CN112430054A - 微生物飞灰建材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型建筑材料领域,具体涉及一种微生物飞灰建材及其制备方法;由下列重量份配比的原料制成:垃圾焚烧飞灰50~70份、硅微粉2~10份,粉煤灰20~30份,水泥3~5份,熟石灰10~15份,赤泥5‑8份,钢渣粉7‑9份,50~80目珠光砂0~30份,菌液10~40份,营养液0~20份,纯丙乳液2~4份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.1~0.5份;通过本发明可制备获得多种微生物飞灰建材制品,包括飞灰陶粒、飞灰混凝土、飞灰透水砖和飞灰路缘石,制备方法绿色无污染,固废利用率高,具有良好的环境效益,具有很好的实际应用价值。

Description

微生物飞灰建材及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型建筑材料领域,具体涉及一种微生物飞灰建材及其制备方法。
背景技术
飞灰一般指燃料燃烧所产生的烟道气中的任何固体颗粒。通常包括火力发电厂烟囱及烟道飞灰和垃圾焚烧飞灰。
垃圾焚烧飞灰(municipal solid waste incineration fly ash,MSWI fly ash)是生活垃圾焚烧的产物,占垃圾焚烧量的3~5%,因含有多种重金属及二噁英等有机毒物且浸出毒性较大,被列入《国家危险废物名录》(代码772-002-18)。《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)规定垃圾焚烧飞灰经固化/稳定化处理达标后方可进入卫生填埋场进行填埋处置。2016年新修订的《国家危险废物名录》也明确将飞灰列为编号HW18危废,危险特性为毒性。按照我国现行处理危险废物的标准,飞灰合法的处理出路只有一条——填埋进安全填埋场。而这条标准和现实之间的矛盾是:在我国建有垃圾焚烧厂的城市中大部分没有安全填埋场,有安全填埋场的城市也无法处理。因此,加大飞灰的资源化综合利用已经是当务之急。
飞灰的处置方式很多,目前普遍采用的有4种:水泥固化、化学药剂稳定化、酸溶剂提取和熔融固化等。水泥固化设备、操作要求简单,且固化费用相对较低,但水泥固化处理后增容量大,而且如果飞灰中含有阻碍水泥正常凝结的成分时,常会发生固化体强度低、有害物质浸出率高等问题;化学药剂稳定是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程,可以在实现废物无害化的同时,达到废物少增容或不增容,转变后的物质可进行卫生填埋,但填埋场环境条件与飞灰稳定化时的条件相差很大,因此,一些长期的环境效应还有待于长期的监测数据和研究结果的验证;酸溶剂提取可以将飞灰中的部分金属提出从而使飞灰进入普通填埋场,但不同的飞灰由于生活垃圾成分、焚烧条件等不同,飞灰中重金属的存在形式和含量有很大差异,因此,即使在同样的处理条件之下,处理效果会有很大的不同;熔融技术主要是将飞灰和细小的玻璃质混和,经混合造粒成型后,在1000-1400℃高温下熔融一段时间,待飞灰的物理和化学状态改变后,降温使其固化,形成玻璃固化体,借助玻璃体的致密结晶结构,确保重金属的稳定,缺点在于所需能源和费用很高,熔融固化后的灰渣可以进行资源化利用。
目前我国的飞灰处理还处于起步阶段,各地大都采用水泥固化为主,无机药剂稳定化为辅的处理方式处理焚烧飞灰。而熔融固化技术由于处理费用很高,在国内还没有使用。总之,目前对于飞灰的处理成本较高,处理的飞灰的总量较小,无法大规模消耗飞灰,无法满足我国日益增长的飞灰产量的处理需求,必须寻找新的飞灰综合处置发展方向。
发明内容
本发明克服现有技术的不足,将飞灰应用于建筑材料中,提出一种微生物飞灰建材,以提高飞灰的资源化利用率。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:
