分，使废弃物料能以有机态形式，在坡面上更有利于生态再利用。

所述步骤S3中：

粘结剂根据坡面工程的酸碱情况进行调整，对于酸碱强烈的坡面，也可配入一定量的水泥、中和剂等；

着色剂常选颜色为土灰色和绿色。

所述步骤S4包括：

施工步骤1：坡面准备

清理坡面，确保坡面无松动物质、安全稳定、施工简便即可，无需坡面顺平；

施工步骤2：坡面防护

对于缓于1:1.0的稳定坡面，无需打锚、挂网；对于陡于1:0.75坡面，应作防护和增糙措施；

施工步骤3：坡面植生

通过人工或机械，将生物质绿化骨料撒铺、回填、吹附至裸露坡面，同时与水在坡面混合形成生物质植生层，无需土壤和其它添加材料；

生物质绿化骨料的外层包衣材料在坡面与水反应，形成具有粘性结构的生物质植生层，能与坡面结合为整体，且质地轻便、疏松，富含有机质、无机养分和生长促进成分，保水性能强，保障坡面植物生长量，快速增长。

所述步骤S5中：

在完成的生物质植生层上进行绿化作业，包括人工撒播、机械喷射或直接栽苗，相关工艺和要求与常规绿化技术相同。

综上可见，本发明实施例的生物质碳粒植生绿化方法，通过人工或机械方式，将生物质绿化骨料撒铺、回填、吹附至裸露坡面，同时与水在坡面混合，形成具有粘性且富含植物所需成分的生物质植生层，无需土壤和其它添加材料，在生物质植生层上进行播种或栽苗，即可完成边坡植生绿化。

本发明将农林行业的秸秆、稻草、树皮、木屑等生物质废料，通过粉碎、拌合、压缩、碳化和包衣加工，最终形成一种由轻质的生物质碳粒为主要结构的绿化材料，全过程突破了常规边坡绿化技术的繁杂工艺限制，实现边坡绿化工程的产品化、植生工艺简便化，为边坡绿化提供了一种全新的技术模式。

本发明将农林废料形成一种由轻质的生物质碳粒为主要结构的绿化材料，替代常规技术使用的种植土、草炭土和其它材料，实现了农林废料生态再利用，施工效果好。本发明可在各类边坡绿化工程中使用。

为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的进行详细描述。

实施例1

本实施例中所采用的生物质碳粒植生绿化方法，包括以下过程：

生产步骤1：物料风干与碎化

收集农林作业产生的各种禾草、秸秆、树皮、木屑等废弃物料，必须经自然风干后，再放入破碎机中破碎，从而得到粗纤维混合物，粗纤维混合物尺寸不超过3～5cm。若粗纤维混合物中的块状结构多，如木块，应作进一步碎化处理，避免在压制成型的过程中的对进料口和压制设备产生影响。

生产步骤2：压缩与碳化

将粗纤维混合物、生物质炭粉、磷矿粉、有机聚合粉、木质素、促长粉充分混合，通过生物质颗粒机压制成生物质碳粒，尺寸不超过10～15mm。具体地，按质量份，粗纤维混合物85％～90％、生物质炭粉2％～5％、磷矿粉5％～8％、有机聚合粉1％～2％、木质素0.04％～0.07％、促长粉0.03％～0.05％。

值得说明的是，本步骤无需如生物质颗粒碳化燃料一样，必须先与水发酵，加入褐煤、重油渣和橡胶粉或其它成分，这是生物能经无机碳化后利于热能或电能转换的模式。本发明是将生物能继续以有机态存留，只需结构压缩成粒和微量碳化成分，二者利用方式不同。

生产步骤3：包衣与骨料化

通过包衣设备，将粘结剂、着色剂和包衣材料包附在生物质碳粒外表，形成生物质绿化骨料，包衣厚度不超过1～2mm。

粘结剂可以根据坡面工程的酸碱情况进行调整，如遇酸碱强烈的坡面，应适当配入一定量的水泥、中和剂等。

着色剂常选颜色为土灰色和绿色，也可根据具体情况而定。

施工步骤1：坡面准备

清理坡面，确保坡面无松动物质，安全稳定即可，施工简便，无需如常规喷播技术所要求的坡面顺平等前提条件。

施工步骤2：坡面防护

对于缓于1:1.0的稳定坡面，无需打锚、挂网，大幅降低不必要的施工成本，节约资源。对于陡于1:0.75坡面，应视情况增加防护和加糙措施。

施工步骤3：坡面植生

通过人工或机械，将生物质绿化骨料撒铺、回填、吹附至裸露坡面，同时与水在坡面混合形成生物质植生层，无需土壤和其它添加材料。

对于逐级开挖的边坡，每挖出一级边坡即可采用人工回覆，形成生物质植生层，可摆脱对大型喷射机械的依赖，由此极大地降低边坡绿化的施工成本。

生物质绿化骨料的外层包衣材料与水在坡面作用，形成具有粘性结构的生物质层，能与坡面结合为整体，且质地轻便、疏松，富含有机质、无机养分和生长促进成分，保水性能强，保障坡面植物生长量快速增长。

