[发明专利]一种赤泥的生物脱碱方法

说明书

本发明公开了一种赤泥的生物脱碱方法，将黑曲霉孢子悬液接种于培养基并在发酵罐中发酵产酸，产生的发酵液进入菌液分离罐，分离后的发酵液进入混凝沉淀罐中进一步去除其中的微小菌丝体及悬浮物，然后将清洁的发酵液送入脱碱罐与赤泥粉进行酸碱中和反应及固液分离过程，分离后的上层清液为脱碱液，下部为脱碱后的赤泥。在本发明工艺方法的批次运行模式下，赤泥与微生物细胞完全分离，生物脱碱后的赤泥滤渣和真菌菌体可回收利用，且该生物脱碱工艺方法可工业化生产和运营，从而实现了整个赤泥生物脱碱过程的绿色、环保、低成本和规模化运行。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物的无害化处理领域，具体涉及一种赤泥的生物脱碱方法。

背景技术

赤泥是氧化铝工业产出的固态或半固态粉泥状固体废弃物，其富含三价铁离子而呈现红色或红棕色。每生产1吨氧化铝会产生1.5吨左右的赤泥。截止2016年，全球赤泥堆存量超过30亿吨，并以每年1.2亿吨的速度递增。我国赤泥堆存量已超过4.0亿吨，赤泥年产量超过0.6亿吨。目前赤泥的资源化利用效率很低，因此绝大部分外排的赤泥只能堆存处置。但是由于赤泥具有极高的碱度，在堆存时赤泥的碱性渗滤液一旦外流，会给周边地表水、地下水或土壤环境造成严重污染。且赤泥表层的碱性粉尘会通过风力输送至周边农田，加剧碱性污染程度。同时赤泥极高的碱度会严重抑制其资源化利用效率，例如将赤泥作为建筑材料添加剂或回收赤泥中贵重金属元素。因此，赤泥脱碱对于其安全堆存和资源化利用有重要的现实意义。

目前赤泥脱碱有以下几种方法：

1.石灰脱碱法。该方法通过石灰中的钙离子与赤泥中的氢氧根、碳酸根形成沉淀去除赤泥中的碱度，该方法碱度去除率低，当赤泥表层的氢氧化钙和碳酸钙等沉淀溶解后容易再次释放碱度。

2.二氧化碳中和法。通过二氧化碳水解后与赤泥中钙、镁等离子形成沉淀降低赤泥碱度，该方法仪器设备复杂、能耗高、初期投资花费大，且中和后的pH极易反弹。

3.酸中和法。通过硫酸、盐酸等无机酸或柠檬酸等有机酸中和赤泥的碱度，该方法耗酸量极大，运行费用高，且容易造成二次污染。

4.水洗中和法。该方法通过溶剂水溶解赤泥中的碱性物质，再将碱性水排出，从而降低赤泥的碱度。该方法对赤泥的碱度脱除效率低，且外排的大量碱性液体不能直接排放，提升了整个工艺的后续处理费用。

5.海水中和法。该方法同样具有脱碱效率低下的缺陷，且只适用于沿海地区。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有方法和技术的不足，提供一种赤泥的生物脱碱方法。在该工艺方法的批次运行模式下，赤泥与微生物细胞完全分离，生物脱碱后的赤泥滤渣和真菌菌体可回收利用，且该生物脱碱工艺方法可工业化生产和运营，从而实现了整个赤泥生物脱碱过程的绿色、环保、低成本和规模化运行。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种赤泥的生物脱碱方法，包括以下步骤：

(1)在发酵罐中进行培养基的灭菌及黑曲霉的发酵产酸，具体为：

将黑曲霉孢子接种于PDA平板，生长成熟的孢子采用灭菌的生理盐溶液洗脱，制成孢子悬液；

将培养基加入发酵罐中进行灭菌处理，灭菌完毕，待罐体冷却，设置发酵罐发酵参数；将黑曲霉孢子悬液接种于发酵罐中，接种量按照体积为培养基总体积的1～5‰，发酵产酸进程于黑曲霉接种完毕后开始，当发酵罐中发酵液的pH低于2.2时，发酵产酸进程结束，关闭发酵罐；

(2)在菌液分离罐中进行菌丝球与发酵液的分离，具体为：