不用一滴水，農(nóng)田殘膜制成復(fù)合板材

回收地膜利用率低，處置不當(dāng)容易造成二次污染。有沒有一種技術(shù)，能讓殘膜“變廢為寶”，既解決回收難題，又可創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值？

日前，來自新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所的科研團(tuán)隊(duì)，通過與高校、企業(yè)及合作社的“產(chǎn)學(xué)研用”一體化深度合作，在回收地膜再利用關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。該團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)了從殘膜機(jī)械化回收，到干法清理除雜，再到自“熱”成粒，最終形成殘膜棉稈復(fù)合材料的農(nóng)田殘膜污染閉環(huán)治理裝備系統(tǒng)。

這一研究得到了新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科技局重點(diǎn)領(lǐng)域科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目支持，已完成回收地膜再利用關(guān)鍵技術(shù)與裝備搭建試驗(yàn)，目前正在進(jìn)行技術(shù)集成與推廣示范，有望為農(nóng)田殘膜治理提供新思路。

殘膜變身顆粒解決存放難題

6月2日，記者來到兵團(tuán)第六師芳草湖農(nóng)場。只聽“轟隆”一聲，隨著機(jī)器啟動(dòng)，回收后的地膜經(jīng)過一道道加工線，最終變成細(xì)碎的深色顆粒。

“這就是我們的干法清理粒化裝備線。它雖然外表看起來有些粗糙，但運(yùn)用了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所研究員王吉亮告訴記者，殘膜在加工成粒前，首先要解決回收問題。

目前市面上的地膜回收機(jī)打捆后需停機(jī)卸捆。停機(jī)作業(yè)交接處的地膜難以回收，卸下的膜捆分散也增加了后期轉(zhuǎn)運(yùn)工作量。

能不能將膜捆直接放置在機(jī)器上？為此，項(xiàng)目組不斷改進(jìn)技術(shù)，最終讓地膜回收打捆與莖稈粉碎聯(lián)合作業(yè)機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了攜捆作業(yè)、地頭定點(diǎn)卸膜。

王吉亮介紹，傳統(tǒng)地膜預(yù)處理技術(shù)主要是將回收的地膜進(jìn)行濕法造粒，需要通過增加清洗和粉碎次數(shù)來提高塑料顆粒純度。但其耗電耗水量大，對于水資源缺乏的西北地區(qū)并不適用。

對此，項(xiàng)目組自主研發(fā)出一套成本低、產(chǎn)值高的干法造粒技術(shù)工藝。膜片經(jīng)過膜捆破碎、一級除雜、二級除雜、常溫粒化等工藝被制成顆粒。

“我們這個(gè)技術(shù)的特點(diǎn)就是全程不需要一滴水，且除雜率非常高。”王吉亮說，設(shè)備巧妙利用了慣性、重力、氣流的共同作用。制粒裝置在常溫下即可運(yùn)行，盡可能降低能耗。

在新疆農(nóng)墾科學(xué)院的技術(shù)支持下，沙灣市高興種植農(nóng)民專業(yè)合作社引進(jìn)了這套地膜干法清理粒化裝備系統(tǒng)。

“以前回收后的殘膜基本當(dāng)垃圾處理了，處理不好還會(huì)污染環(huán)境，這讓農(nóng)戶們很頭疼。”該合作社副理事長柴勝利說，利用這套設(shè)備將“四處亂飛”的殘膜加工成顆粒，解決了殘膜的存放難題。2023年，他們共對1萬畝左右的回收地膜進(jìn)行加工。農(nóng)戶們的積極性很高，今年還將進(jìn)一步擴(kuò)大推廣面積。

加工成復(fù)合材料市場前景好

來到石河子市銳益達(dá)機(jī)械裝備有限公司廠房內(nèi)，記者看到一套地膜棉稈復(fù)合材料裝備示范線正在運(yùn)行。

回收地膜顆粒與粉碎后的棉花秸稈在混合攪拌裝置中充分融合后，進(jìn)入塑化造粒裝置加工成細(xì)小粒料。粒料經(jīng)過不斷冷卻，被輸送至復(fù)合材料產(chǎn)品加工裝置，最后成為復(fù)合材料新產(chǎn)品。

石河子市銳益達(dá)機(jī)械裝備有限公司副總經(jīng)理竇鳳玲說，企業(yè)與科研團(tuán)隊(duì)密切合作，突破了熱熔成型關(guān)鍵技術(shù)，完成核心部件改進(jìn)、技術(shù)工藝優(yōu)化及配方改良，探索出地膜性能、生產(chǎn)工藝、技術(shù)配方有機(jī)結(jié)合的技術(shù)方案。這讓企業(yè)又開辟了一條發(fā)展新賽道。

竇鳳玲介紹，目前回收地膜棉稈復(fù)合材料裝備試驗(yàn)線，可制備出達(dá)到同類木塑產(chǎn)品性能的地膜秸稈復(fù)合材料板材。進(jìn)入中試階段后，他們將繼續(xù)提升技術(shù)工藝，最終形成技術(shù)配方、加工工藝、加工設(shè)備有效兼容的技術(shù)裝備系統(tǒng)。

王吉亮告訴記者，新型復(fù)合材料中，地膜秸稈占到母料的95%，塑化劑僅占5%，與同類木塑產(chǎn)品相比具有極大的價(jià)格優(yōu)勢。如果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化，新疆本地產(chǎn)復(fù)合材料板材完全有可能在國內(nèi)市場占有一席之地。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授高振江認(rèn)為，此項(xiàng)創(chuàng)新研究意義重大，希望團(tuán)隊(duì)盡快完成相關(guān)技術(shù)指標(biāo)體系構(gòu)建和裝備性能測試，為我國地膜治理提供一條可借鑒、可復(fù)制的技術(shù)路線。