CN107587405A - 一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法，该方法步骤包括：a.将垃圾焚烧灰渣摊铺至路基1之上并碾压密实作为底基层2；b.底基层2上表面铺设土工布作为过滤层3；c.取垃圾焚烧灰渣摊铺于过滤层3之上并碾压密实作为基层4；d.先向基层4上表面喷洒CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒菌液，静置2h；e.向基层4上表面喷洒胶结液，静置12h；f.重复e步骤4～6次；g.取垃圾焚烧灰渣与中砂拌合，摊铺于基层4之上并碾压密实作为面层5；h.先向面层5上表面喷洒CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒菌液，静置2h；i.向面层5上表面喷洒胶结液，静置12h；j.重复i步骤4～6次，完成施工。

Description

一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法
技术领域
本发明涉及利用微生物固化城市生活垃圾焚烧灰渣建造透水路面的施工方法，属于固体废弃物资源化利用的技术领域。
背景技术
城市生活垃圾焚烧发电后残余的灰渣作为固体废物，目前主要的处置方法是送填埋场填埋，需要占用大量填埋场地。而城市生活垃圾焚烧灰渣作为筑路材料是对其减量化和资源化利用处置的有效途径。现有的城市生活垃圾焚烧灰渣用于道路建造技术主要有灰渣沥青铺装路面、水泥稳定灰渣道路基层、泥结灰渣路面等。微生物诱导碳酸钙结晶技术(MICP技术)也能够实现散体材料的胶结，但是对于不同胶结对象，其胶结方法与效果差异显著，目前用于胶结天然砂土、粉土和黏性土颗粒，使原本松散的土体能够具有更高的强度，且有生态、环保的优点，在固土领域已经开始应用。
现有技术一的技术方案
灰渣沥青铺装路面，首先对垃圾焚烧灰渣进行了筛选和分化，与其他骨料相混合，将掺加垃圾焚烧灰渣所组成的骨料与沥青拌制成混合料，然后摊铺至路基基层之上进行压实，在基层底部设置排水管。
现有技术一的缺点
由于垃圾焚烧灰渣的吸油率较大，因此会吸收大部分沥青，掺入垃圾焚烧灰渣的沥青混合料会消耗更多的沥青，经济效益差；垃圾焚烧灰渣掺量通常不能超过10％，否则工程性能难以保证，对垃圾焚烧灰渣这类固体废弃的减量化作用有限。
现有技术二的技术方案
水泥稳定灰渣碎石道路基层，将垃圾焚烧灰渣的超尺寸颗粒筛除后，与碎石、水泥和水拌合成混合料，将混合料分层摊铺于压实路基之上并逐层压实、养护后形成道路基层，其上再进行道路面层的施工。
现有技术二的缺点
水泥稳定灰渣碎石需要消耗大量水泥作为胶结材料，虽然消耗了部分固体废弃物垃圾焚烧灰渣，但是使用的水泥是典型的高耗能、高排放建材，生态环境效益有限；同时，水泥浆会阻塞水泥稳定灰渣碎石中骨料间和垃圾焚烧灰渣内的孔隙，使水泥稳定灰渣碎石只能用作不透水道路基层，无法作为透水面层使用，适用条件有限。
现有技术三的技术方案
泥结灰渣路面，将垃圾焚烧灰渣与黏土、水按照一定的配合比拌合成灰渣土混合料，灰渣中粒径大于4cm的灰渣块要预先打碎再拌合，将灰渣土混合料铺装于路基之上，分层辗压密实，养护后作为简易路面。
现有技术四的缺点
泥结灰渣路面易失水干燥，耐磨性、耐久性差，表层易被压碎，灰渣中的有害成分不能被锁定，需经常洒水保养，只能用作临时道路或简易路面，城市道路无法应用。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服现有垃圾焚烧灰渣道路建造技术中传统材建料消耗大、固体废弃物灰渣消耗少、有害成分难以锁定、生态环境效益与应用条件有限的缺陷，将微生物诱导碳酸钙结晶技术用于城市垃圾焚烧灰渣道路建造，以生态、环保、节能的方法解决城市垃圾焚烧灰渣资源化利用和海面城市透水路面的建造问题。
技术方案：一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面由面层、基层、过滤层及底基层四部分组成，土路基表面首先铺筑一层垃圾焚烧灰渣并碾压密实作为底基层，在其上铺设一层土工布作为过滤层；将筛分后的垃圾焚烧灰渣摊铺于过滤层之上并碾压密实，在其表面依次喷洒CaCl2溶液、微生物菌液与胶结液，利用吸附在垃圾焚烧灰渣颗粒上的微生物诱导产生碳酸钙结晶，通过碳酸钙结晶体胶结垃圾焚烧灰渣颗粒并固定重金属离子，使其成为具有一定强度和孔隙度的道路基层；在基层之上摊铺由垃圾焚烧灰渣与粗砂混合而成的面层混合料并压实，在其表面依次喷洒CaCl2溶液、微生物菌液与胶结液，硬化后作为透水道路面层。
一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法，其特征在于该方法步骤如下：
a.将未筛分的垃圾焚烧灰渣摊铺至整平的路基1之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为底基层2；
b.底基层2上表面铺设一层土工布作为过滤层3；
c.取筛分后粒径小于10mm的垃圾焚烧灰渣摊铺于过滤层3之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为基层4；
d.先向基层4上表面均匀喷洒体积为基层4孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为基层4孔隙体积1.5倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
