[發(fā)明專利]基于兼性好氧微生物礦化的高性能綠色透水磚及制備方法

有效

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• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113264723B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張家廣;韓瑞凱;周愛娟;劉元珍
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B38/08;C12N1/36;C04B111/60
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

1.一種基于兼性好氧微生物礦化的高性能綠色透水磚，其特征在于：由下列重量份數(shù)的原料制成：

載有兼性好氧微生物且粒徑為4.75mm~9.5mm的再生骨料1120~1240份，粒徑為2.36mm~4.75mm的天然骨料755~835份，水泥445~490份，粉煤灰78~86份，水155~165份，兼性好氧微生物懸濁液22~28份，乳酸鈣7~9份；其中，兼性好氧微生物懸濁液濃度為3.0~5.0×10⁷個/mL；

所述兼性好氧微生物能夠通過有氧條件下的有氧呼吸和無氧條件下的發(fā)酵作用以有機(jī)鈣源為基質(zhì)礦化沉積出碳酸鈣沉淀；

所述載有兼性好氧微生物的再生骨料顆粒的制備方法如下：

（1）兼性好氧混菌的篩選過程：

1.1、制備污泥混合物

將污水處理廠濃縮池污泥與花園泥分別過篩后按1：1的重量比例混勻；

1.2、選擇培養(yǎng)基的制備

好氧型微生物選擇培養(yǎng)液：超純水1L、乳酸鈉0.85g、氯化銨0.02g、微量元素液10mL；厭氧型微生物選擇培養(yǎng)液：超純水1L、乳酸鈉0.85g、硝酸鈉0.03g、微量元素10mL；其中，培養(yǎng)基C:N=500:5；

1.3、微生物選擇馴化

兼性好氧特性微生物：培養(yǎng)方式為兩個階段即好氧特性強化和厭氧特性強化；先進(jìn)行好氧培養(yǎng)，再進(jìn)行厭氧培養(yǎng)，以此為一個周期，連續(xù)培養(yǎng)10個周期；

兼性好氧微生物特性強化過程：按1:10的比例，加入污泥混合液和好氧型微生物選擇培養(yǎng)液，用Na₃PO₄調(diào)pH至11，以無菌棉紗覆蓋瓶口，在33℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1~3d；然后取瓶底菌液在相同操作下進(jìn)行傳代富集，以10%的接種量轉(zhuǎn)接到相同選擇培養(yǎng)基中重復(fù)以上操作；然后將其菌液離心后在瓶中重懸，瓶中加入10倍于重懸后菌液體積的厭氧型微生物選擇培養(yǎng)液，調(diào)pH至11，用氮氣吹脫10min以除氧，在33℃恒溫震蕩培養(yǎng)箱中，以120r/min轉(zhuǎn)速培養(yǎng)2~4d，后取瓶底菌液在相同操作下在進(jìn)行一次傳代富集，以此為一個周期；

1.4、將所得菌液用離心機(jī)以轉(zhuǎn)速4000r/min離心20分鐘，獲得菌泥；

1.5、將菌泥在滅菌后的蒸餾水中重懸，然后稀釋至菌液所含菌體濃度為3.0~5.0×10⁷個/mL；

（2）制備載有兼性好氧微生物的再生骨料載體

2.1、采用真空吸附法將細(xì)菌懸濁液吸附到再生骨料的表面和內(nèi)部孔隙中；

2.2、將保護(hù)載體干燥至恒定重量；

2.3、對干燥后吸附兼性好氧混菌的再生骨料顆粒表面噴灑乳酸鈣溶液，乳酸鈣溶液濃度為1.75~2.50g/mL，然后進(jìn)行二次干燥；

透水磚成型過程如下：首先，用水稀釋菌泥，使其濃度為3.0~5.0×10⁷個/mL并取所述重量份數(shù)，再將所述重量份數(shù)的乳酸鈣加入菌液中，攪拌1min；其次，先將全部的再生骨料和天然骨料、摻合料和70%的拌合水倒入攪拌機(jī)，攪拌15s使骨料潤濕，再倒入全部的水泥進(jìn)行造殼攪拌30s，然后加入30%的拌合水在進(jìn)行糊狀攪拌60s，將加有乳酸鈣的菌液倒入攪拌機(jī)中攪拌均勻；然后，將拌合物放入模具時，用振搗棒在模具內(nèi)側(cè)進(jìn)行振搗，此后運用機(jī)械設(shè)備實施振動，最后用抹刀將磚面抹平，而后放到壓力試驗機(jī)上，進(jìn)行靜壓成型，成型壓力為3.8MPa，將磚體放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度與濕度的恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在24h后將模具拆下；最后，將磚體放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度的養(yǎng)護(hù)池，注入水至沒過最高磚面5cm，將多孔的通氧管固定在養(yǎng)護(hù)池底部通入氧氣，用溶解氧測定儀測定水中氧氣濃度使之保持在40~60mg/L進(jìn)行性能強化，8~14d后，取出透水磚置于平均氣溫為20±2℃的條件下，用保水材料或者草簾對磚體加以覆蓋后澆水，養(yǎng)護(hù)14~20d后即得到高性能透水磚。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兼性好氧微生物礦化的高性能綠色透水磚，其特征在于：微量元素液中每升各組成成分含量為：維生素H 0.2g、葉酸（維生素B9） 0.2g、維生素B61g、維生素B2 0.5g、維生素B1 0.5g、煙酸（維生素B3） 0.5g、維生素B5 0.5g、維生素B120.01g、對氨基苯甲酸 0.5g、硫辛酸 0.5g。