[发明专利]以介孔氧化硅为重金属钝化剂和微生物载体的堆肥方法

摘要

本发明公开了一种以介孔氧化硅为重金属钝化剂和微生物载体的堆肥方法，以脱水污泥为原料，添加羊粪与锯末的混合物，添加表面负载堆肥菌剂的介孔氧化硅为调理剂，添加介孔氧化硅为重金属钝化剂，充分混合后置于堆肥容器中，调节各组分含量使其含水率为65%左右，C/N比为23:1，采用动态鼓风的方式进行堆肥，控制堆体温度不高于70℃，经过25天堆肥后，得到堆肥产品；介孔氧化硅可有效吸附重金属离子，并利用纳米颗粒表面基团与重金属离子反应，从而改变重金属的形态，降低其毒性。同时介孔氧化硅表面含有大量2~50 nm的孔道，为微生物的栖息提供场所，可加速微生物的生长繁殖，提高堆肥效率。

主权项

1.一种以介孔氧化硅为重金属钝化剂和微生物载体的堆肥方法，其特征在于：以重量分数 为75~85%的含水率为80%左右的脱水污泥为原料，添加15~25%的含水率为5%的羊粪与锯末的混合物，添加3~10%表面负载堆肥菌剂的介孔氧化硅为调理剂，添加1~5%的介孔氧化硅为重金属钝化剂，充分混合后置于堆肥容器中，调节各组分含量使其含水率为65%左右，C/N 比为23:1，采用动态鼓风的方式进行堆肥，鼓风量为6‑8m3/h.t ，控制堆体温度不高于70 ℃，经过25 天堆肥后，物料完全腐熟，得到堆肥产品；所述介孔氧化硅的制备方法如下：以正硅酸四乙酯（TEOS）为硅源，以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂；将2.1 mL 2 mol/L的NaOH溶液和0.6 g CTAB加入到288 mL蒸馏水中，然后在搅拌状态下于80 ℃加热，直至溶液变澄清；然后逐滴加入3 mL TEOS，并搅拌，在80 ℃下反应2 h；反应结束后，将所得溶液进行离心，干燥，研磨，获得白色粉末状固体；用煅烧法去除模板剂，具体过程为：在搅拌状态下将1.0 g 丙烯酰胺、0.1 mg 交联剂N，N‑亚甲基双丙烯酰胺和25 mg (NH4)2S2O8 加入到10 g 含5% 纳米粒子的悬浊液中，超声15 min 使纳米颗粒完全分散于溶液中；然后，升高温度至50 ℃ ，使加入的有机单体发生聚合反应，将所得溶液于80~100 ℃ 干燥过夜；之后，在550 ℃ 下煅烧得到分散性能良好的介孔氧化硅；所述负载堆肥菌剂的介孔氧化硅制备方法如下：将一定量的介孔氧化硅加入到液体培养基中，堆肥菌剂组成为从堆肥产品中分离得到的耐高温放线菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌菌群；所述培养基为含有无机盐的牛肉膏培养基，成分为牛肉膏15~25%，NaCl 0.5~3%，(NH4)2SO4 0.1~5%，NaH2PO4 1%，Na2HPO4 0.5%，pH 7~7.5，介孔氧化硅在液体培养基中质量分数为0.1~1%，恒温培养7 天，离心、干燥即得到负载有堆肥菌剂的介孔氧化硅纳米颗粒。