一种微生物飞灰建材,其特征在于,由下列重量份配比的原料制成:垃圾焚烧飞灰50~70份、硅微粉2~10份,粉煤灰20~30份,水泥3~5份,熟石灰10~15份,赤泥5-8份,钢渣粉7-9份,50~80目珠光砂0~30份,菌液10~40份,营养液0~20份,纯丙乳液2~4份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.1~0.5份;
所述菌液为包含有具有矿化沉积功能或具有生成粘结性能多糖功能的微生物的培养液。
微生物产生的矿化沉积物或多糖并包裹飞灰,从而阻止飞灰作为建材使用时由于浸水而出现重金属离子和二噁英浸出并迁移到建材外部从而影响环境和正常使用。此外,微生物的矿化沉积物或多糖也具有粘结剂功能,与垃圾焚烧飞灰、硅微粉、熟石灰等材料结合形成胶结体系,形成飞灰建材,同时经过烘干工艺使得微生物飞灰建材在短时间内产生较高的强度。
飞灰为垃圾焚烧厂收集,一般为灰色粉末状,其粒径一般在1~100μm之间。
50~80目珠光砂是指用50~80目的珍珠岩矿砂膨胀而成的膨胀珍珠岩,粒径为小于0.4mm。化学成分以SiO2和Al2O3为主。
表1珠光砂化学成分组成
Figure BDA0002799784960000021
进一步的,本发明采用的具有矿化沉积功能的微生物是指具有矿化沉积功能的矿化菌,即单菌或混菌,以及为适应生产工艺和环境而通过微生物驯化得到的单菌或混菌。
进一步的,所述单菌为产脲酶菌或非产脲酶菌;其中,产脲酶菌包括巴氏芽孢杆菌、空气芽孢杆菌和球形芽孢杆菌;非产脲酶菌包括科氏芽孢杆菌、假坚强芽孢杆菌、嗜碱芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、腊样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、黄色粘球菌、巴氏芽孢八叠球菌、耐岩芽孢杆菌、绿脓杆菌、希瓦氏菌和大肠杆菌。
进一步的,所述混菌是由多种具有矿化沉积功能的微生物组成的微生物菌群,即好氧型混菌、厌氧型混菌、兼性厌氧型混菌。
本发明尤指一种具有矿化沉积功能的微生物KJ01菌种,分类命名:气单胞菌Aeromonassp.(已于2018年3月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No.15516))进行筛选、活化和培养得到的菌液。
KJ01菌液的制备方法如下:
(1)制备KJ01菌种的培养基,培养基每升各组分含量为蒸馏水1L、蛋白胨6g、牛肉膏4g、NaHCO3 0.45g、Na2CO3 0.6g;用1mol/L的氢氧化钠溶液将培养基pH值调整为pH=8,120℃高温灭菌20分钟;
(2)将KJ01菌种接种至步骤(1)的液体培养基中,振荡培养24小时,获得菌液;然后将所得菌液用离心机以转速4000r/min离心20分钟,获得菌泥;
(3)将菌泥在灭菌后的蒸馏水中重悬,然后稀释获得所含菌体浓度为1.0~1.4×109个/mL的菌液;
KJ01菌液对应的营养液的制备方法如下:
营养液中各物质含量为尿素0.7mol/L、乙酸钙0.7mol/L,pH值保持在8.0。
进一步的,本发明采用的具有生成粘结性能多糖功能的微生物,尤指一种碳酸酐酶菌,所述碳酸酐酶菌可以从市场购买得到。
优选的,碳酸酐酶菌菌液的制备方法如下:
(1)制备碳酸酐酶菌培养基,培养基每升各组分含量为蒸馏水1L、蔗糖10g,K2HPO42g,MgSO4 0.3g,FeCl3 0.05g。用1mol/L的氢氧化钠溶液将培养基pH值调整为pH=7,120℃高温灭菌20分钟。
将碳酸酐酶菌接种至步骤(1)的液体培养基中,振荡培养,直至菌液的粘度≥250MPa﹒s;
碳酸酐酶菌对应的营养液的制备方法如下:
营养液中各物质含量为硝酸钙0.3mol/L,pH值保持在7.0。
另外,本发明还提供微生物飞灰建材的制备方法,包括以下步骤:
(1)将垃圾焚烧飞灰利用余热烘干;
(2)将重量份配比的垃圾焚烧飞灰、硅微粉、粉煤灰、熟石灰、珠光砂、水泥、赤泥、钢渣粉混合均匀;
(3)将制备的菌液、营养液与纯丙乳液、硅烷偶联剂、甲级硅酸钾,聚丙烯酰胺粉体混合均匀;
