赤泥生物脱碱的方法技术

本发明专利技术涉及赤泥处理技术，公开了一种赤泥生物脱碱的方法。该方法包括以下步骤：将赤泥与水混合进行提取，经固液分离I得到赤泥上清液和赤泥浆；将所述赤泥上清液与秸秆、木质素降解菌混合后进行堆垛发酵，得到降解秸秆料；将所述降解秸秆料与水混合得到混合料I，将所述混合料I灭菌后与降解酶混合进行酶解，经固液分离II得到含糖上清液和秸秆残渣；将所述含糖上清液、所述赤泥浆与乳酸菌混合得到混合料II，将所述混合料II进行发酵。该方法能够有效脱除赤泥中的碱，促进赤泥颗粒的团聚，改良赤泥性质，提高赤泥资源化利用潜力，整个过程绿色环保、成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
赤泥生物脱碱的方法


[0001]本专利技术涉及赤泥处理技术，具体地，涉及一种赤泥生物脱碱的方法。

技术介绍

[0002]赤泥是在生产氧化铝的过程中产生的碱性废渣，随着炼铝工业的发展，产生的赤泥量也呈明显增长的趋势。目前，赤泥的主要处置方式为堆存，赤泥堆场若未经妥善处理或未采取严格的防控措施，其中的污染物极易通过雨水淋滤、污水下渗进入周围土壤和地下水中。将赤泥进行资源化利用，既可以减少污染风险，同时也能带来一定经济效益。然而，不管是堆存还是资源化利用，都需要堆赤泥进行脱碱处理。
[0003]赤泥脱碱即是降低赤泥中的Na2O等含钠化合物含量，可以增强赤泥再利用的寿命和性能，防治二次污染。目前，赤泥脱碱的方法主要包括石灰脱碱法、酸浸法、水洗法、二氧化碳中合法。其中，石灰脱碱法对游离碱和结构碱均有较好的脱除效果，但是石灰用量大、成本高，脱碱后赤泥钙含量较高；酸浸法采用硫酸、盐酸等强酸中和赤泥中的碱，脱除效率高，但是耗酸量大、成本高；水洗法无需消耗任何化学试剂，成本低廉，但是易产生大量碱性废水，造成二次污染，且无法脱除赤泥中的结构碱；二氧化碳中和法对设备要求高，脱碱成本高。
[0004]因此，提供一种高效、低成本、生态环保的赤泥脱碱方法，对于赤泥综合利用和处理具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的赤泥脱碱成本高、易形成二次污染的问题，提供一种赤泥生物脱碱的方法，该方法能够有效脱除赤泥中的碱，促进赤泥颗粒的团聚，改良赤泥性质，提高赤泥资源化利用潜力，整个过程绿色环保、成本低。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种赤泥生物脱碱的方法，该方法包括以下步骤：
[0007](1)将赤泥与水混合进行提取，经固液分离I得到赤泥上清液和赤泥浆；
[0008](2)将步骤(1)得到的所述赤泥上清液与秸秆、木质素降解菌混合后进行堆垛发酵，得到降解秸秆料；
[0009](3)将步骤(2)得到的所述降解秸秆料与水混合得到混合料I，将所述混合料I灭菌后与降解酶混合进行酶解，经固液分离II得到含糖上清液和秸秆残渣；
[0010](4)将步骤(3)得到的所述含糖上清液、步骤(1)中得到的所述赤泥浆与乳酸菌混合得到混合料II，将所述混合料II进行发酵。
[0011]优选地，步骤(1)中所述赤泥与所述水的重量比为1:2
‑
9。
[0012]优选地，所述提取的过程包括：搅拌0.5
‑
1.5h后静置4
‑
6h，所述搅拌的速率为150
‑
220rpm。
[0013]优选地，步骤(2)中所述赤泥上清液与秸秆、木质素降解菌混合的过程包括：将所述赤泥上清液与所述秸秆混合使得秸秆的含水量为60
‑
70wt％，经静置24
‑
48h后得到湿润
秸秆，将所述湿润秸秆铺开，喷洒所述木质素降解菌的菌悬液得到堆垛料。
[0014]优选地，所述木质素降解菌采用保藏编号为GDMCC NO：62047的Marinimyces sedimenticola真菌。
[0015]优选地，所述木质素降解菌的菌悬液的制备方法包括：将所述木质素降解菌进行培养得到真菌培养液，将所述真菌培养液进行搅拌以打碎菌丝得到所述菌悬液。
[0016]优选地，所述培养的条件至少包括：温度为25
‑
35℃，时间为3
‑
5天；所述搅拌的转速为150
‑
400rpm。
[0017]优选地，步骤(2)中所述堆垛发酵的过程包括：将所述堆垛料堆成发酵堆后进行发酵，直至所述发酵堆中木质素的含量不高于10wt％，所述发酵过程中每2
‑
3天进行一次翻堆。
[0018]优选地，所述赤泥的平均粒径小于或等于0.85mm；所述秸秆选自水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆和大豆秸秆中的至少一种，所述秸秆的尺寸为2
‑
5cm。
[0019]优选地，所述赤泥与所述秸秆的重量比为1：0.5
‑
5。
[0020]优选地，步骤(3)中所述混合料I中含水量为80
‑
95wt％。
[0021]优选地，相对于1kg所述降解秸秆料，所述降解酶的用量为15000
‑
45000U。
[0022]优选地，所述降解酶为纤维素酶和/或半纤维素酶。
[0023]优选地，所述酶解的条件至少包括：pH为5
‑
5.5，温度为30
‑
60℃，时间为48
‑
96h。
