[发明专利]利用科氏葡萄球菌解脲亚种固化胶结含重金属钴工业废渣的方法

说明书

本发明提供了一种利用科氏葡萄球菌解脲亚种固化胶结含重金属钴工业废渣的方法，在好氧条件下，将科氏葡萄球菌解脲亚种的菌液与待处理工业废渣混合，在菌液中加入尿素以及氯化钙，在20～30℃条件下，固化12～15天，完成含重金属钴的工业废渣的固化处理；通过产脲酶菌在尿素和氯化钙的条件下生成碳酸钙沉淀以固定胶结工业废渣中的重金属，达到工业废渣的无害化处理；本发明具有工艺简单、操作方便、效果明显、处理成本低、适用范围广和无二次污染等优点；用本发明方法对含重金属钴工业废渣进行固化胶结，所得的固化体抗压强度高，可用作建筑材料。

(一)技术领域

本发明涉及一种利用科氏葡萄球菌解脲亚种固化胶结含重金属钴工业废渣的方法，属于环境保护固体废弃物处理技术领域。

(二)背景技术

随着经济和人口的发展，我国工业化的程度不断完善，而工业化的发展，伴随着大量工业固体废物的产生，近几年来我国工业固体废物的排放量在大幅度的上升。一般工业固体废物中主要包含尾矿、粉煤灰、电镀污泥、化工废渣、煤矸石、冶炼废渣、炉渣和脱硫石膏等。工业固体废物中含有各种重金属：镉、铬、砷、铅、锌、铜、钴、镍等，部分还存在着放射性金属以及含有不同的有机污染物。根据2014年统计数据显示，我国工业固体废物产生量为32.9亿吨，一般工业固体废物占98.90％，其中综合利用20.4亿吨，库容4.5亿吨，处置能力8亿吨和5940万吨直接排入环境。工业固体废物的污染具有隐蔽性、滞后性和持续性，给环境和人类健康带来巨大危害。目前，大部分工业固体废物在国内多为露天堆放，会对周围环境产生严重的影响，工业固体废物受降雨淋滤作用产生的淋滤液中存在各种重金属，会污染地下水环境、土地环境和地表水环境。

重金属指比重大于4或5的金属，约有45种。钴是其中一种重金属，在周期表中位于第4周期第VIII族。钴是动物的一种必需的微量金属元素，但它具有潜在毒性，钴过量对人体表现出毒性作用，钴可诱致心肌病。无机钴盐可致骨髓增生过盛，产生红细胞增多症，其机制认为是钴抑制骨髓中的氧化酶并产生组织缺氧而刺激红细胞生成。钴接触还可以发生过敏性皮炎，即使微量也可引起，皮炎很类似于镍皮炎。常见类型为伴有红色丘疹的荨麻疹。钴是硬金属疾病的致病因素，可导致呼吸困难和无痰咳嗽的变态反应性哮喘，偶尔导致有肺水肿的化学性肺炎。

目前，这类含重金属钴的工业固体废物可以通过热处理和植物修复处理技术，热处理技术存在去处效果差、成本高、易造成二次污染的问题，而植物修复方法的问题在于植物很难在高重金属毒性的环境中生存，而且处理时间较长。

科氏葡萄球菌解脲亚种是一种产脲酶菌，产脲酶菌可分泌脲酶，脲酶水解尿素会形成CO₃^2-和NH₄⁺离子，同时使环境的pH明显升高，在偏碱性的条件下，重金属离子一部分与碳酸根离子形成沉淀，另一部分重金属会以共沉淀的形式沉淀。目前，已有报道的利用产脲酶菌处理重金属工艺主要是微生物固化土壤中的重金属。但利用产脲酶菌固化胶结含重金属钴的工业固体废物尚未报道。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种利用科氏葡萄球菌解脲亚种固化胶结含重金属钴工业废渣的方法，本发明方法处理得到的固化体稳定性高，重金属浸出量低。

本发明利用中国北京北纳生物菌种保存库中购得的一株产脲酶菌——科氏葡萄球菌解脲亚种(编号BNCC337537)，固化胶结含重金属钴工业废渣。在好氧条件下，将科氏葡萄球菌解脲亚种的菌液与待处理工业废渣混合，在菌液中加入尿素以及氯化钙，在20～30℃条件下，固化12～15天，完成含重金属钴的工业废渣的固化处理。通过产脲酶菌在尿素和氯化钙的条件下生成碳酸钙沉淀以固定胶结工业废渣中的重金属，达到工业废渣的无害化处理。

本发明的技术方案如下：

一种利用科氏葡萄球菌解脲亚种固化胶结含重金属钴工业废渣的方法，所述方法为：

(1)菌种富集培养