技术领域
[0001] 本
发明涉及一种植物育苗及种植容器，特别是一种利用
造纸污泥、纸浆废液为主要原料制作的营养型免换盆植物育苗及种植容器。
背景技术
[0002] 造纸行业是资源、
能源消耗强度高、污染物产生量大、环境影响严重的加工制造行业。在造纸过程中产生的大量的
造纸污泥及废纸浆，由于
含水量高(60％以上)，呈淤泥状态，成份复杂，处理利用难度大。据中国造纸协会调查资料，2018年全国纸及纸板生产量10435万吨，产生废纸浆5444万吨，按造纸污泥含量5％计算，则每年产生的造纸污泥就有
521万吨以上。如果将这些造纸污泥、废纸浆等固体废物采用简单的倾倒和填埋方式，一年就要占用土地上万亩；但由于填埋场所相对短缺，国内许多纸厂将造纸污泥、纸浆废液随意弃置，造成新的环境污染，成为我国严重的工业污染源。因此，造纸污泥、纸浆废液的无害化处理问题很急迫。
[0003] 实际上，造纸污泥含有大量可利用的资源，如
纤维素类有机质和氮、磷、
钾、
钙、镁、
硅、
铜、
铁、锌、锰等多种植物营养成分，其有害重金属元素含量远远低于农用标准，有效植物营养成分含量比猪粪还高，是一种质优价廉的有机
肥料资源。如木质素造纸污泥含有多种有机质、常量和微量元素，有益于植物生长，还含有丰富的钙元素，能改良酸性
土壤。造纸污泥中除了含有大量的细小纤维外，还含有丰富的有机质、N、P、K等养分以及中微量元素。造纸污泥的重金属含量比城市污泥的低，不会导致重金属污染，所以造纸污泥是一种良好的肥料资源。由于污泥中含有大量
碳酸盐和
硅酸盐，尤其是碳酸盐，造纸污泥的加入甚至有助于土壤中重金属元素(尤其是镉和铅)的保留，可避免其迁移到植物中，不会威胁人类食物链，在土壤中施用造纸污泥也可以起到改良土壤的作用。
[0004] 另一方面随着我国城市化和经济的发展，国家对环境绿化要求越来越高，在城市园林绿化、立体绿化、道路绿化及其他困难立地绿化等方面，对植物的需求量越来越大。
[0005] 目前，世界上用于育苗的容器种类很多，归纳起来共有两类：一类是容器和苗木一起栽入种植地，如蜂窝纸杯、
泥炭容器等；一类是在苗木栽植时取下容器，如用聚苯乙烯、聚氯乙烯制成的塑料袋、营养杯，
无纺布等。前者具有四壁和底部通气、渗水的性能，但存在材质不稳定，苗木运输过程中育苗容器易
破碎，导致苗木损坏、倒伏等问题，进而影响现场栽植，后期养护等。后者是现在普遍采用的工艺，但存在诸多问题。换盆时易伤根，且聚苯乙烯等塑料制品虽能重复使用，但仍存在降解难，污染环境等问题，经济效益差。
[0006] 因此，研发一种环境友好、经济节约、使用便捷、工作效益高的种植容器已成为各类绿化工程施工的急切需求。本发明提供一种由造纸污泥、纸浆废液及其他辅料混合，经过打浆、成型、干燥和整型等工序制成各种形状、规格的植物育苗及种植容器。该容器能够在植物育苗及种植过程中为其提供一定数量的营养成分，不需换盆，可自动降解，免去了
现有技术中需要耗费大量人
力物力进行换盆的麻烦，简化了程序，节约了成本，用以替代塑料容器则可减少环境污染；同时开辟了造纸污泥、纸浆废液、废液木质素、废糖蜜、制糖废液等资源化利用的新途径。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种环境友好、成本低、工艺简单、使用便捷的利用造纸污泥、纸浆废液生产的营养型免换盆植物育苗及种植容器。
[0008] 本发明是通过下述技术步骤实现：
[0009] (1)造纸污泥、纸浆废液的收运与储藏：根据造纸厂的造纸工艺，严格控制污泥、废液的收运与储藏条件，酸法造纸的污泥、废液与
碱法造纸的污泥、废液分开收运及存放。这样做是因为，不同的造纸工艺，产生的污泥、废液性质不同，需要严格按照环保及安全规则进行收运与储存，同时也为下一步骤的物料调配创造条件。
[0010] (2)物料预处理：测定收运造纸污泥、纸浆废液的酸碱度，调pH值至6.0～7.0。这是因为，酸法造纸的污泥、纸浆废液含有一定量的残余酸，而碱法造纸的污泥、纸浆废物则含有一定量的残余碱，需采用加碱性物料或酸性物料的方式进行中和，以将其pH值调至合理范围。
