[发明专利]利用微生物矿化作用实现垃圾焚烧飞灰团聚化的方法

说明书

本发明公开了一种利用微生物矿化作用实现垃圾焚烧飞灰团聚化的方法。将蛋白胨、肉浸膏、尿素按质量比置于相比蛋白胨200质量倍量的蒸馏水中配制培养基，高温高压灭菌后，将具有矿化作用的菌种接种至培养基中，在摇床上进行振荡培养，至菌液完全浑浊；配制得到的菌液和垃圾焚烧飞灰按比例混合搅拌均匀，平铺于耐腐蚀性平面上；喷淋尿素溶液，即可获得团聚化后垃圾焚烧飞灰。本发明利用垃圾焚烧飞灰中富含钙离子、重金属离子和浸出液呈碱性的特点，只需向垃圾焚烧飞灰中添加含有矿化作用微生物的菌液和尿素溶液，即可团聚化垃圾焚烧飞灰，团聚化后垃圾焚烧飞灰颗粒粒径显著增大，粒径大于80μm的质量从15~20%增大到90~95%。

技术领域

本发明涉及了一种飞灰团聚化的方法，尤其是涉及一种利用微生物矿化作用实现垃圾焚烧飞灰团聚化的方法。

背景技术

垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧的产物，呈灰色，颗粒粒径以0.02～0.08mm的粉粒为主，富含钙元素，呈碱性，因富含多种重金属离子及二噁英等污染物被列为危险废物，需经无害化处理后进行安全处置。目前我国垃圾焚烧飞灰日产量接近1万吨，其无害化处理处置已成为社会关注的热点问题。

目前垃圾焚烧飞灰最常用的处理方法是水泥固化和药剂螯合。水泥固化是将飞灰与水泥加水拌合，经水化反应产生的胶凝物质将飞灰颗粒胶结、包裹起来，形成坚硬的固化体而降低污染物浸出毒性。水泥固化工艺简单，其缺点是水泥掺量高(20～30％)，增容比大(1.5～2)，固化体易开裂，污染物稳定化效果难以确保。药剂螯合是通过化学反应，将重金属等污染物螯合成低溶解性、低迁移性物质。药剂螯合处理的增容问题不明显，对部分重金属稳定化效果好，但因飞灰含多种重金属及二噁英等有机污染物，难以找到普适性的螯合剂，另外药剂螯合处理成本高(2000～3000元/吨)。

为了解决水泥固化水泥掺量高、增容比大和药剂螯合普适性差、成本高等难题，本发明提出一种利用微生物矿化作用实现垃圾焚烧飞灰团聚化的方法，通过团聚化作用降低垃圾焚烧飞灰的浸出毒性。微生物矿化作用是指微生物在新陈代谢过程中会产生一种脲酶，该酶可以将尿素分解，形成铵根离子和碳酸根离子，由于该微生物细胞壁的特殊结构，微生物表面带负电荷，当溶液中含有一定浓度钙离子或其他金属离子时，该离子会被微生物吸附，从而以微生物为晶核，在微生物周围就会形成具有胶凝作用的碳酸盐结晶，微生物细胞体死亡并嵌入结晶体中。

产脲酶微生物用于团聚化垃圾焚烧飞灰时，由于垃圾焚烧飞灰富含钙离子、重金属离子及浸出液呈碱性特点，无须向其中添加钙源和碱性缓冲液，只需添加尿素等营养物质，即可产生矿化作用，胶结、包裹垃圾焚烧飞灰中的重金属、二噁英等有毒物质，降低其浸出毒性。

发明内容

为了解决我国危险废弃物填埋场库容量问题和上述现有垃圾焚烧飞灰处理处置的技术难题，本发明的目的在于提供一种利用微生物矿化作用实现垃圾焚烧飞灰团聚化的方法，利用垃圾焚烧飞灰富含内源钙和各种重金属离子的特点，通过自然界微生物资源进行团聚化处理，降低其浸出毒性。

本发明采用的技术方案包括如下步骤：

步骤1)配制培养基：将蛋白胨、肉浸膏、尿素以4～6：2～4：15～25的质量比置于相比蛋白胨200质量倍量的蒸馏水中配制培养基，在121℃高温，103kPa高压，在15～20min灭菌后，将具有矿化作用的菌种接种至培养基中，然后在20～35℃温度和180～240r/min摇床上进行振荡培养24～48h，至菌液完全浑浊，培养基中菌种的OD₆₀₀值在0.02～0.07之间；

步骤2)将步骤1)中配制得到的菌液和垃圾焚烧飞灰按以液固比200～400mL：1kg比例混合搅拌均匀，平铺于耐腐蚀性平面上，静置8～16h；

步骤3)将步骤2)中得到的垃圾焚烧飞灰平铺层上喷淋0.5～1.5mol/L尿素溶液200～400mL，相对于1kg的垃圾焚烧飞灰，5～7d后，即可获得团聚化后垃圾焚烧飞灰。