(4)、将步骤(3)制备的混合液加入到步骤(2)制备的固体骨料和粉料混合物中搅拌均匀,进行微生物矿化沉积培养数小时,然后倒入造粒机造粒成型或模具成型,模具成型工艺包括浇筑振捣成型、挤压成型两种方式。依据不同成型工艺制备出不同类型的微生物飞灰建材。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果:
第一、采用微生物矿化沉积产物或多糖作为胶凝材料包裹固化垃圾焚烧飞灰等固体,并用来制造建筑材料,实现了垃圾焚烧飞灰的大宗利用,可以解决垃圾焚烧飞灰处置带来的环境影响。
第二、采用微生物矿化沉积产物或多糖作为胶凝材料制造建筑材料,避免了使用水泥等传统胶结材料,是一种绿色环保的建材制造方法,具有显著的环境效益和社会效益。
第三、采用微生物矿化沉积产物或产生的多糖物质作为胶结材料结合CO2碳化处理,可显著提高飞灰建材强度;
第四、通过微生物的矿化沉积产物或多糖包裹垃圾焚烧飞灰,可以减少垃圾焚烧飞灰中有害物质浸出,提高垃圾焚烧飞灰建材制品的使用安全性和环保性。
本发明设计合理,可制备获得多种微生物飞灰建材制品,包括飞灰陶粒、飞灰混凝土、飞灰透水砖和飞灰路缘石,制备方法绿色无污染,固废利用率高,具有良好的环境效益,具有很好的实际应用价值。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
微生物飞灰陶粒可以由下列重量分数范围的原料制成:
垃圾焚烧飞灰50~70份、硅微粉2~10份,粉煤灰20~30份,水泥3~5份,熟石灰10~15份,赤泥5-8份,钢渣粉7-9份,50~80目珠光砂0~30份,菌液10~40份,营养液0~20份,纯丙乳液2~4份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.1~0.5份。
飞灰陶粒的微生物制备方法如下:(1)将垃圾焚烧飞灰利用余热烘干;(2)将垃圾焚烧飞灰、硅微粉、粉煤灰、熟石灰、珠光砂、水泥、赤泥、钢渣粉等几种固体粉料混合均匀;(3)将制备的菌液、营养液与纯丙乳液、硅烷偶联剂、甲级硅酸钾,聚丙烯酰胺粉体等几种材料混合均匀;(4)将步骤(2)制备的固体粉料混合物倒入造粒机,然后开启造粒机;(5)将步骤(3)制备的混合液体按质量4等分,采用喷雾装置分4次喷入造粒机,完成陶粒成形造粒;(6)造粒成型的陶粒在造粒机中静置12h待微生物矿化沉积,并获得初始强度;(7)将上述成型的陶粒坯料放入具有抽取真空负压和充填CO2气体功能的的密闭容器中进行快速碳化,其中CO2气体浓度≥20%,快速碳化时间为3h;(8)将陶粒采用余热烘干至恒重,制备成微生物飞灰陶粒。
本实施例所述的微生物飞灰陶粒按以下原材料重量份数制备:
实施例1
垃圾焚烧飞灰50份、硅微粉2份,粉煤灰30份,水泥3份,熟石灰15份,50~80目珠光砂10份,菌液10份,纯丙乳液2份,赤泥5份,钢渣粉9份,甲级硅酸钾1份,聚丙烯酰胺0.05,KH570硅烷偶联剂0.1份。
菌液采用微生物KJ01菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
制备的陶粒压碎指标26%,吸水率1.7%,坚固性指标对应的质量损失为12.5%。
实施例2
垃圾焚烧飞灰70份、硅微粉10份,粉煤灰20份,水泥5份,熟石灰10份,50~80目珠光砂30份,菌液40份,纯丙乳液4份,赤泥8份,钢渣粉7份,营养液20份,甲级硅酸钾0.5份,聚丙烯酰胺0.2份,KH570硅烷偶联剂0.5份。
菌液采用微生物KJ01菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
制备的陶粒压碎指标19%,吸水率1.9%,坚固性指标对应的质量损失为7.6%。
实施例3
垃圾焚烧飞灰50份、硅微粉2份,粉煤灰25份,水泥3份,熟石灰15份,50~80目珠光砂10份,菌液10份,纯丙乳液2份,赤泥6份,钢渣粉8份,营养液10份,甲级硅酸钾0.8份,聚丙烯酰胺0.1份,KH570硅烷偶联剂0.1份。
菌液采用微生物碳酸酐酶菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
制备的陶粒压碎指标14%,吸水率1.2%,坚固性指标对应的质量损失为5.4%。
实施例4
