摘　要：將赤泥與糖蜜酒精廢液按不同比例混合，使堿性赤泥與酸性廢液中的酸堿中和，摻入蔗渣、混合菌、白糖、新鮮牛糞，在低于６０℃條件下進行發酵而制備土壤，減少土壤板結，降低有害元素的含量。探討了赤泥與廢液按不同質量比混合摻雜發酵制備土壤、堆體發酵程度對降低有害元素的影響、覆蓋薄膜對發酵堆體發酵的影響、檢驗植物的生長等。結果表明：按ｍ（赤泥）∶ｍ（廢液）＝４∶６進行混合均勻發酵，混合堆體的ｐＨ值在7.3-7.5，堆體的發酵程度高，能增加松散程度；控制溫度低于６０℃時，覆蓋薄膜對發酵有利。松散程度較高的發酵體有利于植物的生長。
　　關鍵詞：赤泥；糖蜜酒精廢液；摻雜；酸堿中和；堆體發酵

　　隨著氧化鋁工業的發展，赤泥的排放及危害已成為日益嚴重的問題。目前，世界各國大多數氧化鋁廠對赤泥處置通用的方法是將赤泥堆積或傾入深海，隨著赤泥產出量日益增加和人們對環境保護意識的不斷提高，最大限度地限制赤泥的危害、多渠道利用赤泥已迫在眉睫。糖蜜酒精廢液中含有多種營養素，是寶貴的資源，但未經轉換直接排入水體會造成水質變酸變臭，水體生態系統受破壞。若直接排入農田，不僅會損害農作物，還會使土壤板結，影響地下水水質。因此，妥善解決糖廠糖蜜酒精廢液治理問題能為制糖企業的發展帶來福音，也是環境保護的需要。目前還沒有找到能夠解決酒精廢液污染的真正有效辦法。因此，糖蜜酒精廢液的治理和資源化利用一直是國際上環境保護熱點研究課題之一。

　　本文探討了將赤泥與糖蜜酒精廢液按一定的比例混合，摻入蔗渣、混合菌、白糖、新鮮牛糞等進行發酵，得到適合植物生長的土壤。

　　材料與儀器
　　（１）拜耳法赤泥。來源于中國鋁業某分公司，經破碎成粉狀。主要化學成分：Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、SiO₂、TiO₂、Na₂O等，pH=11（表１）。經Ｘ射線衍射分析，其主要礦物成分為方解石、菱鐵礦、水鈣鋁榴石、水鋁石、三水鋁石等。
　　（２）糖蜜酒精廢液。其COD為12470mg/L,，主要化學成分：蛋白質、維生素、灰分、
SO24-、C1-、有機酸，pH=4，來源于廣西某糖廠。

　　（３）蔗渣、新鮮牛糞（提供纖維分解菌）、白糖。
　　（４）混合菌種。主要成分為酵母菌、纖維分解菌、光合菌、乳酸菌、酵素菌。桂林市紅葉生物科技有限公司生產。
　　（５）所用儀器。ＪＳＭ－６３８０ＬＶ型掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）；原子吸收分光光度儀（ＡＡＳ）；Ｘ射線衍射分析儀（ＸＲＤ）；原子熒光光譜儀（ＡＦＳ）。

　　試驗原理和方法
　　試驗原理
　　將堿性的拜耳法赤泥與酸性的糖蜜酒精廢液按不同的比例混合，混合物經過曬干、粉碎，然后摻雜在６０℃以下進行發酵。利用蔗渣在赤泥中發酵、腐化產生的有機酸，一方面稀釋赤泥中活性鈉、鈣、鋁及砷、鉻離子濃度，絡合或螯合赤泥中活性鈉、鈣、鋁離子及砷、鉻離子，以降低混合堆體中堿及砷、鉻的活性與濃度；另一方面，通過蔗渣腐化產生的腐殖質，增加赤泥中的膠狀有機質含量，改善赤泥粘粒的分散性，促進土壤團聚體的形成與穩定性的增強，提升赤泥疏松度，提高赤泥土透氣、保水的能力。通過發酵降低有害離子含量，并促使赤泥成為具透氣、保水能力的適宜植物生長的土壤。牛糞為牛食用秸稈后的排泄物，含有一定的纖維素分解菌。白糖為細菌提供能量。

　　試驗方法
　　（１）把破碎好的赤泥與糖蜜酒
精廢液按質量比為8:2、7:3、6:4、5:5、4：6、3:7、2:8混合，并把所得混合物按順序置于標有A、B、C、D、E、F、G的盆中攪拌均勻，每組攪拌時間為10min，把混合物放置于太陽光下曬干。