[0011] (3)物料调配：
[0012] ①造纸污泥、纸浆废液的湿基
质量比70％～80％：20％～30％。
[0013] ②添加氮磷钾化肥，使物料干基总氮为6％～10％，干基总磷为5％～8％，干基总钾为2％～5％，方法为先测定物料的含水量，然后计算氮素、磷素、钾素的加入量。
[0014] ③添加粘结剂，占造纸污泥与纸浆废液混合物湿基总重量的5％～8％。粘结剂的作用是提高物料的粘性及可塑性，是产品成型的关键要素。
[0015] ④添物料基总重量3％～8％的生石灰作为灭菌剂、重金属稳定剂。生石灰遇水反应而成
熟石灰，既可杀灭物料中的病虫卵、病原菌等
微生物，还可以作为造纸污泥、纸浆废液中可能含有的重
金属离子的稳定剂。生石灰作为重金属离子的稳定剂的原理如下，以Cu2+为例：
[0016] CaO+H2O→Ca(OH)2↓
[0017] Ca(OH)2+Cu2+→Cu(OH)2↓
[0018] Ca(OH)2是微溶物，其溶度积系数为5.02×10-6，Cu(OH)2是难溶物，其溶度积系数为4.8×10-20，表明Cu(OH)2是比Ca(OH)2要稳定得多的化合物，极难释放出Cu2+，从而起到了稳定Cu2+的作用。其它重金属离子与此类似。
[0019] 物料调配是本发明的关键环节，直接关系到最终产品的质量及其组分含量的稳定，为产品的标识及规范使用奠定
基础。需要严控组分比例，把好质量关。
[0020] (4)拌混打浆：将上述调配好的物料装进特制的
搅拌机，充分搅拌，混合，适量加水，打浆，使物料细腻，均匀，含水量保持在50％～75％。该步骤可将污泥中
块状物、长纤维等打散打细，使物料呈可塑性强，湿度适中，质地均匀的稀泥状，太干或太稀，都影响下一步骤的成型。
[0021] (5)
真空成型：将事先做好的不同形状、尺寸规格的模具置于真空容器内，加注步骤4做成的浆料，抽至真空并保持30～60分钟。这样做的好处是，可使物料充分均匀地填充至模具腔体内，不至于因模具腔体留有残余空气或气泡，使最终的容器出现残缺或孔洞。
[0022] (6)干燥：真空成型后的种植容器湿坯采用热
风对流干燥技术，将含水率从50％～75％干燥至10％～12％。
[0023] (7)整型、质检：将上述经成型、干燥后基本定型的种植容器进行修整，使容器平滑、不粗糙，并疏通底部透气孔，按尺寸、大小、厚度、均匀度、有无裂缝、有无气泡残留等设计指标要求对整型后的产品进行质检，合格产品标明产品养分含量、尺寸规格后入库，不合格品碾碎，重回步骤4。
[0024] 本发明较好的方案可以是，步骤2所述物料预处理中的pH调配，酸法造纸的污泥和废液，添加生石灰，这样做是因为材料易得，操作简便，同时可以消毒、杀菌。
[0025] 本发明较好的方案可以是，步骤2所述物料预处理中的pH调配，碱法造纸的污泥和废液，添加糠
醛渣，这样做是因为糠醛渣具有较强的酸性，pH值通常为3～5，亦属
有机废物再利用，呈粉末状，材料易得，易用，易分解。
[0026] 本发明较好的方案也可以是，步骤2所述物料预处理中的pH调配，在材料来源
许可的情况下，将碱法造纸的污泥、废液分别与酸法造纸的污泥、废液按照一定比例混合，直到将调pH值至6.0～8.0。这样做的好处的事，靠物料本身的酸碱中和调节pH值，而无需额外加酸性物料或碱性物料，操作方便简易。
[0027] 本发明较好的方案又可以是，步骤3所述物料调配中所用的肥料为氮、磷、钾单质化肥，“三个15”
复合肥(即含氮15％，磷15％，钾15％)、含氮磷钾元素的单质或复合缓释肥、
控释肥中的任意一种或多种组合。这样做的好处是，所加肥料的养分含量准确，易操作。使用氮、磷、钾元素的单质或复合缓释肥、控释肥，更能在最终容器使用的过程中，减缓所加肥料的氮、磷、钾元素的释放速率，使其释放速率尽可能地与植物吸收相同步，以提高肥料利用率，延长肥效。
[0028] 本发明较好的方案还可以是，步骤3所述物料调配中所用的粘结剂用造纸废液木质素、
变形淀粉、制糖废液、废糖蜜、明胶、植被型
