一種基于微生物制備的抑塵劑及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于微生物制備的抑塵劑及其使用方法，微生物抑塵劑由細(xì)菌菌液和鈣離子溶液按合適配比配合而成，抑塵劑使用方法為向揚(yáng)塵表面均勻噴灑，根據(jù)實(shí)際需要，處理堆積體積為1m3的揚(yáng)塵抑塵劑用量為300～400L，根據(jù)效果需要處理次數(shù)為1～3次，本發(fā)明的微生物抑塵劑抑塵效果明顯，處理?yè)P(yáng)塵時(shí)抗蒸發(fā)性、抗風(fēng)蝕性和耐久性均大大優(yōu)于灑水抑塵，且反應(yīng)過程吸收溫室氣體CO2，并無任何有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生，具有較好的環(huán)境友好性和經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】—種基于微生物制備的抑塵劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物學(xué)領(lǐng)域和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的交叉科學(xué)技術(shù)，涉及一種新型微生物抑塵劑的制備及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，霧霾席卷祖國(guó)大地，PM2.5嚴(yán)重威脅著人民群眾的身體健康。根據(jù)調(diào)查顯示，隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施與日俱增，建筑工程活動(dòng)日趨復(fù)雜，工業(yè)活動(dòng)日益頻繁，交通、建筑和工業(yè)等生產(chǎn)活動(dòng)不可避免產(chǎn)生揚(yáng)塵污染，尤其是建筑塵，由于其產(chǎn)生于城市之中，嚴(yán)重影響城市生態(tài)環(huán)境，危害居民身心健康。
[0003]目前，工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)主要采用灑水抑塵，但灑水只能潤(rùn)濕揚(yáng)塵表面，難以滲透到期內(nèi)部，由于揚(yáng)塵表面水分蒸發(fā)很快，灑水抑塵時(shí)間短、抑塵效果差，而且水分蒸發(fā)后揚(yáng)塵再次處于無限制狀態(tài)，隨風(fēng)到處遷移，不利于清潔處理。
[0004]如今，全世界各國(guó)已開發(fā)出多種不同類型的抑塵劑，但常常由于加工噴灑工藝復(fù)雜、成本高、環(huán)境相容性差等原因，實(shí)際得到推廣應(yīng)用的很少。本發(fā)明為一種基于微生物制備的新型抑塵劑，處理?yè)P(yáng)塵具有高效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好等特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種基于微生物制備的抑塵劑及其使用方法。達(dá)到固結(jié)揚(yáng)塵的作用，揚(yáng)塵固結(jié)效果好，處理過程中碳酸酐酶微生物吸收溫室氣體CO2，減緩
溫室效應(yīng)。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的基于微生物制備的抑塵劑，制備工藝方法為:
[0007]該抑塵劑由菌液和鈣離子溶液兩組分組成，所述菌液為膠質(zhì)芽孢桿菌，膠質(zhì)芽孢桿菌菌體濃度為1O9~lO'ells/mL，所述鈣離子溶液為可溶性鈣鹽溶液，鈣離子濃度為0.1~1.0mol/L，膠質(zhì)芽孢桿菌菌液與可溶性鈣鹽溶液的配比為150mL:100mL~150mL:300mL ；
[0008]本發(fā)明的基于微生物制備的抑塵劑的使用方法為:向揚(yáng)塵表面均勻噴灑抑塵劑，處理堆積體積為Im3的揚(yáng)塵，抑塵劑用量為300~400L，根據(jù)效果需要處理次數(shù)為I~3次。
