不用一滴水,农田残膜制成复合板材
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  ◎本报记者 朱 彤  梁 乐

  回收地膜利用率低,处置不当容易造成二次污染。有没有一种技术,能让残膜“变废为宝”,既解决回收难题,又可创造新的经济价值?

  日前,来自新疆农垦科学院机械装备研究所的科研团队,通过与高校、企业及合作社的“产学研用”一体化深度合作,在回收地膜再利用关键技术上取得突破。该团队首创了从残膜机械化回收,到干法清理除杂,再到自“热”成粒,最终形成残膜棉秆复合材料的农田残膜污染闭环治理装备系统。

  这一研究得到了新疆生产建设兵团科技局重点领域科技攻关计划项目支持,已完成回收地膜再利用关键技术与装备搭建试验,目前正在进行技术集成与推广示范,有望为农田残膜治理提供新思路。

  残膜变身颗粒解决存放难题

  6月2日,记者来到兵团第六师芳草湖农场。只听“轰隆”一声,随着机器启动,回收后的地膜经过一道道加工线,最终变成细碎的深色颗粒。

  “这就是我们的干法清理粒化装备线。它虽然外表看起来有些粗糙,但运用了多项创新技术。”项目负责人、新疆农垦科学院机械装备研究所研究员王吉亮告诉记者,残膜在加工成粒前,首先要解决回收问题。

  目前市面上的地膜回收机打捆后需停机卸捆。停机作业交接处的地膜难以回收,卸下的膜捆分散也增加了后期转运工作量。

  能不能将膜捆直接放置在机器上?为此,项目组不断改进技术,最终让地膜回收打捆与茎秆粉碎联合作业机成功实现了携捆作业、地头定点卸膜。

  王吉亮介绍,传统地膜预处理技术主要是将回收的地膜进行湿法造粒,需要通过增加清洗和粉碎次数来提高塑料颗粒纯度。但其耗电耗水量大,对于水资源缺乏的西北地区并不适用。

  对此,项目组自主研发出一套成本低、产值高的干法造粒技术工艺。膜片经过膜捆破碎、一级除杂、二级除杂、常温粒化等工艺被制成颗粒。

  “我们这个技术的特点就是全程不需要一滴水,且除杂率非常高。”王吉亮说,设备巧妙利用了惯性、重力、气流的共同作用。制粒装置在常温下即可运行,尽可能降低能耗。

  在新疆农垦科学院的技术支持下,沙湾市高兴种植农民专业合作社引进了这套地膜干法清理粒化装备系统。

  “以前回收后的残膜基本当垃圾处理了,处理不好还会污染环境,这让农户们很头疼。”该合作社副理事长柴胜利说,利用这套设备将“四处乱飞”的残膜加工成颗粒,解决了残膜的存放难题。2023年,他们共对1万亩左右的回收地膜进行加工。农户们的积极性很高,今年还将进一步扩大推广面积。

  加工成复合材料市场前景好

  来到石河子市锐益达机械装备有限公司厂房内,记者看到一套地膜棉秆复合材料装备示范线正在运行。

  回收地膜颗粒与粉碎后的棉花秸秆在混合搅拌装置中充分融合后,进入塑化造粒装置加工成细小粒料。粒料经过不断冷却,被输送至复合材料产品加工装置,最后成为复合材料新产品。

  石河子市锐益达机械装备有限公司副总经理窦凤玲说,企业与科研团队密切合作,突破了热熔成型关键技术,完成核心部件改进、技术工艺优化及配方改良,探索出地膜性能、生产工艺、技术配方有机结合的技术方案。这让企业又开辟了一条发展新赛道。

  窦凤玲介绍,目前回收地膜棉秆复合材料装备试验线,可制备出达到同类木塑产品性能的地膜秸秆复合材料板材。进入中试阶段后,他们将继续提升技术工艺,最终形成技术配方、加工工艺、加工设备有效兼容的技术装备系统。

  王吉亮告诉记者,新型复合材料中,地膜秸秆占到母料的95%,塑化剂仅占5%,与同类木塑产品相比具有极大的价格优势。如果实现产业化和规模化,新疆本地产复合材料板材完全有可能在国内市场占有一席之地。

  中国农业大学教授高振江认为,此项创新研究意义重大,希望团队尽快完成相关技术指标体系构建和装备性能测试,为我国地膜治理提供一条可借鉴、可复制的技术路线。

  来源:科技日报