[发明专利]一种利用草酸青霉降低拜耳法赤泥碱性的方法

说明书

本发明公开了一种利用草酸青霉降低拜耳法赤泥碱性的方法，属于微生物应用技术领域，包括：(1)将赤泥自然风干并过筛，将得到的赤泥分为第一部分和第二部分，然后将经预处理后的甘蔗渣和麸皮加入到第一部分赤泥中，并混合均匀，得到添加生物质的赤泥；(2)进行土柱装填，将石英砂装填于土柱底部，第二部分赤泥作为中间层，将添加生物质的赤泥装填于顶部，并将草酸青霉菌种接种到第二部分赤泥中；(3)向装填好的土柱中从下向上充水，保持含水率为60％～80％，在室温下进行培育，降低赤泥碱性。本发明利用生物质与草酸青霉相结合的方法，能将赤泥的pH值降低至6.66，本发明使用原料来源广泛，成本低廉，而且微生物修复无二次污染，效果显著，可应用于赤泥堆场。

技术领域

本发明属于微生物应用技术领域，具体涉及一种利用草酸青霉降低拜耳法赤泥碱性的方法。

背景技术

拜尔法赤泥是氧化铝工业生产过程中排放的高碱性固体废弃物，每生产1 t氧化铝产生1.5~2.0 t赤泥，综合利用难度大，外排赤泥以堆存为主，2017年全球积存的待处理赤泥约40亿t，并以每年1.7亿t的速度增长。赤泥堆场的环境安全问题日益严重，如何有效处置和利用赤泥问题已迫在眉睫。国内外已尝试开展对赤泥堆场的生态修复，但由于赤泥碱性强，盐分含量高，营养物质匮乏，植物难以生长。由中南大学环境生态工程团队薛生国教授提出赤泥土壤化的研究思路，拟通过物理-化学-生物等方法将赤泥转化为类似土壤的基质，使经过改良的赤泥具备植物生长的基本条件，实现赤泥的无害化处置。

微生物繁殖速度快，数量多，能分解有机质，释放出营养元素，改善土壤结构，增加土壤肥力；某些特殊的功能菌株能代谢产生有机酸，降低赤泥碱性，为植物提供适宜生长的条件，促进赤泥土壤化进展。近年来，已有研究发现Acidobacteriaceae,Nitrosomonadaceae 和 Caulobacteraceae 等能在未修复的赤泥环境中生长，为赤泥堆场生态修复提供了重要指标。

传统的赤泥基质改良方法有物理法和化学法，但这两种方法成本较高，赤泥堆场占地面积大，用化学试剂喷洒等耗费量大，因此这些方法在实际应用中困难重重。而微生物具有繁殖速度快、应用成本低、无二次污染等特点，应用前景广泛。但是有关利用生物方法对赤泥修复的研究却相对较少。因此，本领域迫切需要利用一种低成本的生物方法对赤泥进行实际修复，从而为赤泥土壤化的实施提供技术支撑。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种操作简单、经济有效、环境友好的利用草酸青霉降低拜耳法赤泥碱性的方法，以解决大量拜耳法赤泥堆存的环境安全问题。

为了实现上述技术目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种利用草酸青霉降低拜耳法赤泥碱性的方法，包括以下步骤：

(1) 将赤泥自然风干并过筛，将得到的赤泥分为第一部分和第二部分，然后将经预处理后的甘蔗渣和麸皮加入到第一部分赤泥中，并混合均匀，得到添加生物质的赤泥；

(2) 进行土柱装填，将石英砂装填于土柱底部，第二部分赤泥作为中间层，将步骤(1)所得添加生物质的赤泥装填于顶部，并将草酸青霉菌种接种到第一部分赤泥中，得到装填好的土柱；

(3) 向步骤(2)中装填好的土柱中从下向上充水，保持含水率为60%~80%，在室温下进行培育，降低赤泥碱性，增加赤泥中有机质含量，促进赤泥团聚体的形成。

作为优选，步骤(1)中，所述甘蔗渣、麸皮和第一部分赤泥的质量百分比为（6~18%）：（5~15%）：（67~89%）。

作为优选，步骤(1)中，所述预处理为热液处理、硫酸处理、氧化钙处理和双氧水处理中的一种。

进一步，所述预处理采用热液处理，具体步骤为：

(a) 将甘蔗渣和麸皮烘干，然后用粉碎机将它们粉碎，过60~80目筛；