一種生態護坡及其制造方法
【專利摘要】本申請提供一種生態護坡及其制造方法，涉及環境保護和生態修復技術領域，解決了河道兩岸水土流失嚴重，河道面源污染厲害的技術問題。本申請中的生態護坡包括多個球形單體，多個球形單體堆砌形成生態護坡，球形單體包括包衣和內核，其中，包衣包覆于內核外，包衣由硅藻土和煤矸石的粉末組成。本申請應用于河道兩岸。
【專利說明】
一種生態護坡及其制造方法
技術領域
[0001]本申請涉及環境保護和生態修復技術領域，具體涉及一種生態護坡及其制造方法。
【背景技術】
[0002]護坡是為防止邊坡受沖刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的統稱，以增強河流兩側坡體的穩固性，防止因雨水沖刷引起水土流失。目前，常用的護坡包括河岸護坡和碎石護坡。其中，對于河岸護坡，對護坡的處理主要是強調其強度功效，追求河岸硬化覆蓋，只考慮了河流的防洪性能，而淡化了河流的資源功能和生態功能，通過地表徑流、排水、地下滲漏等過程，將污染物傳輸給水體，造成面源污染，破壞了自然河流的生態鏈過程，破壞了河流的生態環境。現有的碎石護坡，可有效調節土壤表層溫度，對降低地表水分蒸發具有明顯作用，可增強土壤的保水性能，但是碎石容易受到物理化學的風化作用，使得碎石之間間隙增大，而不同粒徑大小的碎石的保水固土能力不同，當遇到洪澇時，容易被沖走，穩定性差。
[0003]因此，現有技術中的護坡都不能滿足實際需求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種生態護坡及其制造方法，用于控制河流面源污染，且具有很好的穩定性。
[0005]為達到上述目的，本申請采用如下技術方案:
[0006]—種生態護坡，生態護坡包括多個球形單體，多個球形單體堆砌形成生態護坡，球形單體包括包衣和內核，其中，包衣包覆于內核外，包衣由硅藻土和煤矸石的粉末組成。
[0007]包衣中硅藻土和煤矸石的質量比例為8:2。
[0008]硅藻土為三級硅藻土。
[0009]球形單體中的內核的長度、寬度、厚度的數值的范圍均為1.5cm?2cm。
[0010]球形單體的直徑小于或者等于2.5cm。
[0011]球形單體中的內核為碎石。
[0012]由以上技術方案可見，上述生態護坡采用球形單體鋪設形成生態護坡，一方面能夠實現阻斷面源污染物入河，實現過濾功能、穩固河岸、防止河道兩岸水土流失和調節小流域氣候的功能；另一方面，具有內核的球形單體的重量較大，且球形單體中的包衣吸水后，可增加球形單體的重量，進而使得生態護坡具有很好的穩定性，不易發生迀移和坍塌;再一方面，硅藻土能夠吸收水分，鋪設成生態護坡后，可以在降雨時，吸收水分，在晴朗時，釋放水分，起到調節局部氣候的作用，且生態護坡的球形單體即使被水流沖散，也不會對河流生態系統造成二次污染和生態風險。
[0013]本申請還提出一種生態護坡的制造方法，該制造方法包括如下步驟:
[0014]步驟S1、將硅藻土和煤矸石磨成粉末，按比例混合均勻得到混合粉末；
[0015]步驟S2、將部分混合粉末和水按比例混合均勻得到糊粉狀混合物；
[0016]步驟S3、將內核置于一個混合設備中，用糊粉狀混合物將內核包覆；
[0017]步驟S4、將包覆有糊粉狀混合物的內核，置于另一個混合設備中，用混合粉末將其包覆；
[0018]步驟S5、在高溫條件下烘制一定時間，制得球形單體；
[0019]步驟S6、將多個球形單體堆砌形成生態護坡。
[0020]步驟SI中硅藻土和煤矸石混合得到的混合粉末的粒徑小于100目。
[0021 ]步驟S2中糊粉狀混合物中混合粉末和水的質量比例為7: 3。
[0022 ] 步驟S3中在600 0C?800 °C高溫下烘制24?48小時，制得球形單體。
[0023]上述生態護坡的制造方法與生態護坡的技術效果相似，在此就不一一描述。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本申請中球形單體的結構示意圖；
[0026]圖2是本申請中多個球形單體堆砌在一起時的結構示意圖；
[0027 ]圖3是本申請中生態護坡鋪設在河道兩邊時的結構示意圖。
[0028]附圖標記說明:
[0029]I一生態護坡；2—水面；11一球形單體；
[0030]12—球形單體縫隙；111一包衣； 112—內核。
【具體實施方式】