e.向基层4上表面均匀喷洒体积为基层4孔隙体积1.5倍、浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
f.重复e步骤4～6次；
g.取筛分后粒径小于5mm的垃圾焚烧灰渣与中砂拌合，摊铺于基层4之上并碾压密实，压实厚度为10cm～20cm，控制压实度为97％，作为面层5；
h.先向面层5上表面均匀喷洒体积为面层5孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为面层5孔隙体积1.3～1.5倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
i.向面层5上表面均匀喷洒体积为面层5孔隙体积1.3～1.5倍、浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
j.重复i步骤4～6次，完成施工。
所述的一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法，其特征在于所述菌液由巴氏芽孢杆菌(Bacillus pasteurii)和营养液组成，所述胶结液由尿素与CaCl2按等摩尔浓度混合而成。
所述的一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法，其特征在于所述垃圾焚烧灰渣为城市生活垃圾经焚烧处理后的底渣。
本发明的有益效果：(1)充分利用了垃圾焚烧灰渣颗粒内部的多孔特性以及微生物胶结形成的灰渣颗粒之间的多孔性特性，使路面结构即具有足够的强度，又具有良好的透水性，满足透水路面的特性要求；(2)将固体废弃物减量化处理与资源化利用相结合，消耗了垃圾焚烧灰渣，减少了高耗能、高排放的传统建材使用，具有更好的经济效益；(3)将微生物技术用于透水路面施工，能够固定垃圾焚烧灰渣中的有害重金属离子成分，减少了环境污染，具有更好的环保与生态效益。
附图说明
图1施工结构示意图
附图标记：1-路基，2-底基层，3-过滤层，4-基层，5-面层。
具体实施方式
实施例1
在本例中，一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法用于城市慢行绿道建设，建成后的道路供人行走和非机动车行驶，具体实施包括以下步骤：
a.将未筛分的垃圾焚烧灰渣摊铺至整平的路基1之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为底基层2；
b.底基层2上表面铺设一层土工布作为过滤层3；
c.取筛分后粒径小于10mm的垃圾焚烧灰渣摊铺于过滤层3之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为基层4；
d.先向基层4上表面均匀喷洒体积为基层4孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为基层4孔隙体积1.5倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
e.向基层4上表面均匀喷洒体积为基层4孔隙体积1.5倍、浓度为0.8mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
f.重复e步骤4次；
g.取筛分后粒径小于5mm的垃圾焚烧灰渣与中砂拌合，摊铺于基层9之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为97％，作为面层5；
h.先向面层5上表面均匀喷洒体积为面层5孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为面层5孔隙体积1.3倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
i.向面层5上表面均匀喷洒体积为面层5孔隙体积1.3倍、浓度为0.8mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
j.重复i步骤4次，完成施工。
施工完成后无需养护即可投入使用。
实施例2
在本例中，一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法用于停车场道面建设，建成后的停车场用于小型机动车停放，具体实施包括以下步骤：
a.将未筛分的垃圾焚烧灰渣摊铺至整平的路基1之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为底基层2；
b.底基层2上表面铺设一层土工布作为过滤层3；
c.取筛分后粒径小于10mm的垃圾焚烧灰渣摊铺于过滤层3之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为基层4；
d.先向基层4上表面均匀喷洒体积为基层4孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为基层4孔隙体积1.5倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
e.向基层4上表面均匀喷洒体积为基层4孔隙体积1.5倍、浓度为1.2mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
