一种生态护坡及其制造方法
【专利摘要】本申请提供一种生态护坡及其制造方法，涉及环境保护和生态修复技术领域，解决了河道两岸水土流失严重，河道面源污染厉害的技术问题。本申请中的生态护坡包括多个球形单体，多个球形单体堆砌形成生态护坡，球形单体包括包衣和内核，其中，包衣包覆于内核外，包衣由硅藻土和煤矸石的粉末组成。本申请应用于河道两岸。
【专利说明】
一种生态护坡及其制造方法
技术领域
[0001]本申请涉及环境保护和生态修复技术领域，具体涉及一种生态护坡及其制造方法。
【背景技术】
[0002]护坡是为防止边坡受冲刷，在坡面上所做的各种铺砌和栽植的统称，以增强河流两侧坡体的稳固性，防止因雨水冲刷引起水土流失。目前，常用的护坡包括河岸护坡和碎石护坡。其中，对于河岸护坡，对护坡的处理主要是强调其强度功效，追求河岸硬化覆盖，只考虑了河流的防洪性能，而淡化了河流的资源功能和生态功能，通过地表径流、排水、地下渗漏等过程，将污染物传输给水体，造成面源污染，破坏了自然河流的生态链过程，破坏了河流的生态环境。现有的碎石护坡，可有效调节土壤表层温度，对降低地表水分蒸发具有明显作用，可增强土壤的保水性能，但是碎石容易受到物理化学的风化作用，使得碎石之间间隙增大，而不同粒径大小的碎石的保水固土能力不同，当遇到洪涝时，容易被冲走，稳定性差。
[0003]因此，现有技术中的护坡都不能满足实际需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种生态护坡及其制造方法，用于控制河流面源污染，且具有很好的稳定性。
[0005]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案:
[0006]—种生态护坡，生态护坡包括多个球形单体，多个球形单体堆砌形成生态护坡，球形单体包括包衣和内核，其中，包衣包覆于内核外，包衣由硅藻土和煤矸石的粉末组成。
[0007]包衣中硅藻土和煤矸石的质量比例为8:2。
[0008]硅藻土为三级硅藻土。
[0009]球形单体中的内核的长度、宽度、厚度的数值的范围均为1.5cm?2cm。
[0010]球形单体的直径小于或者等于2.5cm。
[0011]球形单体中的内核为碎石。
[0012]由以上技术方案可见，上述生态护坡采用球形单体铺设形成生态护坡，一方面能够实现阻断面源污染物入河，实现过滤功能、稳固河岸、防止河道两岸水土流失和调节小流域气候的功能；另一方面，具有内核的球形单体的重量较大，且球形单体中的包衣吸水后，可增加球形单体的重量，进而使得生态护坡具有很好的稳定性，不易发生迀移和坍塌;再一方面，硅藻土能够吸收水分，铺设成生态护坡后，可以在降雨时，吸收水分，在晴朗时，释放水分，起到调节局部气候的作用，且生态护坡的球形单体即使被水流冲散，也不会对河流生态系统造成二次污染和生态风险。
[0013]本申请还提出一种生态护坡的制造方法，该制造方法包括如下步骤:
[0014]步骤S1、将硅藻土和煤矸石磨成粉末，按比例混合均匀得到混合粉末；
[0015]步骤S2、将部分混合粉末和水按比例混合均匀得到糊粉状混合物；
[0016]步骤S3、将内核置于一个混合设备中，用糊粉状混合物将内核包覆；
[0017]步骤S4、将包覆有糊粉状混合物的内核，置于另一个混合设备中，用混合粉末将其包覆；
[0018]步骤S5、在高温条件下烘制一定时间，制得球形单体；
[0019]步骤S6、将多个球形单体堆砌形成生态护坡。
[0020]步骤SI中硅藻土和煤矸石混合得到的混合粉末的粒径小于100目。
[0021 ]步骤S2中糊粉状混合物中混合粉末和水的质量比例为7: 3。
[0022 ] 步骤S3中在600 0C?800 °C高温下烘制24?48小时，制得球形单体。
[0023]上述生态护坡的制造方法与生态护坡的技术效果相似，在此就不一一描述。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本申请中球形单体的结构示意图；
[0026]图2是本申请中多个球形单体堆砌在一起时的结构示意图；
[0027 ]图3是本申请中生态护坡铺设在河道两边时的结构示意图。
[0028]附图标记说明:
[0029]I一生态护坡；2—水面；11一球形单体；
[0030]12—球形单体缝隙；111一包衣； 112—内核。
【具体实施方式】
