一种固相负载捕碳微生物胶凝材料的施用装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微生物学领域和环境科学领域的交叉科学技术，涉及一种固相负载捕碳微生物胶凝材料的施用方法。
【背景技术】
[0002]机动车、工业生产、燃煤、扬尘等是当前我国大部分城市环境空气中颗粒物的主要来源，约占85% -90%。扬尘是构成城市环境空气污染的极其重要的因素之一，扬尘对大气颗粒物的年分担率平均为18%，采暖季为12%，非采暖季为23%。扬尘造成的危害多种多样，主要表现为影响空气质量、危害人类身体健康、影响城市景观和植物生长。基于扬尘存在的危害，国内外研究机构纷纷对其防治技术进行了大量研究和应用，当前防治方法主要有洒水防尘法、机械加盖法、防风墙法、防尘网法和表面固化防尘法等，但普遍存在功能单一、价格昂贵、甚至具有毒性、腐蚀性、难降解以及二次污染等一系列弊端。与传统方法相比，微生物方法环境友好、无二次污染，投资少、见效快，操作简单。
[0003]固相负载捕碳微生物胶凝材料主要原理是在微生物作用下，有机钙源转化为方解石矿物并将临时堆土表层细粒胶结起来，阻止表层土壤风蚀扬尘，但胶结强度不高，且可在一定范围调节，不会影响临时堆土的后续使用，最终产物大都是无害、稳定的物质，不破坏植物生长所需的环境，处理时间短，并且投资少，操作简单。对于固相负载捕碳微生物胶凝材料，规模连续化应用成为工程应用亟待解决的难题。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种固相负载捕碳微生物胶凝材料的施用装置及方法，操作简单、效果显著、环境友好，不会产生二次污染。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种固相负载捕碳微生物胶凝材料的施用装置，包括液态微生物胶凝材料制备系统、润湿系统、粉碎系统、喷洒系统和压实系统，其中，
[0007]所述液态微生物胶凝材料制备系统用于以固相负载捕碳微生物胶凝材料和水为原料制备液态微生物胶凝材料，其包括一个内部为空腔的壳体，所述壳体的一侧顶部和下侧部分别设置有固体加料口和水加料口，壳体的另一侧上部设置有溢流口，溢流口连接喷洒系统，壳体中还设置有搅拌器；
[0008]所述润湿系统用于在喷洒液态微生物胶凝材料前将表层土壤润湿，其为一个内部为空腔的圆柱形体，其顶部开设有润湿系统加料口，其底部设置有润湿喷洒口 ；
[0009]所述粉碎系统用于将表层土壤破碎、整平，其设置有破碎叶片；
[0010]所述喷洒系统用于将液态微生物胶凝材料喷洒在土壤表面，其为一个内部为空腔的圆柱形体，其顶部开设有喷洒系统加料口，其底部设置有喷洒口 ；
[0011]所述压实系统用于将喷洒液态微生物胶凝材料后的土壤压实，其为圆柱形。
[0012]进一步的，所述液态微生物胶凝材料制备系统中，固体加料口靠近溢流口的一侧设置有隔离板，避免粉料没有经过解溶就从溢流口流出。
[0013]进一步的，所述液态微生物胶凝材料制备系统的壳体的底部设置有沉降室，所述沉降室的入口及出口分别设置有第一截止阀和第二截止阀。
[0014]进一步的，所述润湿系统的润湿喷洒口为三排，分别为开设于底部、底部两侧45°位置。
[0015]进一步的，所述喷洒系统的喷洒口为三排，分别为开设于底部、底部两侧45°位置。
[0016]进一步的，所述润湿系统、喷洒系统分别通过一个单杆伸缩装置与施工车体连接，润湿系统、喷洒系统通过螺栓安装于各自的单杆伸缩装置上。