[0009]為反應(yīng)自然環(huán)境下處理?yè)P(yáng)塵后受溫度和吸放濕性的影響，將完全干燥的經(jīng)微生物抑塵劑處理后揚(yáng)塵放置于大氣條件下7d，大氣溫度10°C~20°C，相對(duì)濕度50%~70%，進(jìn)行抗風(fēng)蝕和耐久性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)抑塵劑處理后揚(yáng)塵表面固結(jié)，固結(jié)層光滑平整，抗蒸發(fā)性、抗風(fēng)蝕性強(qiáng)，具有良好的耐久性。
[0010]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、與傳統(tǒng)的抑塵技術(shù)相比，本發(fā)明的抑塵劑采用膠質(zhì)芽孢桿菌，能代謝產(chǎn)生碳酸酐酶，碳酸酐酶能捕獲空氣中CO2，促進(jìn)CO2的水合作用，在Ca2+存在的條件下，形成具有膠結(jié)能力的物質(zhì)，達(dá)到固結(jié)揚(yáng)塵的作用，揚(yáng)塵固結(jié)效果好，處理過程中碳酸酐酶微生物吸收溫室氣體CO2，減緩溫室效應(yīng)；[0012]2、與目前常用的其他抑塵技術(shù)相比，碳酸酐酶微生物處理?yè)P(yáng)塵，反應(yīng)產(chǎn)生物質(zhì)為CaCO3, CaCO3為天然石材，環(huán)境相容性好，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，整個(gè)反應(yīng)過程不僅吸收溫室氣體CO2,且無有任何有毒有害氣體產(chǎn)生，具有優(yōu)異的環(huán)境友好性。
[0013]3、抑塵效果明顯，與灑水抑塵相比，抗風(fēng)蝕性能大大提高，從試驗(yàn)結(jié)果來看，lOm/s風(fēng)速下不揚(yáng)塵，15m/s風(fēng)速下?lián)P塵率在0.05%以下，20m/s大風(fēng)下?lián)P塵率在0.2%左右，高溫環(huán)境下抗蒸發(fā)性較好，分析其較好的保濕性源于微生物的保水作用以及揚(yáng)塵表面固結(jié)層的密閉作用，使得抑塵效果更好。
[0014]4、微生物抑塵耐久性較好，模擬雨水沖蝕循環(huán)，經(jīng)過5次沖蝕循環(huán)后，質(zhì)量損失率在6%以下，揚(yáng)塵表面仍能夠保持固結(jié)狀態(tài)，有效阻礙了揚(yáng)塵的遷移，方便清潔工清理，而灑水抑塵3次循環(huán)后揚(yáng)塵完全沖蝕。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為灑水抑塵和微生物抑塵蒸發(fā)量隨時(shí)間變化曲線；
[0016]圖2為灑水抑塵和微生物抑塵水沖蝕循環(huán)次數(shù)與質(zhì)量損失率的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明所用細(xì)菌為膠質(zhì)芽孢桿菌(Bacillusmucilaginous),能代謝產(chǎn)生碳酸酐酶。
[0018]本發(fā)明基于微生物制備的新型抑塵劑及其使用方法，方法步驟如下:
[0019](I)獲取膠質(zhì)芽孢桿`菌(Bacillusmucilaginous)菌液:將膠質(zhì)芽孢桿菌(Bacillus mucilaginous)菌株濕細(xì)胞接種于滅菌后的培養(yǎng)基溶液,每升培養(yǎng)基含有鹿糖 7 ~13g、Na2HPO4 ? 12H201 ~4g、MgSO40.3 ~0.7g、CaCO30.5 ~1.5g、KC10.1 ~0.3g、(NH4)2SO40.2~0.6g、酵母提取物0.1~0.5g，并控制pH為7~8，于30~37°C下振蕩培養(yǎng)，待達(dá)到細(xì)菌生長(zhǎng)穩(wěn)定期停止培養(yǎng)，膠質(zhì)芽孢桿菌(Bacillusmucilaginous)的菌液濃度為 IO9 ~1010cells/mL ；