垃圾焚烧飞灰70份、硅微粉10份,粉煤灰30份,水泥5份,熟石灰15份,50~80目珠光砂30份,菌液30份,纯丙乳液4份,赤泥8份,钢渣粉7份,营养液15份,甲级硅酸钾1份,聚丙烯酰胺0.2份,KH570硅烷偶联剂0.5份。
菌液采用微生物碳酸酐酶菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
制备的陶粒压碎指标8%,吸水率0.7%,坚固性指标对应的质量损失为3.9%。
微生物飞灰混凝土可以由下列重量分数范围的原料制成:
垃圾焚烧飞灰50~70份、硅微粉2~10份,粉煤灰20~30份,水泥3~5份,熟石灰10~15份,赤泥5-8份,钢渣粉7-9份,50~80目珠光砂0~30份,菌液10~40份,营养液0~20份,纯丙乳液2~4份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.1~0.5份。
微生物飞灰混凝土的制备方法:(1)将垃圾焚烧飞灰利用余热烘干;(2)将垃圾焚烧飞灰、飞灰陶粒、硅微粉、粉煤灰、熟石灰、珠光砂、水泥、赤泥、钢渣粉等几种固体粉料混合均匀;(3)将制备的菌液、营养液与纯丙乳液、硅烷偶联剂、甲级硅酸钾,聚丙烯酰胺粉体等几种材料混合均匀;(4)、将步骤(3)制备的混合液加入到步骤(2)制备的固体骨料和粉料混合物中搅拌均匀,进行微生物矿化沉积培养数小时,然后浇筑入模中振捣成型。
实施例5
垃圾焚烧飞灰50份、硅微粉2份,粉煤灰30份,水泥3份,熟石灰15份,50~80目珠光砂10份,菌液10份,纯丙乳液2份,赤泥5份,钢渣粉9份,营养液10份,甲级硅酸钾1份,聚丙烯酰胺0.05份,KH570硅烷偶联剂0.1份。
菌液采用微生物KJ01菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
采用上述方法制备的微生物飞灰混凝土抗压强度45MPa,软化系数大于0.9。
实施例6
垃圾焚烧飞灰70份、硅微粉10份,粉煤灰30份,水泥5份,熟石灰15份,50~80目珠光砂30份,菌液40份,纯丙乳液4份,赤泥8份,钢渣粉7份,营养液20份,甲级硅酸钾0.5份,聚丙烯酰胺0.2份,KH570硅烷偶联剂0.5份。
菌液采用微生物KJ01菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
采用上述方法制备的微生物飞灰混凝土抗压强度45MPa,软化系数大于0.9。
实施例7
垃圾焚烧飞灰50份、硅微粉2份,粉煤灰30份,水泥3份,熟石灰15份,50~80目珠光砂10份,菌液10份,纯丙乳液2份,赤泥6份,钢渣粉8份,营养液15份,甲级硅酸钾0.8份,聚丙烯酰胺0.15份,KH570硅烷偶联剂0.1份。
菌液采用微生物碳酸酐酶菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。采用上述方法制备的微生物飞灰混凝土抗压强度45MPa,软化系数大于0.9。
实施例8
垃圾焚烧飞灰70份、硅微粉10份,粉煤灰20份,水泥5份,熟石灰15份,50~80目珠光砂30份,菌液40份,纯丙乳液4份,赤泥5份,钢渣粉9份,营养液5份,甲级硅酸钾1份,聚丙烯酰胺0.2份,KH570硅烷偶联剂0.5份。
菌液采用微生物碳酸酐酶菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
采用上述方法制备的微生物飞灰混凝土抗压强度45MPa,软化系数大于0.9。
微生物飞灰透水砖可以由下列重量分数范围的原料制成:
垃圾焚烧飞灰50~70份、硅微粉2~10份,粉煤灰20~30份,水泥3~5份,熟石灰10~15份,赤泥5-8份,钢渣粉7-9份,50~80目珠光砂0~30份,菌液10~40份,营养液0~20份,纯丙乳液2~4份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.1~0.5份。