施工步骤4：播植与养护

完成坡面植生后进行绿化作业，如人工撒播、机械喷射或直接栽苗，相关作业工艺和要求与常规绿化技术相同，具体不再累述。

由以上实施例可以看出，本发明实施例将农林废料经风干、粉碎、压缩、碳化、包衣形成由轻质的生物质碳粒为主要结构的绿化材料，在坡面与水混合形成生物质植生层，再进行播种或栽苗即可完成边坡绿化。

应当说，本发明不仅克服了常规喷播和其它边坡绿化技术的局限性，从材料上解决了不可再生资源的替代难题，并在源头上制成产品，规范了配方参数，简化了施工流程，能够极大地提升边坡绿化工程的成功率，可大规模推广使用。

有益效果：

上述技术方案所提供的生物质碳粒植生绿化方法，具有三大有益效果：一、本发明将农林废料经风干、粉碎、压缩、碳化、包衣后形成生物质绿化骨料，可替代常规喷播和其它边坡绿化技术使用的种植土、草炭土和其它材料，实现废料生态再利用，降低不必要的碳排放；二、本发明实现了边坡绿化工程材料产品化，从源头上实现施工质量的精准控制，避免了常规方法需要准备各种物料、在施工现场混合配比、容易发生机械堵管、植被效果不稳定等问题；三、本发明对坡面及防护措施要求不高，简化了工艺流程，施用后能在坡面形成质地轻、结构疏松、保水性强的生物质植生层，富含有机质、无机养分和生长促进成分，保障植物快速增长，施工效果好。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种生物质碳粒植生绿化方法，其特征在于，包括以下过程：

S1：将自然风干的禾草、秸秆、树皮、木屑等生物质材料，放入破碎机中破碎，得到粗纤维混合物，粗纤维尺寸不超过3～8cm；

S2：按质量份，将粗纤维混合物85～90份、生物质炭粉2～5份、磷矿粉5～8份、有机聚合粉1～2份、木质素0.04～0.07份、促长粉0.03～0.05份充分混合，通过生物质颗粒机压制成生物质碳粒，尺寸不超过10～12mm；

S3：通过包衣设备，将粘结剂、着色剂和包衣材料包附在生物质碳粒外表，形成生物质绿化骨料，包衣厚度不超过2mm；

S4：通过人工或机械方式，将生物质绿化骨料撒铺、回填、吹附至裸露坡面，同时与水在坡面混合，形成具有粘性且富含植物所需成分的生物质层，无需土壤和其它添加材料，再播种或栽苗，即可完成植生护坡工程。

2.根据权利要求1所述的生物质碳粒植生绿化方法，其特征在于，所述步骤S1中：

收集农林作业产生的各种禾草、秸秆、树皮、木屑废弃物料，必须经自然风干后，再放入破碎机中破碎，从而得到粗纤维混合物，若粗纤维混合物中的块状结构多，应作进一步碎化处理，以免在压制成型的过程中的对进料和压制设备产生影响。

3.根据权利要求1所述的生物质碳粒植生绿化方法，其特征在于，所述步骤S2中：

将粗纤维混合物、生物质炭粉、磷矿粉、有机聚合粉、木质素、促长粉充分混合，并在碳化剂作用下，通过生物质颗粒机压制成生物质碳粒；

本步骤只需结构压缩粒化和成分微碳化，即能将生物能继续以有机态存留。

4.根据权利要求1所述的生物质碳粒植生绿化方法，其特征在于，所述步骤S3中：

粘结剂根据坡面工程的酸碱情况进行调整，对于酸碱强烈的坡面，配入水泥、中和剂，着色剂常选颜色为土灰色和绿色。

5.根据权利要求1至4任一项所述的生物质碳粒植生绿化方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

施工步骤1：坡面准备

清理坡面，确保坡面无松动物质、安全稳定、施工简便即可，无需坡面顺平；

施工步骤2：坡面防护

对于缓于1:1.0的稳定坡面，无需打锚、挂网；对于陡于1:0.75坡面，应加防护和增加糙措施；

施工步骤3：坡面植生

通过人工或机械，将生物质绿化骨料撒铺、回填、吹附至裸露坡面，同时与水在坡面混合形成生物质层，无需土壤和其它添加材料；

生物质绿化骨料的外层包衣材料与水在坡面作用，形成具有粘性结构的生物质层，能与坡面结合为整体，且质地轻便、疏松，富含有机质、无机养分和生长促进成分，保水性能强，保障坡面植物生长量，快速增长；

施工步骤4：播植与养护

完成坡面植生后进行绿化作业，包括人工撒播、机械喷射或直接栽苗，相关作业工艺和养护要求与常规绿化技术相同。

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