[0024]优选地，步骤(4)中所述乳酸菌为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和/或戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)。
[0025]优选地，所述乳酸菌为植物乳杆菌和戊糖乳杆菌，且所述植物乳杆菌和戊糖乳杆菌的菌落数比例为3
‑
5:1。
[0026]优选地，所述乳酸菌以菌液的形式与所述含糖上清液和所述赤泥浆混合，所述菌液的OD
600
为0.7
‑
1.5、接种量为3
‑
5体积
‰
。
[0027]优选地，步骤(4)中所述发酵的条件至少包括：温度为28
‑
32℃，搅拌速率为200
‑
300rpm；所述发酵的终点为使得所述混合料II中糖分耗尽。
[0028]优选地，步骤(4)还包括：将所述发酵得到的发酵液进行固液分离III得到乳酸液和固体残渣。
[0029]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：
[0030]本专利技术提供的赤泥生物脱碱的方法，采用赤泥上清液与木质素降解菌相联合对秸秆进行预处理，以利用赤泥上清液中的碱溶出秸秆中的部分木质素，促进木质素降解菌分泌的木质素降解酶渗入秸秆内部，进一步脱除木质素，同时木质素降解菌以溶出的木质素为碳源，生长繁殖，减少溶出木质素对后续酶解和发酵的抑制作用，整个预处理条件温和、绿色环保、不产生二次污染；将降解秸秆料经酶解后得到含糖上清液，可进一步作为乳酸菌的碳源，利用乳酸菌产生的乳酸中和赤泥浆中的结构碱，既能够解除乳酸产物引起的pH下降对乳酸菌的抑制作用，还能够实现结构碱的高效脱除；此外，乳酸菌在发酵过程中分泌胞外多聚物，促进赤泥颗粒之间的团聚，改良赤泥性质，提高赤泥土壤化潜力。
[0031]本专利技术提供的赤泥生物脱碱的方法，整个过程采用赤泥和秸秆作为原料，有效降低赤泥脱碱的成本，实现赤泥和秸秆的二次利用。
具体实施方式
[0032]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥生物脱碱的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将赤泥与水混合进行提取，经固液分离I得到赤泥上清液和赤泥浆；(2)将步骤(1)得到的所述赤泥上清液与秸秆、木质素降解菌混合后进行堆垛发酵，得到降解秸秆料；(3)将步骤(2)得到的所述降解秸秆料与水混合得到混合料I，将所述混合料I灭菌后与降解酶混合进行酶解，经固液分离II得到含糖上清液和秸秆残渣；(4)将步骤(3)得到的所述含糖上清液、步骤(1)中得到的所述赤泥浆与乳酸菌混合得到混合料II，将所述混合料II进行发酵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述赤泥与所述水的重量比为1:2
‑
9；优选地，所述提取的过程包括：搅拌0.5
‑
1.5h后静置4
‑
6h，所述搅拌的速率为150
‑
220rpm。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述赤泥上清液与秸秆、木质素降解菌混合的过程包括：将所述赤泥上清液与所述秸秆混合使得秸秆的含水量为60
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70wt％，经静置24
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48h后得到湿润秸秆，将所述湿润秸秆铺开，喷洒所述木质素降解菌的菌悬液得到堆垛料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述木质素降解菌采用保藏编号为GDMCC NO：62047的Marinimyces sedimenticola真菌；优选地，所述木质素降解菌的菌悬液的制备方法包括：将所述木质素降解菌进行培养得到真菌培养液，将所述真菌培养液进行搅拌以打碎菌丝得到所述菌悬液；优选地，所述培养的条件至少包括：温度为25
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35℃，时间为3
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5天；所述搅拌的转速为150
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400rpm。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述堆垛发酵的过程包括：将所述堆垛料堆成发酵堆后进行发酵，直至所述发酵堆中木质素的含量不高于10wt％，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洪波，陈祝，孙伟，王玉光，王艳秀，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：