[0020](2)鈣源選取:鈣源選用可溶性鈣鹽溶液，保證鈣離子濃度為0.1~1.0mol/L ；
[0021](3)將膠質(zhì)芽孢桿菌菌液與可溶性鈣鹽溶液均勻混合制成微生物抑塵劑，膠質(zhì)芽孢桿菌菌液和可溶性鈣鹽溶液的配比為150mL:1OOmL~150mL:300mL ；
[0022](4)取收集的揚(yáng)塵置于鐵盤均勻平鋪，揚(yáng)塵堆積體積為600~800cm3，平鋪后振搗均勻；取微生物抑塵劑均勻噴灑于揚(yáng)塵表面，抑塵劑用量為200~300mL ;噴灑后室溫下暴露在空氣中反應(yīng)；
[0023](5)室溫下暴露在空氣中反應(yīng)至揚(yáng)塵表面無積液后，放入60°C烘箱快速烘干后進(jìn)行抑塵效果表征，試驗(yàn)中設(shè)置水抑塵對(duì)照組，每天重復(fù)以上步驟一次，重復(fù)I~3d。
[0024]為反應(yīng)自然環(huán)境下處理后揚(yáng)塵受溫度和吸放濕性的影響，將完全干燥的經(jīng)微生物抑塵劑處理后揚(yáng)塵放置于大氣條件下7d，大氣溫度為10°C~20°C，相對(duì)濕度為50%~70%，進(jìn)行抗蒸發(fā)性、抗風(fēng)蝕性和耐久性試驗(yàn)。
[0025](6)微生物抑塵抗蒸發(fā)性能測(cè)試:取等質(zhì)量揚(yáng)塵分別平鋪于兩個(gè)鐵盤，揚(yáng)塵顆粒粒徑為75 ii m~300 ii m,向一個(gè)鐵盤中灑水抑塵，向另一個(gè)鐵盤中噴灑微生物抑塵劑抑塵，水和抑塵劑用量相等，稱量?jī)设F盤質(zhì)量后立即放入(60±2)°C烘箱中干燥，每隔一小時(shí)取出稱量質(zhì)量，由初始質(zhì)量可計(jì)算得出蒸發(fā)量，從而得到蒸發(fā)量隨時(shí)間變化情況。
[0026]圖1顯示灑水抑塵和微生物抑塵蒸發(fā)量隨時(shí)間變化的情況，可看出:灑水抑塵蒸發(fā)量較微生物抑塵蒸發(fā)量大，4h后兩組別蒸發(fā)量基本穩(wěn)定，8h后灑水抑塵組蒸發(fā)總量為3224.4g/m2，微生物抑塵組蒸發(fā)總量為2571.0g/m2，相比于灑水抑塵蒸發(fā)總量降低了20.3%，表明采用微生物抑塵比灑水抑塵蒸發(fā)量小，抑塵效果更好，分析其較好的保濕性源于微生物的保水作用以及揚(yáng)塵表面固結(jié)層的密閉作用。
[0027](7)微生物抑塵抗風(fēng)蝕性能測(cè)試:對(duì)灑水抑塵和微生物抑塵進(jìn)行抗風(fēng)蝕性能對(duì)比試驗(yàn)，分別米用10m/s、15m/s和20m/s的風(fēng)速，吹入角度為0° ,風(fēng)蝕時(shí)間為30min。
[0028]分別采集建筑塵和道路塵進(jìn)行抑塵處理實(shí)驗(yàn)，稱量風(fēng)蝕前后質(zhì)量，計(jì)算風(fēng)蝕質(zhì)量損失率。從表1可看出，微生物抑塵劑抑塵效果顯著。
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種基于微生物制備的抑塵劑，其特征在于，該抑塵劑由菌液和鈣離子溶液兩組分組成，所述菌液為膠質(zhì)芽孢桿菌，膠質(zhì)芽孢桿菌菌體濃度為IO9~101(lcellS/mL，所述鈣離子溶液為可溶性鈣鹽溶液，鈣離子濃度為0.1~1.0mol/L，膠質(zhì)芽孢桿菌菌液與可溶性鈣鹽溶液的配比為150mL:100mL~150mL:300mL。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微生物制備的抑塵劑的使用方法，其特征在于該方法為:向揚(yáng)塵表面均勻噴灑抑塵劑，處理堆積體積為Im3的揚(yáng)塵，抑塵劑用量為300~400L，根據(jù)效果需要處理 次數(shù)為I~3次。
【文檔編號(hào)】C09K3/22GK103773314SQ201410015068
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】錢春香, 任立夫, 榮輝 申請(qǐng)人:東南大學(xué)