拜耳法赤泥路基微生物固化方法及应用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108192623A(43)申请公布日2018.06.22(21)申请号201810024719.7(22)申请日2018.01.10(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号南京林业大学土木工程学院(72)发明人刘鹏程钰邵光辉(51)Int.Cl.C09K17/14(2006.01)E01C3/04(2006.01)E02D3/12(2006.01)C09K103/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称拜耳法赤泥路基微生物固化方法及应用方法(57)摘要本发明公开了一种拜耳法赤泥路基的处理方法及应用方法，属于道路工程领域。该方法采用机械翻耕的方式将铺设的拜耳法赤泥路基与包含巴氏芽孢杆菌的微生物菌液按一定比例充分混合，然后采用多轮注浆的方法向其提供营养液和胶结液。本发明独创性地采用“机械翻耕+注浆”的方式使巴氏芽孢杆菌、赤泥、胶结液三者充分的混合接触，利用巴氏芽孢杆菌在赤泥孔隙中生成碳酸钙结晶胶结填充赤泥颗粒，实现对赤泥的固化。固化后的赤泥可用于公路路基填筑工程，具有无二次污染，成本低廉、制备方法简单及资源利用率高的特点。此外，本发明方法还可以固定赤泥中的重金属等有害成分，可实现对赤泥的多渠道、大规模资源化利用。CN108192623ACN108192623A权利要求书1/1页1.拜耳法赤泥路基微生物固化方法，其特征在于所用菌液为巴氏芽孢杆菌(S.pasteurii)。2.拜耳法赤泥路基微生物处理方法，其特征在于该方法步骤如下：a.均匀铺设赤泥层厚度在20cm～40cm左右；b.采用耕作方法(包括旋耕、翻耕)对赤泥进行处理，同时喷洒待固赤泥孔隙体积1.5倍的浓度为OD600＝1.2的微生物菌液；c.重复a、b操作，铺设多层赤泥层，直至达到设计的赤泥层6厚度；d.待赤泥层铺设完毕后，将注浆花管1垂直打入赤泥6；e.通过注浆花管1，首先向待固赤泥7中注入待固赤泥孔隙体积1.5倍的营养液3①，再注入与微生物菌液等体积的浓度为0.5mol/L～1.0mol/L的尿素与CaCl2混合而成的胶结液4，静置12h；f.反复进行e操作，直至待固赤泥7的强度达到要求或注浆液体(营养液3①或胶结液4)无法注入待固赤泥7中时，停止注浆。3.拜耳法赤泥路基微生物处理方法，其特征在于步骤b中采用边翻耕边喷洒菌液的方式，将赤泥路基与包含巴氏芽孢杆菌的菌液按一定比例充分混合。4.拜耳法赤泥路基微生物处理方法，其特征在于步骤e中采用多轮注浆的方式为赤泥路基提供营养液和胶结液。5.拜耳法赤泥路基微生物处理方法，其特征在于固化后的赤泥可用于公路路基填筑工程。6.拜耳法赤泥路基微生物处理方法，其特征在于处理过程在常温、常压条件下进行；所述的温度优选为15～45℃。2CN108192623A说明书1/4页拜耳法赤泥路基微生物固化方法及应用方法技术领域[0001]本发明涉及一种拜耳法赤泥路基的微生物固化方法及应用方法，属于道路工程领域。背景技术[0002]赤泥是铝土矿经各种物理和化学处理，制取氧化铝后所剩余的红色粉泥状高含水量的强碱性固体废料。其产出量因矿石品位、生产方法、技术水平而异。一般而言，每生产1吨氧化铝同时产出0.8～1.5吨赤泥。目前我国赤泥累计堆存量超过3.5亿吨，赤泥的大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。根据统计，截止2016年底，赤泥的年排放量已超过8000万吨，累计堆存量超过3.52亿吨，而利用量约300多万吨，利用率不足4％。因此，最大限度的减少赤泥堆存和危害，实现多渠道、大规模的资源化利用已迫在眉睫。[0003]微生物固土技术是一类生态、环保的固土方法。微生物注浆固土主要是通过交替注入微生物菌液和胶结液，利用微生物诱导碳酸钙结晶技术(MICP技术)，在土颗粒间孔隙中析出碳酸钙结晶，胶结与填充土颗粒进而起到加固土体的作用。目前工程上主要利用微生物注浆固化砂土和粉土。[0004]赤泥属于固体废料，颗粒细小、孔喉尺寸小；主要含有碱、铁氧化物；pH为10.5～12.0；富含氟离子以及As、Cr、Hg等有毒有害物质，具有碱性偏高、液限偏高、强度与模量低(遇水崩解无强度)等特点。自然条件下赤泥混合料的强度低(不足0.5MPa)、水稳定性差(浸水10分钟之内完全崩解)，不能满足工程使用的基本要求。从现行公路设计、验收等规范或标准要求来看，原始赤泥的无侧限抗压强度值、回弹模量、加州承载比(CBR)等指标均不能满足相关要求。因此，赤泥不能直接作为路基填筑材料用于公路和市政道路路基使用。[0005]现有技术一的技术方案[0006](南相莉，张廷安，刘燕等《我国赤泥综合利用分析》，过程工程学报)：将赤泥中