[0031]為了使本領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0032]本申請提供一種生態護坡，生態護坡包括多個球形單體，多個球形單體堆砌形成生態護坡，圖1為球形單體的結構示意圖，如圖1所示，球形單體11包括包衣111和內核112，其中，包衣111包覆于內核112外，包衣111由硅藻土和煤矸石的粉末組成。其中，內核112用于增加球形單體11的重量，防止被雨水及徑流沖刷散開，造成水土流失，包衣111用于吸附水和污染物，對水流進行過濾。
[0033]其中，內核112的形狀可以為不規則形狀，以提高包衣111的包覆效果。球形單體11的內核111為具有一定的質量的結構即可。優選地，內核111為碎石，此時，內核111不僅具有一定的質量，還具有生態友好性好，不會對生態環境造成污染。
[0034]包衣111的厚度可根據實際應用而定，主要考慮球形單體11的使用地域的氣候條件和河流水文條件，根據降水徑流特征和洪水爆發的規律等而定。降水徑流大和洪水爆發較多的區域可采用包衣111厚度略大的球形單體11。
[0035]本申請中的包衣111中的硅藻土用于實現吸附功能，煤矸石用于維持包衣111的強度。優選地，硅藻土和煤矸石的質量比例為8:2，以使得在硅藻土的比表面積較大，吸附特性較好的同時，具有很好的強度。其中，硅藻土和煤矸石可經機械粉碎成粉末后混合，硅藻土粉末和煤矸石粉末的粒徑小于100目。
[0036]發明人發現，三級硅藻土含量多，分布廣，成本低，且三級硅藻土中含有硅藻土、黏土等，其中硅藻土的含量為60 %左右，且成破碎化分布，另外三級硅藻土對水中氨氮和⑶D(Chemical Oxygen Demand，化學需氧量)的濾除效率高，適于凈水應用，因此，本發明實施例中優選，包衣包括的硅藻土為三級硅藻土，不僅可滿足生態護坡的性能需求，還解決了三級硅藻土利用率低的現狀，實現了三級硅藻土資源的高效利用。
[0037]可選地，生態護坡中的內核112的長度、寬度和厚度的數值范圍均為1.5cm?2cm，需要說明的是，上述數值范圍包括兩個端點值1.5cm和2cm。基于該尺寸的內核112，制成的球形單體11的直徑一般不超過2.5cm。球形單體11的直徑不超過2.5cm時，球形單體11的表面積較大，吸附性能好，內核112的不規則形狀及表面粗糙度有利于包衣111的粘附，有利于球形單體11的穩定性。
[0038]圖2為本申請中多個球形單體11堆砌在一起時的結構示意圖，如圖2所示，多個球形單體11堆砌在一起時，相鄰的球形單體11之間有球形單體縫隙12，球形單體縫隙12適于植物根系的發展，且不影響植物的生長，能夠實現生態護坡利于植被生長，防止水土流失的功能。另外，球形單體縫隙12即使被泥沙堵塞，也能因球形單體11的包衣111上的硅藻土的親水性和吸水性，保持生態護坡的透水性，維持生態護坡的功能。
[0039]圖3為本申請中生態護坡鋪設在河道兩邊時的結構示意圖，如圖3所示，生態護坡I鋪設在河流兩岸以及水面2以上的傾斜面處，以實現最大接觸面地處理徑流和農業面源污染對河流水體帶來的不利影響。
[0040]生態護坡I采用球形單體11鋪設形成生態護坡，球形單體11的包衣111中采用硅藻土為主體材料，能夠吸附徑流中的水和面源污染物，能夠阻斷面源污染物入河，實現過濾功能；內核112具有一定的質量，球形單體11的包衣111吸水后，可增加球形單體11的重量，進而增加生態護坡I的整體重量，防止生態護坡I在河水的沖刷下，球形單體11被沖散，喪失防護功能，即增強了生態護坡I的穩定性，穩固了河岸，河岸不易發生迀移和坍塌;生態護坡I中的球形單體11間的球形單體縫隙12適于植物根系發展，不影響植物的生長，防止河道兩岸水土流失；而且硅藻土能夠吸收水分，鋪設成生態護坡I后，可以在降雨時，吸收水分，在晴朗時，釋放水分，起到調節局部氣候的作用，進而調節小流域氣候的功能；生態護坡的球形單體11的內核111為碎石時，即使被水流沖散，也不會對河流生態系統造成二次污染和生態，而且當生態護坡I的球形單體11進行更換時，替換下來的球形單體11的包衣111含有較多的N、P等營養物質，經處理后可作為農業上的肥料，進行二次利用。
[0041]本申請還提出一種生態護坡的制造方法，該制造方法用于制造如上所述的任一種生態護坡，上述各生態護坡的具體細節也適用于此制造方法中，具體地，該制造方法包括如下步驟:
[0042]步驟S1、將硅藻土和煤矸石磨成粉末，按比例混合均勻得到混合粉末；
[0043]具體地，步驟SI中硅藻土和煤矸石混合得到的混合粉末的質量比例為8:2。其中，硅藻土為三級硅藻土。三級硅藻土中，硅藻含量為60%左右，混合粉末中硅藻的含量為48%左右。混合粉末的粒徑在100目以下。
[0044]步驟S2、將部分混合粉末和水按比例混合均勻得到糊粉狀混合物；
