低尿素生物胶结菌

强度提升25.6%

通过ARTP诱变获得的高脲酶活性菌株，能在低尿素浓度下驱动MICP，显著提高砂土强度并大幅减少铵排放。

Zhang, Xuanshuo · 王红雨 · Yue, He

Journal of Environmental Chemical Engineering 2025

参数信息

无侧限抗压强度

1.52 MPa

碳酸钙含量提升幅度

35.71 %

尿素利用效率提升幅度

19.37 %

出水铵浓度

116 mg/L

尿素投入减少比例

80 %

每轮灌浆成本降低额

423.31 USD/m³

技术优势

低尿素也能高强

通过ARTP诱变获得高脲酶活性菌株，在0.20 mol/L尿素下仍能高效水解尿素，生成足够碳酸根用于胶结，砂柱强度达到1.52 MPa。

废水减铵4.5倍

优化后的M-55-1驱动MICP将出水铵浓度降至116 mg/L，比传统工艺低4.54倍，从源头降低海洋生态风险。

每方砂省423美元

由于尿素用量减少80%，且使用低成本醋酸钙，每轮灌浆成本比传统工艺降低423.31美元/m³。

胶结更均匀

改性菌促进碳酸钙在砂粒表面均匀沉积，并在颗粒接触点和孔隙形成稳定的晶间桥接结构，提高结构稳定性。

应用场景

• 海岸砂土加固：用低尿素MICP替代传统高铵工艺，加固海岸砂土并降低生态风险。
• 生物胶结材料：提供改性菌株M-55-1作为高效生物胶结剂，在低尿素下生成稳定碳酸钙胶结。
• 环境友好建筑：通过降低铵排放和成本，使生物胶结更环保经济，适用于绿色沿海建设。