　　（２）按照步驟（1）的質量比的順序再混合７組，把混合好的混合物按順序放置于標有A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1 的盆中攪拌均勻，每組攪拌的時間為１０ｍｉｎ，把混合物放置于太陽光下曬干。

　　（３）把Ａ盆中曬干的混合物經破碎成粉狀置于另一個空盆中，在Ａ盆底部打穿４個適宜的小孔，用一層尼龍布覆蓋在盆底。按ｍ（混合菌）∶ｍ（白糖）∶ｍ（蔗渣）≈1∶15:150攪拌均勻，再按ｍ（蔗渣，攪拌有白糖和菌種，含水量為55%）∶ｍ（混合物）∶ｍ（牛糞）≈2:3:1分層堆置于盆中讓其發酵，首先把牛糞置于底層，再放置蔗渣，然后放混合物。發酵堆體濕透，但發酵堆體基本不滲水。其他組也按同樣的方法制作發酵堆體。

　　（４）A、B、C、D、E、F、G組的堆體不覆蓋薄膜進行發酵；A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1組的堆體覆蓋薄膜進行發酵。

　　（５）靜置數天后，每天上午9時監測、記錄發酵堆體滲出液的ｐＨ值與堆體表面下15cm左右處溫度。每隔一周，當溫度達到35℃左右時，翻動物料后再加占物料質量百分比為1～10%的混合菌種攪拌均勻，讓物料繼續發酵，控制盆內混合物的溫度在60℃以下；當溫度達到40℃左右時對堆體進行翻堆，翻堆后溫度上升不明顯時，停止翻堆再堆置30～40d，至堆體溫度與環境溫度一致時，完成赤泥耕土的制作。

　　試驗結果
　　1、赤泥與糖蜜酒精廢液比例對赤泥耕土ｐＨ值的影響經過３７ｄ發酵后，測試沒有蓋薄膜的７組樣品中赤泥－糖蜜酒精廢液－蔗渣混合物滲出液的ｐＨ值（圖１）。Ａ組的ｐＨ值穩定在9.0左右，Ｂ組的ｐＨ值穩定在9.0左右，Ｃ組的ｐＨ值穩定在8.0，Ｄ組的ｐＨ值穩定在6.5，Ｅ組的ｐＨ值穩定在5.5，Ｆ組的ｐＨ值穩定在7.5左右，Ｇ組的ｐＨ值為4.5。測試覆蓋薄膜進行發酵的另外７組樣品中赤泥－糖蜜酒精廢液－蔗渣混合物滲出液的ｐＨ值（圖２）。Ａ１組的ｐＨ值穩定為9.0，Ｂ１組的ｐＨ值穩定為8.8，Ｃ１ 組的ｐＨ值穩定為8.3，Ｄ１組的ｐＨ值穩定為7.0，Ｅ１ 組的ｐＨ值穩定為5.4，Ｆ１組的ｐＨ值穩定為7.3，Ｇ１組的ｐＨ值穩定為4.7。上述試驗數據表明，赤泥和糖蜜酒精廢液在同一質量混合，覆蓋薄膜的堆體發酵，多數情況下其ｐＨ值比不覆蓋薄膜堆體的ｐＨ值低；Ｆ和Ｆ１組樣品的ｐＨ值最接近耕土的ｐＨ值，也是赤泥與糖蜜酒精廢液最佳混合。

覆蓋薄膜經過３７ｄ發酵堆體的ｐＨ值

　　覆蓋薄膜對發酵堆體發酵的影響
　　以下分別是沒有覆蓋薄膜和覆蓋薄膜堆體發酵的情況，可以看出，在同等條件下，覆蓋薄膜的堆體，其發酵溫度比沒有覆蓋薄膜的堆體溫度高，發酵比較充分、完全，效果良好；酸堿過量時對堆體的發酵也有比較大的影響，使其發酵溫度不高，菌種的成活率較低，達不到正常的發酵效果。發酵的初期，堆體溫度升高迅速，經３７ｄ的發酵后，堆體溫度雖經翻堆可略微升高，但很快趨于平穩。以下分別是沒有覆蓋薄膜和覆蓋薄膜堆體發酵的情況，可以看出，在同等條件下，覆蓋薄膜的堆體，其發酵溫度比沒有覆蓋薄膜的堆體溫度高，發酵比較充分、完全，效果良好；酸堿過量時對堆體的發酵也有比較大的影響，使其發酵溫度不高，菌種的成活率較低，達不到正常的發酵效果。發酵的初期，堆體溫度升高迅速，經３７ｄ的發酵后，堆體溫度雖經翻堆可略微升高，但很快趨于平穩。