微生物飞灰透水砖的制备方法:(1)将垃圾焚烧飞灰利用余热烘干;(2)将垃圾焚烧飞灰、飞灰陶粒、硅微粉、粉煤灰、熟石灰、珠光砂、水泥、赤泥、钢渣粉等几种固体粉料混合均匀;(3)将制备的菌液、营养液与纯丙乳液、硅烷偶联剂、甲级硅酸钾,聚丙烯酰胺粉体等几种材料混合均匀;(4)、将步骤(3)制备的混合液加入到步骤(2)制备的固体骨料和粉料混合物中搅拌均匀,进行微生物矿化沉积培养数小时,然后入模挤压成型,成型压力20MPa。
实施例9
垃圾焚烧飞灰60份、硅微粉7份,粉煤灰15份,水泥5份,熟石灰15份,50~80目珠光砂10份,菌液28份,纯丙乳液4份,赤泥5~8份,钢渣粉7~9份,营养液0~20份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.4份。
菌液采用微生物KJ01菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
采用上述方法制备的微生物飞灰透水砖,透水系数≥2.0×10-2cm/s,劈裂抗拉强度≥3MPa,抗冻性、耐磨性和防滑性均满足现行规范要求。
实施例10
垃圾焚烧飞灰60份、硅微粉7份,粉煤灰15份,水泥5份,熟石灰15份,50~80目珠光砂10份,菌液28份,纯丙乳液4份,赤泥5~8份,钢渣粉7~9份,营养液0~20份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.4份。
菌液采用微生物碳酸酐酶菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。采用上述方法制备的微生物飞灰透水砖,透水系数≥2.0×10-2cm/s,劈裂抗拉强度≥3MPa,抗冻性、耐磨性和防滑性均满足现行规范要求。
微生物飞灰路缘石可以由下列重量分数范围的原料制成:
垃圾焚烧飞灰50~70份、硅微粉2~10份,粉煤灰20~30份,水泥3~5份,熟石灰10~15份,赤泥5~8份,钢渣粉7~9份,50~80目珠光砂0~30份,菌液10~40份,营养液0~20份,纯丙乳液2~4份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.1~0.5份。
微生物飞灰路缘石的制备方法:(1)将垃圾焚烧飞灰利用余热烘干;(2)将垃圾焚烧飞灰、硅微粉、粉煤灰、熟石灰、珠光砂、水泥、赤泥、钢渣粉等几种固体粉料混合均匀;(3)将制备的菌液、营养液与纯丙乳液、硅烷偶联剂、甲级硅酸钾,聚丙烯酰胺粉体等几种材料混合均匀;(4)、将步骤(3)制备的混合液加入到步骤(2)制备的固体骨料和粉料混合物中搅拌均匀,进行微生物矿化沉积培养数小时,然后入模挤压成型,成型压力20MPa。
实施例11
垃圾焚烧飞灰60份、硅微粉7份,粉煤灰15份,水泥5份,熟石灰15份,50~80目珠光砂10份,菌液28份,纯丙乳液4份,赤泥6份,钢渣粉8份,营养液20份,甲级硅酸钾1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.4份。
菌液采用微生物KJ01菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
采用上述方法制备的微生物飞灰路缘石,透水系数≥2.0×10-2cm/s,劈裂抗拉强度≥3MPa,抗冻性、耐磨性和防滑性均满足现行规范要求。
实施例12
垃圾焚烧飞灰60份、硅微粉7份,粉煤灰15份,水泥5份,熟石灰15份,50~80目珠光砂10份,菌液28份,纯丙乳液4份,赤泥5份,钢渣粉9份,营养液10份,甲级硅酸钾0.5份,聚丙烯酰胺0.05份,KH570硅烷偶联剂0.4份。
菌液采用微生物碳酸酐酶菌种进行筛选、活化和培养得到的菌液。
采用上述方法制备的微生物飞灰路缘石,透水系数≥2.0×10-2cm/s,劈裂抗拉强度≥3MPa,抗冻性、耐磨性和防滑性均满足现行规范要求。
混凝土、透水砖、路缘石在使用的材料形式上以石子、砂子、水泥为主,而本发明实施例是以飞灰颗粒代替传统砂子或者以飞灰陶粒代替传统石子,并以微生物产生矿化产物结合一定的胶结材料替代水泥,从而形成微生物飞灰混凝土。而透水砖和路缘石是混凝土使用的两种形式,一般称为混凝土透水砖、混凝土路缘石,是通过调整材料配比、骨料级配获得相应的强度和功能。

Claims (10)