f.重复e步骤6次；
g.取筛分后粒径小于5mm的垃圾焚烧灰渣与中砂拌合，摊铺于基层4之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为97％，作为面层5；
h.先向面层5上表面均匀喷洒体积为面层5孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为面层5孔隙体积1.5倍、浓度为OD600＝1.2的菌液4，静置2h；
i.向面层5上表面均匀喷洒体积为面层5孔隙体积1.3倍、浓度为1.2mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
j.重复i步骤6次，完成施工。
施工完成后无需养护即可投入使用。
实施例3
在本例中，一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法用于公共健身广场地面硬化建设，建成后的场地用于人员进行体育活动，具体实施包括以下步骤：
a.将未筛分的垃圾焚烧灰渣摊铺至整平的路基1之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为底基层2；
b.底基层8上表面铺设一层土工布作为过滤层3；
c.取筛分后粒径小于10mm的垃圾焚烧灰渣摊铺于过滤层3之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为基层4；
d.先向基层4上表面均匀喷洒体积为基层4孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为基层4孔隙体积1.5倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
e.向基层4上表面均匀喷洒体积为基层4孔隙体积1.5倍、浓度为1.0mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
f.重复e步骤4次；
g.取筛分后粒径小于5mm的垃圾焚烧灰渣与中砂拌合，摊铺于基层4之上并碾压密实，压实厚度为10cm，控制压实度为97％，作为面层5；
h.先向面层5上表面均匀喷洒体积为面层5孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为面层5孔隙体积1.3倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
i.向面层5上表面均匀喷洒体积为面层5孔隙体积1.3倍、浓度为1.0mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
j.重复i步骤4次，完成施工。
施工完成后无需养护即可投入使用。

Claims (3)

1.一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法的特征在于该方法步骤如下：
a.将未筛分的垃圾焚烧灰渣摊铺至整平的路基(1)之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为底基层(2)；
b.底基层(2)上表面铺设一层土工布作为过滤层(3)；
c.取筛分后粒径小于10mm的垃圾焚烧灰渣摊铺于过滤层(3)之上并碾压密实，压实厚度为20cm，控制压实度为95％，作为基层(4)；
d.先向基层(4)上表面均匀喷洒体积为基层(4)孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为基层(4)孔隙体积1.5倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
e.向基层(4)上表面均匀喷洒体积为基层(4)孔隙体积1.5倍、浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
f.重复e步骤4～6次；
g.取筛分后粒径小于5mm的垃圾焚烧灰渣与中砂拌合，摊铺于基层(4)之上并碾压密实，压实厚度为10cm～20cm，控制压实度为97％，作为面层(5)；
h.先向面层(5)上表面均匀喷洒体积为面层(5)孔隙体积1倍、浓度为0.02mol/L的CaCl2溶液，待完全渗入后，再喷洒体积为面层(5)孔隙体积1.3～1.5倍、浓度为OD600＝1.2的菌液，静置2h；
i.向面层(5)上表面均匀喷洒体积为面层(5)孔隙体积1.3～1.5倍、浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的胶结液，待完全渗入后，静置12h；
j.重复i步骤4～6次，完成施工。
2.根据权利要求1所述的一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法，其特征在于所述菌液由巴氏芽孢杆菌(Bacillus pasteurii)与营养液组成，所述胶结液由尿素与CaCl2按等摩尔浓度混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种微生物固化垃圾焚烧灰渣透水路面的施工方法，其特征在于所述垃圾焚烧灰渣为城市生活垃圾经焚烧处理后的底渣。
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