[發明專利]一種植物脲酶固化劑及其在垃圾填埋場防滲襯層中的應用

在審

• 申請號: 202011574707.5
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112662708A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 周云東;嚴柏楊;葉至韜;張燚;曾逸文
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C12P3/00
• 分類號: C12P3/00;E02D31/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明公開了一種植物脲酶固化劑及其在垃圾填埋場防滲襯層中的應用，植物脲酶固化劑包括植物脲酶、可溶性鈣鹽、尿素、膠黏劑和水，所述植物脲酶：可溶性鈣鹽：尿素：膠黏劑：水的質量比為10：5~10：5~30：1~2：200~400。將植物脲酶固化劑按照1~10 L/m³的液固體積比與粘土拌和，逐層鋪設并壓實在垃圾填埋場的底層及四周即形成防滲襯層，使防滲襯層強度提高1.75~2.53倍，使透過重金屬離子降至27~65%，滲透系數降低至1×10^?7以下，有效降低重金屬離子的遷移和滲透。

技術領域

本發明屬于環境巖土技術領域，具體涉及一種植物脲酶固化劑及其在垃圾填埋場防滲襯層中的應用。

背景技術

隨著我國城市化進程的不斷推進和居民生活水平的提高，城市生活垃圾的數量與日俱增，人們的環保意識不斷增強，生活垃圾的無害化處置問題愈發引起關注。我國常用的固體廢物處置方法有焚燒、填埋和堆肥三類，相較于其余兩種處置方法，填埋法的處置效率高、處置量大、處置成本低且環保安全。基于以上優勢，填埋法在我國被廣泛采用，垃圾填埋場的修建數量不斷增多。

建造垃圾填埋場的關鍵技術是填埋場底部襯層的防滲處理。目前國內填埋場的襯層大多采用壓實粘土作為基本材料，但垃圾滲濾液中的重金屬物質穿透能力強，在擴散作用下能夠穿透粘土層，造成地下水污染和土壤污染。因此，需要改良粘土襯層以增強其阻擋重金屬的能力。

植物脲酶誘導方解石沉淀技術是一種環境巖土領域中的新技術，其基本原理是利用植物脲酶將尿素分解成CO₃^2- 和其他產物，CO₃^2-與環境中的Ca²⁺結合生成方解石。部分研究表明，可將大豆脲酶與尿素、醋酸鈣混合，誘導產生膠凝性且難溶的碳酸鈣晶體，從而將砂顆粒膠結成具有一定強度的整體（參見吳林玉等，巖土工程學報，2020年4月第42卷第4期）。本發明進一步改良植物脲酶固化劑處方，使之適用于垃圾填埋場底部防滲襯層的應用，提高襯層強度并減少重金屬的滲透。

發明內容

本發明的目的在于提供一種植物脲酶固化劑及其在垃圾填埋場防滲襯層中的應用，改良植物脲酶固化劑處方，使之適用于垃圾填埋場底部防滲襯層的應用，提高襯層強度并減少重金屬的滲透。

本發明的目的通過以下技術方案實現：一種植物脲酶固化劑，包括植物脲酶、可溶性鈣鹽、尿素、膠黏劑和水，所述植物脲酶：可溶性鈣鹽：尿素：膠黏劑：水的質量比為10：5~10：5~30：1~2：200~400。

優選的，所述植物脲酶為大豆脲酶。

優選的，所述膠黏劑為黃原膠、瓜爾膠、結冷膠混合膠黏劑，質量比為4：3：3。

優選的，所述植物脲酶：可溶性鈣鹽：尿素：膠黏劑：水的質量比為10：10：30：1：200。

一種植物脲酶固化劑在垃圾填埋場防滲襯層中的應用，包括將植物脲酶固化劑按照1~10 L/m³的液固體積比與粘土拌和，逐層鋪設并壓實在垃圾填埋場的底層及四周即形成防滲襯層。

優選的，所述植物脲酶固化劑與粘土拌和液固體積比為10 L/m³。

優選的，所述防滲襯層強度為56~81KPa，重金屬吸附量為1.75~3.63mg/kg，滲透系數小于1×10^-7。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明通過植物脲酶固化劑對粘土進行改良用于修建垃圾填埋場防滲襯層，植物脲酶誘導方解石沉淀技術使防滲襯層強度相比于對照組提高1.75~2.53倍，同時方解石還具有吸附多種重金屬離子的能力，使透過重金屬離子為對照組的27~65%，滲透系數降低至1×10^-7以下，有效降低重金屬離子的遷移和滲透。

具體實施方式