水泥中的任意一种或几种组合。粘结剂用造纸废液木质素、制糖废液、废糖蜜的好处是废物资源化利用。粘结剂用变形淀粉的好处是，粘结效果好，节约用量，降低成本。粘结剂用明胶、植被型水泥的好处是材料易得，在受损边坡生态修复时，土质边坡常用明胶作为喷混基材的粘结剂，高陡石质边坡用植被型水泥做粘结剂，实践证明其效果稳定，安全适用。
[0029] 本发明提供了一种营养型免换盆种植容器，由造纸污泥、纸浆废液及其他辅料、添加物混合制作成型。该容器在育苗及植物生长过程中能够提供一定量的营养成分，不需要更换并自动降解，免去了现有技术中需要耗费大量人力物力进行换盆的麻烦，简化了育苗及种植程序，降低了成本，减少了现有塑料制品对环境的污染。同时，该育苗及种植容器的规模化应用开辟了造纸污泥、纸浆废液、造纸废液木质素、废糖蜜、制糖废液等的资源化利用的新途径。
附图说明
[0030] 图1是免换盆植物育苗及种植容器制备
流程图。
具体实施方式
[0031] 下面结合
实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0032] 实施例1
[0033] 收运来自广东某酸法造纸厂的污泥、纸浆废液，严格控制污泥、废液的收运与储藏条件。测定收运造纸污泥、纸浆废液的酸碱度，添加生石灰，调pH值至6.0～6.5。以湿基质量百分比计，加入75％造纸污泥、25％的纸浆废液，拌混均匀。
[0034] 测定混合物料的含水量，添加氮、磷、钾化肥，使物料干基总氮为6.5％，干基总磷为6.0％，干基总钾为3.0％，方法为先用“三个15”复合肥将物料干基总钾调至3.0％，再用尿素补足氮素至6.5％，用磷矿粉补足磷素至6.0％。
[0035] 添加以等体积造纸废液木质素、制糖废液、废糖蜜混配的粘结剂，用量为造纸污泥与纸浆混合物湿基总重量的8.0％。
[0036] 添加生石灰作为灭菌剂、重金属稳定剂，用量为造纸污泥与纸浆混合物湿基总重量的7.0％。
[0037] 将上述调配好的物料装进特制的搅拌机，充分搅拌，混合，适量加水，打浆，使物料细腻，均匀，含水量保持在70％。
[0038] 将事先做好的不同形状、尺寸规格的模具置于真空容器内，加注步骤4做成的浆料，抽至真空并保持60分钟。
[0039] 真空成型后的种植容器湿坯采用热风对流干燥技术，将含水率从70％干燥至12％。
[0040] 将上述经成型、干燥后基本定型的种植容器进行修整，使容器平滑、不粗糙，并疏通底部透气孔，按尺寸、大小、厚度、均匀度、有无裂缝、有无气泡残留等设计指标要求对整形后的产品进行质检，合格产品标明产品养分含量、尺寸规格后入库，不合格品碾碎，重回步骤4。
[0041] 实施例2
[0042] 收运来自广东某碱法造纸厂的污泥、纸浆废液，严格控制污泥、废液的收运与储藏条件。测定收运造纸污泥、纸浆废液的酸碱度，添加糠醛渣粉，调pH值至6.5～7.0。以湿基质量百分比计，加入80％造纸污泥、20％的纸浆废液，拌混均匀。
[0043] 测定混合物料的含水量，添加氮、磷、钾化肥，使物料干基总氮为10.0％，干基总磷为8.0％，干基总钾为5.0％，方法为先用
磷酸二氢钾将干基总钾调至5.0％，再用缓释碳铵补足氮素至10.0％，用控释磷肥补足磷素至8.0％。
[0044] 添加以等质量的明胶粉、植被型水泥组合混配的粘结剂，用量为造纸污泥与纸浆混合物湿基总重量的6.0％。
[0045] 添加生石灰作为灭菌剂、重金属稳定剂，用量为造纸污泥与纸浆混合物湿基总重量的4.0％。
[0046] 将上述调配好的物料装进特制的搅拌机，充分搅拌，混合，适量加水，打浆，使物料细腻，均匀，含水量保持在65％。
[0047] 将事先做好的不同形状、尺寸规格的模具置于真空容器内，加注步骤4做成的浆料，抽至真空并保持40分钟。
[0048] 真空成型后的种植容器湿坯采用热风对流干燥技术，将含水率从65％干燥至10％。
[0049] 将上述经成型、干燥后基本定型的种植容器进行修整，使容器平滑、不粗糙，并疏通底部透气孔，按尺寸、大小、厚度、均匀度、有无裂缝、有无气泡残留等设计指标要求对整形后的产品进行质检，合格产品标明产品养分含量、尺寸规格后入库，不合格品碾碎，重回步骤4。