[0031]为了使本领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0032]本申请提供一种生态护坡，生态护坡包括多个球形单体，多个球形单体堆砌形成生态护坡，图1为球形单体的结构示意图，如图1所示，球形单体11包括包衣111和内核112，其中，包衣111包覆于内核112外，包衣111由硅藻土和煤矸石的粉末组成。其中，内核112用于增加球形单体11的重量，防止被雨水及径流冲刷散开，造成水土流失，包衣111用于吸附水和污染物，对水流进行过滤。
[0033]其中，内核112的形状可以为不规则形状，以提高包衣111的包覆效果。球形单体11的内核111为具有一定的质量的结构即可。优选地，内核111为碎石，此时，内核111不仅具有一定的质量，还具有生态友好性好，不会对生态环境造成污染。
[0034]包衣111的厚度可根据实际应用而定，主要考虑球形单体11的使用地域的气候条件和河流水文条件，根据降水径流特征和洪水爆发的规律等而定。降水径流大和洪水爆发较多的区域可采用包衣111厚度略大的球形单体11。
[0035]本申请中的包衣111中的硅藻土用于实现吸附功能，煤矸石用于维持包衣111的强度。优选地，硅藻土和煤矸石的质量比例为8:2，以使得在硅藻土的比表面积较大，吸附特性较好的同时，具有很好的强度。其中，硅藻土和煤矸石可经机械粉碎成粉末后混合，硅藻土粉末和煤矸石粉末的粒径小于100目。
[0036]发明人发现，三级硅藻土含量多，分布广，成本低，且三级硅藻土中含有硅藻土、黏土等，其中硅藻土的含量为60 %左右，且成破碎化分布，另外三级硅藻土对水中氨氮和⑶D(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)的滤除效率高，适于净水应用，因此，本发明实施例中优选，包衣包括的硅藻土为三级硅藻土，不仅可满足生态护坡的性能需求，还解决了三级硅藻土利用率低的现状，实现了三级硅藻土资源的高效利用。
[0037]可选地，生态护坡中的内核112的长度、宽度和厚度的数值范围均为1.5cm?2cm，需要说明的是，上述数值范围包括两个端点值1.5cm和2cm。基于该尺寸的内核112，制成的球形单体11的直径一般不超过2.5cm。球形单体11的直径不超过2.5cm时，球形单体11的表面积较大，吸附性能好，内核112的不规则形状及表面粗糙度有利于包衣111的粘附，有利于球形单体11的稳定性。
[0038]图2为本申请中多个球形单体11堆砌在一起时的结构示意图，如图2所示，多个球形单体11堆砌在一起时，相邻的球形单体11之间有球形单体缝隙12，球形单体缝隙12适于植物根系的发展，且不影响植物的生长，能够实现生态护坡利于植被生长，防止水土流失的功能。另外，球形单体缝隙12即使被泥沙堵塞，也能因球形单体11的包衣111上的硅藻土的亲水性和吸水性，保持生态护坡的透水性，维持生态护坡的功能。
[0039]图3为本申请中生态护坡铺设在河道两边时的结构示意图，如图3所示，生态护坡I铺设在河流两岸以及水面2以上的倾斜面处，以实现最大接触面地处理径流和农业面源污染对河流水体带来的不利影响。
[0040]生态护坡I采用球形单体11铺设形成生态护坡，球形单体11的包衣111中采用硅藻土为主体材料，能够吸附径流中的水和面源污染物，能够阻断面源污染物入河，实现过滤功能；内核112具有一定的质量，球形单体11的包衣111吸水后，可增加球形单体11的重量，进而增加生态护坡I的整体重量，防止生态护坡I在河水的冲刷下，球形单体11被冲散，丧失防护功能，即增强了生态护坡I的稳定性，稳固了河岸，河岸不易发生迀移和坍塌;生态护坡I中的球形单体11间的球形单体缝隙12适于植物根系发展，不影响植物的生长，防止河道两岸水土流失；而且硅藻土能够吸收水分，铺设成生态护坡I后，可以在降雨时，吸收水分，在晴朗时，释放水分，起到调节局部气候的作用，进而调节小流域气候的功能；生态护坡的球形单体11的内核111为碎石时，即使被水流冲散，也不会对河流生态系统造成二次污染和生态，而且当生态护坡I的球形单体11进行更换时，替换下来的球形单体11的包衣111含有较多的N、P等营养物质，经处理后可作为农业上的肥料，进行二次利用。
[0041]本申请还提出一种生态护坡的制造方法，该制造方法用于制造如上所述的任一种生态护坡，上述各生态护坡的具体细节也适用于此制造方法中，具体地，该制造方法包括如下步骤:
[0042]步骤S1、将硅藻土和煤矸石磨成粉末，按比例混合均匀得到混合粉末；
[0043]具体地，步骤SI中硅藻土和煤矸石混合得到的混合粉末的质量比例为8:2。其中，硅藻土为三级硅藻土。三级硅藻土中，硅藻含量为60%左右，混合粉末中硅藻的含量为48%左右。混合粉末的粒径在100目以下。