[0045]具體地，步驟S2中糊粉混合物中混合粉末和水的質量比例為7:3，混合粉末為步驟SI中的混合粉末，即硅藻土和煤矸石的質量比例為8:2的混合粉末。
[0046]步驟S3、將內核112置于一個混合設備中，用糊粉狀混合物將內核112包覆；
[0047]具體地，步驟S3中所述的混合設備為不銹鋼滾筒，也可以為其他能使碎石與糊粉混合物、混合粉末混合均勻的設備，內核112的粒徑為1.5cm?2cm。將內核112置于不銹鋼滾筒中，加入糊粉混合物，繼續轉動滾筒，使內核112表面包覆有約I?2_厚度的糊粉混合物。
[0048]步驟S4、將包覆有糊粉狀混合物的內核112，置于另一個混合設備中，用混合粉末將其包覆；
[0049]具體地，將包覆有糊粉狀混合物的內核112轉移至另一不銹鋼滾筒中，加入步驟SI中的混合粉末，連續轉動滾筒，利用內核112外包覆的糊粉混合物吸附混合粉末，為了便于描述，下文將步驟S4得到的結構稱為球形單體預制體。
[0050]步驟S5、在高溫條件下烘制一定時間，制得球形單體11;
[0051 ] 具體地，在600°C?800°C高溫下將球形單體預制體置于設備中烘制24?48小時，獲得球形單體110制成的球形單體11的直徑一般不超過2.5cm。
[0052]制成的球形單體11的內部為內核112，外部為包衣111，此時的包衣111為硬質外殼，包衣111的厚度可根據實際應用而定，主要考慮球形單體11的使用地域的氣候條件和河流水文條件，根據降水徑流特征和洪水爆發的規律等而定。降水徑流大和洪水爆發較多的區域可采用包衣111厚度略大的球形單體11。內核112用于增加球形單體11的重量，防止被雨水及徑流沖刷散開，造成水土流失。
[0053]步驟S6、將多個球形單體11堆砌形成生態護坡I。
[0054]本申請中生態護坡的制造方法，與本申請中的生態護坡的技術效果類似，在此就不描述。
[0055]盡管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權利要求及其等同技術的范圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種生態護坡，其特征在于，生態護坡包括多個球形單體，多個球形單體堆砌形成生態護坡，球形單體包括包衣和內核，其中，包衣包覆于內核外，包衣由硅藻土和煤矸石的粉末組成。2.如權利要求1所述的生態護坡，其特征在于，包衣中硅藻土和煤矸石的質量比例為8:2。3.如權利要求1或2所述的生態護坡，其特征在于，硅藻土為三級硅藻土。4.如權利要求1所述的生態護坡，其特征在于，球形單體中的內核的長度、寬度和厚度的數值的范圍均為1.5cm?2cm。5.如權利要求4所述的生態護坡，其特征在于，球形單體的直徑小于或者等于2.5cm。6.如權利要求1、4或5所述的生態護坡，其特征在于，球形單體中的內核為碎石。7.一種生態護坡的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S1、將硅藻土和煤矸石磨成粉末，按比例混合均勻得到混合粉末； 步驟S2、將部分混合粉末和水按比例混合均勻得到糊粉狀混合物； 步驟S3、將內核置于一個混合設備中，用糊粉狀混合物將內核包覆； 步驟S4、將包覆有糊粉狀混合物的內核，置于另一個混合設備中，用混合粉末將其包覆； 步驟S5、在高溫條件下烘制一定時間，制得球形單體； 步驟S6、將多個球形單體堆砌形成生態護坡。8.如權利要求7所述的生態護坡的制造方法，其特征在于，步驟SI中硅藻土和煤矸石混合得到的混合粉末的粒徑小于100目。9.如權利要求7所述的生態護坡的制造方法，其特征在于，步驟S2中糊粉狀混合物中混合粉末和水的質量比例為7:3。10.如權利要求7所述的生態護坡的制造方法，其特征在于，步驟S3中在600°C?800°C高溫下烘制24?48小時，制得球形單體。
【文檔編號】E02B3/14GK106087874SQ201610639399
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月5日 公開號201610639399.7, CN 106087874 A, CN 106087874A, CN 201610639399, CN-A-106087874, CN106087874 A, CN106087874A, CN201610639399, CN201610639399.7
【發明人】王詠, 張剛, 馮江, 邊紅楓, 朱遂一, 王肇鈞, 王興雯, 閆釗, 楊晨
【申請人】東北師范大學