1.一种微生物飞灰建材,其特征在于,由下列重量份配比的原料制成:垃圾焚烧飞灰50~70份、硅微粉2~10份,粉煤灰20~30份,水泥3~5份,熟石灰10~15份,赤泥5-8份,钢渣粉7-9份,50~80目珠光砂0~30份,菌液10~40份,营养液0~20份,纯丙乳液2~4份,甲级硅酸钾0.5~1份,聚丙烯酰胺0.05~0.2份,KH570硅烷偶联剂0.1~0.5份;
所述菌液为包含有具有矿化沉积功能或具有生成粘结性能多糖功能的微生物的培养液。
2.根据权利要求1所述的一种微生物飞灰建材,其特征在于,具有矿化沉积功能的微生物是指具有矿化沉积功能的矿化菌,即单菌或混菌,以及为适应生产工艺和环境而通过微生物驯化得到的单菌或混菌。
3.根据权利要求2所述的一种微生物飞灰建材,其特征在于,所述单菌为产脲酶菌或非产脲酶菌;其中,产脲酶菌包括巴氏芽孢杆菌、空气芽孢杆菌和球形芽孢杆菌;非产脲酶菌包括科氏芽孢杆菌、假坚强芽孢杆菌、嗜碱芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、腊样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、黄色粘球菌、巴氏芽孢八叠球菌、耐岩芽孢杆菌、绿脓杆菌、希瓦氏菌和大肠杆菌。
4.根据权利要求2所述的一种微生物飞灰建材,其特征在于,所述混菌是由多种具有矿化沉积功能的微生物组成的微生物菌群,即好氧型混菌、厌氧型混菌、兼性厌氧型混菌。
5.根据权利要求2所述的一种微生物飞灰建材,其特征在于,所述具有矿化沉积功能的矿化菌为KJ01菌种,其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No.15516。
6.根据权利要求1所述的一种微生物飞灰建材,其特征在于,具有生成粘结性能多糖功能的微生物为碳酸酐酶菌。
7.根据权利要求5所述的一种微生物飞灰建材,其特征在于,所述菌液的制备方法包括以下步骤:
(1)制备KJ01菌种的培养基,培养基每升各组分含量为蒸馏水1L、蛋白胨6g、牛肉膏4g、NaHCO3 0.45g、Na2CO3 0.6g;用1mol/L的氢氧化钠溶液将培养基pH值调整为pH=8,120℃高温灭菌20分钟;
(2)将KJ01菌种接种至步骤(1)的液体培养基中,振荡培养24小时,获得菌液;然后将所得菌液用离心机以转速4000r/min离心20分钟,获得菌泥;
(3)将菌泥在灭菌后的蒸馏水中重悬,然后稀释获得所含菌体浓度为1.0~1.4×109个/mL的菌液;
KJ01菌液对应的营养液的制备方法如下:
营养液中各物质含量为尿素0.7mol/L、乙酸钙0.7mol/L, pH值保持在8.0。
8.根据权利要求6所述的一种微生物飞灰建材,其特征在于,所述菌液的制备方法包括以下步骤:
(1)制备碳酸酐酶菌培养基,培养基每升各组分含量为蒸馏水1L、蔗糖10g,K2HPO4 2g,MgSO4 0.3g,FeCl3 0.05g;
用1mol/L的氢氧化钠溶液将培养基pH值调整为pH=7,120℃高温灭菌20分钟;
将碳酸酐酶菌接种至步骤(1)的液体培养基中,振荡培养,直至菌液的粘度≥250 MPa﹒s;
碳酸酐酶菌对应的营养液的制备方法如下:
营养液中各物质含量为硝酸钙0.3mol/L, pH值保持在7.0。
9.根据权利要求1所述的一种微生物飞灰建材,其特征在于,所述垃圾焚烧飞灰的粒径在1~100μm之间。
10.根据权利要求1-9任一项所述的微生物飞灰建材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将垃圾焚烧飞灰利用余热烘干;
(2)将重量份配比的垃圾焚烧飞灰、硅微粉、粉煤灰、熟石灰、珠光砂、水泥、赤泥、钢渣粉混合均匀;
(3)将制备的菌液、营养液与纯丙乳液、硅烷偶联剂、甲级硅酸钾,聚丙烯酰胺粉体混合均匀;
(4)、将步骤(3)制备的混合液加入到步骤(2)制备的固体骨料和粉料混合物中搅拌均匀,进行微生物矿化沉积培养数小时,然后倒入造粒机造粒成型或模具成型,模具成型工艺包括浇筑振捣成型、挤压成型两种方式。
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