[0044]步骤S2、将部分混合粉末和水按比例混合均匀得到糊粉状混合物；
[0045]具体地，步骤S2中糊粉混合物中混合粉末和水的质量比例为7:3，混合粉末为步骤SI中的混合粉末，即硅藻土和煤矸石的质量比例为8:2的混合粉末。
[0046]步骤S3、将内核112置于一个混合设备中，用糊粉状混合物将内核112包覆；
[0047]具体地，步骤S3中所述的混合设备为不锈钢滚筒，也可以为其他能使碎石与糊粉混合物、混合粉末混合均匀的设备，内核112的粒径为1.5cm?2cm。将内核112置于不锈钢滚筒中，加入糊粉混合物，继续转动滚筒，使内核112表面包覆有约I?2_厚度的糊粉混合物。
[0048]步骤S4、将包覆有糊粉状混合物的内核112，置于另一个混合设备中，用混合粉末将其包覆；
[0049]具体地，将包覆有糊粉状混合物的内核112转移至另一不锈钢滚筒中，加入步骤SI中的混合粉末，连续转动滚筒，利用内核112外包覆的糊粉混合物吸附混合粉末，为了便于描述，下文将步骤S4得到的结构称为球形单体预制体。
[0050]步骤S5、在高温条件下烘制一定时间，制得球形单体11;
[0051 ] 具体地，在600°C?800°C高温下将球形单体预制体置于设备中烘制24?48小时，获得球形单体110制成的球形单体11的直径一般不超过2.5cm。
[0052]制成的球形单体11的内部为内核112，外部为包衣111，此时的包衣111为硬质外壳，包衣111的厚度可根据实际应用而定，主要考虑球形单体11的使用地域的气候条件和河流水文条件，根据降水径流特征和洪水爆发的规律等而定。降水径流大和洪水爆发较多的区域可采用包衣111厚度略大的球形单体11。内核112用于增加球形单体11的重量，防止被雨水及径流冲刷散开，造成水土流失。
[0053]步骤S6、将多个球形单体11堆砌形成生态护坡I。
[0054]本申请中生态护坡的制造方法，与本申请中的生态护坡的技术效果类似，在此就不描述。
[0055]尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种生态护坡，其特征在于，生态护坡包括多个球形单体，多个球形单体堆砌形成生态护坡，球形单体包括包衣和内核，其中，包衣包覆于内核外，包衣由硅藻土和煤矸石的粉末组成。2.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于，包衣中硅藻土和煤矸石的质量比例为8:2。3.如权利要求1或2所述的生态护坡，其特征在于，硅藻土为三级硅藻土。4.如权利要求1所述的生态护坡，其特征在于，球形单体中的内核的长度、宽度和厚度的数值的范围均为1.5cm?2cm。5.如权利要求4所述的生态护坡，其特征在于，球形单体的直径小于或者等于2.5cm。6.如权利要求1、4或5所述的生态护坡，其特征在于，球形单体中的内核为碎石。7.一种生态护坡的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤S1、将硅藻土和煤矸石磨成粉末，按比例混合均匀得到混合粉末； 步骤S2、将部分混合粉末和水按比例混合均匀得到糊粉状混合物； 步骤S3、将内核置于一个混合设备中，用糊粉状混合物将内核包覆； 步骤S4、将包覆有糊粉状混合物的内核，置于另一个混合设备中，用混合粉末将其包覆； 步骤S5、在高温条件下烘制一定时间，制得球形单体； 步骤S6、将多个球形单体堆砌形成生态护坡。8.如权利要求7所述的生态护坡的制造方法，其特征在于，步骤SI中硅藻土和煤矸石混合得到的混合粉末的粒径小于100目。9.如权利要求7所述的生态护坡的制造方法，其特征在于，步骤S2中糊粉状混合物中混合粉末和水的质量比例为7:3。10.如权利要求7所述的生态护坡的制造方法，其特征在于，步骤S3中在600°C?800°C高温下烘制24?48小时，制得球形单体。
【文档编号】E02B3/14GK106087874SQ201610639399
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月5日 公开号201610639399.7, CN 106087874 A, CN 106087874A, CN 201610639399, CN-A-106087874, CN106087874 A, CN106087874A, CN201610639399, CN201610639399.7
【发明人】王咏, 张刚, 冯江, 边红枫, 朱遂一, 王肇钧, 王兴雯, 闫钊, 杨晨
【申请人】东北师范大学