[0017]进一步的，所述粉碎系统、压实系统分别通过一个双杆伸缩装置与施工车体连接，粉碎系统、压实系统通过锥形齿轮安装于各自的双杆伸缩装置上。
[0018]进一步的，所述压实系统为一个空心的圆柱形体，其上下端分别设置有进水口和出水口。
[0019]—种固相负载捕碳微生物胶凝材料的施用方法，包括以下步骤:
[0020](I)将水通入喷洒系统，均匀喷洒在土壤表面，将土壤润湿，增大土壤的含水率、降低微生物胶凝材料的用量；
[0021](2)通过粉碎系统将表面土壤破碎、整平，增大微生物胶凝材料的渗透性，以便微生物胶凝材料可以将松散的土壤颗粒固结形成一定厚度的固结层；
[0022](3)将微生物胶凝材料粉剂、水输送至液态微生物胶凝材料制备系统，充分搅拌混匀，固相载体沉降至底部，液态微生物胶凝材料输送至喷洒系统，均匀喷洒在土壤表面；
[0023](4)通过压实系统将土壤表面压实，降低土壤孔隙率，提高微生物胶凝材料固结松散土壤颗粒形成固结层的机械性能。
[0024]本发明的有益效果是:
[0025]本发明与现有技术相比，具有以下优点:
[0026]1、与传统方法的分布操作、间歇化操作相比，实现了微生物胶凝材料在工程应用中连续化施工，提高了施工效率，扬尘抑制效果更显著。
[0027]2、在微生物胶凝材料喷洒前，对土壤表面进行润湿、粉碎预处理，降低了微生物胶凝材料的用量，增大了渗透性；在微生物胶凝材料喷洒后，对土壤表面压实，降低了表层土壤孔隙率，提高了固结松散颗粒形成固结层的机械性能；
[0028]液态微生物胶凝材料制备系统设有沉降室，收集固相载体，实现了载体的循环利用，同时可以避免固相载体堵塞喷洒设备；采用溢流方式采出液态微生物胶凝材料，有效延长了固相载体沉降时间，降低了能耗。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的固相负载捕碳微生物胶凝材料的施用装置的结构示意图；
[0030]图2为图1的俯视图；
[0031 ] 图3为液态微生物胶凝材料制备系统的结构示意图；
[0032]图4为喷洒系统的结构示意图；
[0033]图5为喷洒系统的剖视图；
[0034]图6为粉碎系统的结构示意图；
[0035]图7为粉碎系统的剖视图。
[0036]图中，1-液态微生物胶凝材料制备系统，11固体加料口，12-水加料口，13-隔离板，14-溢流口，15-壳体，16-搅拌器，17-沉降室，18-第一截止阀，19-第二截止阀；2_润湿系统，21-润湿系统加料口，22-润湿喷洒口 ；3_粉碎系统，31-破碎叶片；4_喷洒系统，41-喷洒系统加料口，42-喷洒口，5-压实系统，51-进水口，52-出水口 ；6_单杆伸缩装置；7-双杆伸缩装置。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0038]如图1、2所示为一种固相负载捕碳微生物胶凝材料的施用装置，包括液态微生物胶凝材料制备系统1、润湿系统2、粉碎系统3、喷洒系统4和压实系统5。
[0039]如图3，液态微生物胶凝材料制备系统I用于以固相负载捕碳微生物胶凝材料和水为原料制备液态微生物胶凝材料，其包括一个内部为空腔的壳体15，壳体15的一侧顶部和下侧部分别设置有固体加料口 11和水加料口 12，壳体15的另一侧上部设置有溢流口14，溢流口 14连接喷洒系统4，壳体15中还设置有搅拌器16 ;固体加料口 11靠近溢流口的一侧设置有隔离板13 ;壳体15的底部设置有沉降室17，所述沉降室17的入口及出口分别设置有第一截止阀18和第二截止阀19。
[0040]润湿系统2用于在喷洒液态微生物胶凝材料前将表层土壤润湿，其为一个内