沒有覆蓋薄膜堆體的發酵溫度變化曲線

覆蓋薄膜堆體的發酵溫度變化曲線

　　混合菌種的ＳＥＭ
　　以下是混合菌種的ＳＥＭ圖，顆粒狀的為混合菌種，其中有很多菌種不均勻的分布，活性較高，混合菌的形狀近似圓形，部分菌種已經形成菌落，粒徑大小在0.1～1.1μｍ，液體成分為菌種的營養物質。

混合菌種的ＳＥＭ圖

　　發酵效果對堆體有害元素含量的影響

　　選取１４個發酵堆體中發酵較好的５個堆體（Ｆ１、Ｃ１、Ｆ、Ｃ、Ｄ１） 進行有害元素的測試。從表２中可以看出，５個樣品中的Cr、Cd、As3種有害元素都超標，這表明發酵堆體發酵沒有完全，蔗渣在堆體中發酵、腐化產生的有機酸沒有能稀釋赤泥中的砷、鉻離子濃度及絡合或螯合赤泥中的砷、鉻離子，沒有能降低堆體中的砷、鉻的含量，這些堆體還沒有達到預想的發酵效果，也沒有達到Ⅲ類土壤標準。可以考慮用這５個赤泥耕土來種植對有害元素具有選擇性吸收的植物。

　　植物生長檢驗
　　為了檢驗混合物的效果，將發酵較好的堆體置于底部帶孔隙的花盆中，撒入草仔、豆類、辣椒等，觀察其發芽和生長情況（圖６）。可以看出，豆類植物能夠正常發芽，發芽時間跟在正常土壤上種植的豆類基本一致，豆類和草類生長的效果良好，豆類的葉子沒有發黃、燒焦、起斑點等病態，草類和辣椒也沒有出現其他的病態。

　　結　論
    (1)拜耳法赤泥與糖蜜酒精廢液和蔗渣一起發酵后，能制成為適宜植物生長的耕土，即通過赤泥與糖蜜酒精廢液酸堿中和，赤泥提供有益植物生長的活性硅、鈣成分，糖蜜酒精廢液提供土壤所需的氮、磷等有機質營養物質，赤泥耕土制作過程中蔗渣腐化能解決土壤板結及硬化、肥力等問題，并促進赤泥熟化，制作成赤泥耕土。

    (2)赤泥與糖蜜酒精廢液按8：2與7:3的質量比混合發酵所得的堆體，其ｐＨ值在8.8～9.5，堆體顯堿性，不適合發酵或者發酵效果不佳，制不成赤泥耕土；赤泥與糖蜜酒精廢液按6：4與5:5的質量比混合發酵，堆體ｐＨ值在6.5～8.0，堆體發酵效果較好，制成的赤泥耕土植物能夠發芽、正常成長。赤泥與糖蜜酒精廢液按3:7與2:8的質量比混合發酵，ｐＨ值在4.5～5.5，堆體過酸，發酵效果不理想，制不成赤泥耕土。按赤泥與糖蜜酒精廢液4:6的質量比進行混合曬干粉碎，在同等條件下進行發酵，堆體的ｐＨ值在7.3～7.5，耕土達到中性，堆體發酵溫度最高、堆體發酵效果最好。植物生長的檢驗結果也證明了這一點。所以赤泥與糖蜜酒精廢液按4:6的質量比混合是最佳混合比。

    (3)堆體覆蓋薄膜進行發酵，基本保證堆體的發酵處于空氣不流通的環境，在其他條件相同的情況下，其發酵溫度比不覆蓋堆體要高出５～１０℃，堆體的發酵效果好，發酵周期也較短，土壤的保水性、疏松性也較好。

    (4)所種植物可以正常生長，豆類的葉子也沒有發黃、燒焦、起斑點等病態；草類和辣椒也沒有出現其他的病態。

（５）試驗發酵的堆體里有３種有害元素（Ｃｒ、Ｃｄ、Ａｓ）的含量超過Ⅲ類土壤質量標準值，使得試驗制作的赤泥耕土沒有達到Ⅲ類土壤質量標準，造成這一現象的可能原因是發酵條件沒有控制到最佳發酵條件。（本文搜集整理于網絡，如有侵權之處，請聯系我們刪除。）