一种微生物和生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于道路材料技术领域，公开了一种微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，以微孔寄生载体100份质量为基准，所述添加剂胶囊包括：孔表改性剂0.2～0.5份，致孔剂1～2份，扩孔剂0.1～0.3份，生物粘结胶质10～18份，有机质矿化菌株2～4份，粘结转化菌株1～2份，激发剂0.1～0.3份，加筋纤维12～20份，自降解囊壳1～5份，分散剂1～2份，保湿剂0.5～0.8份，密封外膜2份。本发明专利技术的微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊固化效果良好，固化过程中无污染物质产生，能够实现对淤泥的生物固化效应，提升固化淤泥的抗压强度，固化后的淤泥可用于路基填筑等应用。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物和生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊及其制备方法与应用
本专利技术属于道路材料
，特别涉及一种微生物和生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊及其制备方法与应用。
技术介绍
随着江河湖海中细颗粒土日积月累沉积，产生了大量的淤泥，河道、湖泊、港口的通航、防洪、排涝、灌溉能力受到极大制约。此外，淤泥的堆积会污染水资源，影响水环境。疏浚淤泥的传统处置方法为堆填或抛弃，但由于部分疏浚淤泥中存在重金属含量超标、有机质较多的特点，由于抛泥量大，海洋无法完全消纳分解污染物，破坏海洋环境；而内陆地区通常设置堆场进行堆放，如果待自然蒸发和固结沉降完成后再利用，需要经过数年时间才能完成，处理不当还会造成二次污染。因此，淤泥的处理逐渐成为世界范围内的难题。随着城镇化进程的快速推进，交通基础设施的建设对路基填土、砂石等天然材料的需求日益强烈，通过耕地开挖、江河采砂、山区采石获取筑路材料会破坏生态环境，消耗自然资源。结合疏浚淤泥的处理，若将疏浚淤泥通过资源化再生利用，作为道路的建筑材料，不但减少土地占用，保护环境，而且降低道路的造价，取得较好的经济效益。针对于淤泥，现多采用脱水、干化、焚烧或固化等手段进行处理，其中固化方法是最为有效的资源化利用手段之一。淤泥固化方法多采用掺加固化剂的方法对淤泥进行固化处理，常用的固化剂包括水泥、石灰及粉煤灰等，主要通过降低淤泥中水分含量来实现淤泥强度的提升。但在实际应用过程中，由于淤泥含水量较高，需要加入大量水泥或石灰等固化添加剂才能在一定程度上提高淤泥的强度；同时，由于淤泥中含有一定量的有机质成分，有机质会附着于土颗粒表面，阻碍土颗粒与固化剂之间的结合，同时还会延缓固化剂的水化进程，导致固化淤泥强度不足，而后期强度无法随龄期的延长而有效提升。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种微生物和生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊。本专利技术另一目的在于提供上述微生物和生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述微生物和生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊在固化淤泥中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，各原料质量份数配比如下：微孔寄生载体100份，孔表改性剂0.2份～0.5份，致孔剂1份～2份，扩孔剂0.1份～0.3份，生物粘结胶质10份～18份，有机质矿化菌株2份～4份，粘结转化菌株1份～2份，激发剂0.1份～0.3份，加筋纤维12份～20份，自降解囊壳1份～5份，分散剂1份～2份，保湿剂0.5份～0.8份，密封外膜2份。优选的，所述微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，各原料质量份数配比如下：微孔寄生载体100份，孔表改性剂0.3份～0.4份，致孔剂1.4份～1.6份，扩孔剂0.18份～0.24份，生物粘结胶质14份～16份，有机质矿化菌株2.8份～3.2份，粘结转化菌株1.6份～1.8份，激发剂0.15份～0.24份，加筋纤维16份～18份，自降解囊壳2份～4份，分散剂1.5份～1.7份，保湿剂0.6份～0.7份，密封外膜2份。更优的，所述微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，各原料质量份数配比如下：微孔寄生载体100份，孔表改性剂0.36份，致孔剂1.5份，扩孔剂0.22份，生物粘结胶质15份，有机质矿化菌株3份，粘结转化菌株1.7份，激发剂0.2份，加筋纤维17份，自降解囊壳3份，分散剂1.6份，保湿剂0.66份，密封外膜2份。优选的，所述的微孔寄生载体为沸石粉、纳米海泡石粉和多孔硅酸钙中的至少一种；更优选的，所述的微孔寄生载体比表面积为4000～6000cm2/g，孔径为2.2-5.4nm。优选的，所述的孔表改性剂为TFS型高钙矾石改性剂和TPS型高钙矾石改性剂中的一种或两种，其中TFS型为富硫型改性剂，TPS型为贫硫型改性剂。优选的，所述的致孔剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和氯化锂中的至少一种，固含量范围为90％～95％。优选的，所述的扩孔剂为聚乙烯醇、炭黑和碳酸氢铵中的至少一种；更优选的，所述致孔剂的含水量为0.1％～0.5％，气化温度为90℃～140℃。优选的，所述的生物粘结胶质为海菜粉，2％浓度条件下粘度范围为180000cps～300000cps。优选的，所述的有机质矿化菌株为胶质芽孢杆菌、哈茨木霉、淡紫拟青霉和地衣芽孢杆菌中的至少一种；更优选的，所述活菌含量范围为48×108CFU/g～54×108CFU/g，菌株均为粉末状，细度范围为100～300目。优选的，所述的粘结转化菌株为粪链球菌和溶乳酪微球菌中的至少一种，活菌含量范围为28×108CFU/g～36×108CFU/g。优选的，所述的激发剂为琼脂和可溶性淀粉中的至少一种；更优选地，所述pH激发剂的值范围为5.6～7.5，灰分含量范围为0.2％～0.5％。优选的，所述的加筋纤维为聚酯纤维、玻璃纤维和粘胶纤维中的至少一种；更优选地，所述加筋纤维的纤维当量直径范围为12.62μm～23.05μm，断裂强度范围为3.3cN/dtex～7.4cN/dtex。优选的，所述的自降解囊壳为明胶、醋酸纤维素酞酸酯和乙基纤维素中的至少一种；更优选地，所述自降解囊壳的含水量范围为12.5–17.5％。优选的，所述的分散剂为大豆磷脂分散剂和羧甲基纤维素钠中的至少一种；更优选地，所述分散剂的酸价范围为18mgKOH/g～30mgKOH/g，过氧化值范围为5meq/kg～10meq/kg。优选的，所述的保湿剂为山梨醇、硫锌酸和β葡聚糖中的至少一种；更优选地，所述保湿剂的比旋度范围为+4.0°～+7.0°，硫酸盐含量范围为0.001％～0.01％。优选的，所述的密封外模为铝箔或蜡。一种制备上述微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊的方法，包括以下步骤：(1)将孔表改性剂、致孔剂、扩孔剂和水混合后得到复合改性溶液，然后将微孔寄生载体材料与复合改性溶液混合均匀再静置后，干燥得到混合物；(2)将激发剂、保湿剂混合均匀后，然后加入有机质矿化菌株和粘结转化菌株，得到混合物；(3)在步骤(1)所得混合物中加入生物粘结胶质和水，混合均匀后再加入分散剂和步骤(2)所得混合物，再次混合均匀得到混合物；(4)将加筋纤维和步骤(3)所得混合物装入囊壳中，并采用密封外模对胶囊进行密封处理，完成得到微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊。步骤(1)所述微孔寄生载体材料与复合改性溶液优选为在1000rad/min～2000rad/min速度下搅拌5～10min进行混合。所述静置时间为12～36h，优选为24h。所述干燥优选为在5～70℃干燥10～24h。步骤(3)所述再次混合均匀优选为以500rad/min～1500rad/min的速度搅拌4～5min。所述混合物1～3优选为在无菌室中进行保存。上述微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊在固化淤泥中的应用。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，其特征在于各原料质量份数配比如下：微孔寄生载体100份，孔表改性剂0.2份～0.5份，致孔剂1份～2份，扩孔剂0.1份～0.3份，生物粘结胶质10份～18份，有机质矿化菌株2份～4份，粘结转化菌株1份～2份，激发剂0.1份～0.3份，加筋纤维12份～20份，自降解囊壳1份～5份，分散剂1份～2份，保湿剂0.5份～0.8份，密封外膜2份。/n

【技术特征摘要】
1.一种微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，其特征在于各原料质量份数配比如下：微孔寄生载体100份，孔表改性剂0.2份～0.5份，致孔剂1份～2份，扩孔剂0.1份～0.3份，生物粘结胶质10份～18份，有机质矿化菌株2份～4份，粘结转化菌株1份～2份，激发剂0.1份～0.3份，加筋纤维12份～20份，自降解囊壳1份～5份，分散剂1份～2份，保湿剂0.5份～0.8份，密封外膜2份。


2.根据权利要求1所述微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，其特征在于各原料质量份数配比如下：微孔寄生载体100份，孔表改性剂0.3份～0.4份，致孔剂1.4份～1.6份，扩孔剂0.18份～0.24份，生物粘结胶质14份～16份，有机质矿化菌株2.8份～3.2份，粘结转化菌株1.6份～1.8份，激发剂0.15份～0.24份，加筋纤维16份～18份，自降解囊壳2份～4份，分散剂1.5份～1.7份，保湿剂0.6份～0.7份，密封外膜2份。


3.根据权利要求1或2所述的微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，其特征在于：
所述的微孔寄生载体为沸石粉、纳米海泡石粉和多孔硅酸钙中的至少一种；所述的孔表改性剂为TFS型高钙矾石改性剂和TPS型高钙矾石改性剂中的一种或两种；所述的致孔剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和氯化锂中的至少一种；所述的扩孔剂为聚乙烯醇、炭黑和碳酸氢铵中的至少一种。


4.根据权利要求1或2所述的微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，其特征在于：
所述的生物粘结胶质为海菜粉，2％浓度条件下粘度范围为180000cps～300000cps；所述的有机质矿化菌株为胶质芽孢杆菌、哈茨木霉、淡紫拟青霉和地衣芽孢杆菌中的至少一种；所述的粘结转化菌株为粪链球菌和溶乳酪微球菌中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，其特征在于：
所述有机质矿化菌株的活菌含量范围为48×108CFU/g～54×108CFU/g，细度范围为100～300目；所述粘结转化菌株的活菌含量范围为28×108CFU/g～36×108CFU/g。


6.根据权利要求1或2所述的微生物及生态纤维复合固化淤泥添加剂胶囊，其特征在于：
所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃潇，孙晓龙，刘志胜，李义，石立万，刘慧芬，曾卫，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44