CN108787723A - 有机氯污染土壤修复的处理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机氯污染土壤修复的处理方法和设备，该方法包括：先往待修复土壤中添加还原剂和/或药剂，再交替实施多个循环周期的厌氧/好氧生物堆制，所述厌氧/好氧生物堆制包括至少一次厌氧生物堆制和一次好氧生物堆制。克服传统的生物堆制技术的形式单一以及降解效率低的缺点，基于缺氧脱氯能使高氯代有机物转化为易于好氧降解的、低毒或无毒的低氯代有机物的理念，采用厌氧/好氧耦合堆制方法对污染土壤进行修复，通过外加有机物料和还原剂Fe0方式，提高堆制方法的处理效率。
Description
技术领域
本发明属于有机氯污染土壤治理技术领域。具体涉及一种有机氯污染土壤修复的处理方法。
背景技术
有机氯农药作为一种持久性有机污染物主要包括两大类：一种为氯代苯及其衍生物，主要包括滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)两种；另一种为氯代环戊二烯，包括氯丹(CHLs）、六氯苯(HCB)、艾氏剂(Aldrin）、狄氏剂(Dieldrin)等。
有机氯农药（Organochlorine Pesticides，OCPs）是对环境构成严重威胁的一类持久性有机污染物，具有毒性高、难降解、脂溶性强、易积累等特点，对环境和人体都容易造成危害。另外，近年来，癌症的发病率越来越高，成为我国居民的首要死亡原因，研究发现，这些癌症的癌细胞中均可检测出与有机氯污染物相关的物质，如何对有机氯农药污染土壤修复是一个迫切的社会问题，目前国内外采用的修复方法主要有物理修复方法、化学修复方法和生物修复方法，此类方法均具有修复目的单一、成本较高、修复效率低、容易产生二次污染的缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述现有的缺陷和不足，提供一种有机氯污染土壤修复的处理方法，克服传统的生物堆制技术的形式单一以及降解效率低的缺点，基于缺氧脱氯能使高氯代有机物转化为易于好氧降解的、低毒或无毒的低氯代有机物的理念，采用厌氧/好氧耦合堆制方法对污染土壤进行修复，通过外加有机物料和还原剂Fe0方式，提高堆制方法的处理效率。
本发明的第一目的在于提供一种有机氯污染土壤修复的处理方法，该方法包括：先往待修复土壤中添加还原剂和/或药剂，再通过处理设备交替实施多个循环周期的厌氧/好氧生物堆制，所述厌氧/好氧生物堆制包括至少一次厌氧生物堆制和一次好氧生物堆制。
本发明提供的方法进一步设置为，所述还原剂为Fe0粉。
本发明提供的方法进一步设置为，所述还原剂按质量份为0.25~1.5%。
本发明提供的方法进一步设置为，所述药剂包括有机肥、有机物料、茶叶渣、葡萄糖中的一种或多种；
本发明提供的方法进一步设置为，所述有机肥按重量份为10~30%；所述茶叶渣按重量份为10~30%；所述葡萄糖按重量份为10~30%。
本发明提供的方法进一步设置为，所述药剂按重量份为20%的茶叶渣，所述Fe0粉按重量份为2.5%。
本发明提供的方法进一步设置为，所述厌氧/好氧生物堆制过程中土壤pH为6.5~8.7。
本发明提供的方法进一步设置为，其制备步骤依次如下：
（1）前处理：将待修复土壤置于处理设备中，加入还原剂和/或药剂，并往待修复土壤中浇水并浇透，将防渗膜覆盖在污染土壤上面，维持土壤达到厌氧状态；
（2）第一次循环：先厌氧生物堆制7天，之后好氧生物堆制3天，且用挖机搅拌混匀土壤1次，让土壤充分与氧气接触；
（3）第二至第五次循环：重复实施第一次循环中步骤四次；
（4）后处理：在室温下风干，取出石块和植物残留体、粉碎、研磨过60目筛后，充分混匀，并采样分析。
本发明提供的方法进一步设置为，其制备步骤依次如下：
（1）前处理：将待修复土壤置于处理设备中，加入还原剂和/或药剂，并往待修复土壤中浇水并浇透，将防渗膜覆盖在污染土壤上面，维持土壤达到厌氧状态；
（2）第一次循环：先厌氧生物堆制10天，之后好氧生物堆制5天，且用挖机搅拌混匀土壤1次，让土壤充分与氧气接触；
（3）第二至第三次循环：重复实施第一次循环中步骤2次；
（4）后处理：在室温下风干，取出石块和植物残留体、粉碎、研磨过60目筛后，充分混匀，并采样分析。
本发明的第二目的在于提供一种有机氯污染土壤修复的处理设备，所述处理设备包括循环序批式厌氧/好氧生物反应仓,所述反应仓包括空气泵、反应器、待修复土壤形成的污染土壤生物堆、砂砾层、废气吸收装置。废气吸收装置为吸收氨气或者其他废气的废气吸收塔，该设备直接外购，其结构为现有技术。
处理设备还包括固定在地面上的支柱和机台，台上设置至多个反应器，且至少为两个，所述反应器包括可升降分离的上罩和用于装污染土壤生物堆的内胆，所述上罩通过废气管连接废气吸收装置，所述废气吸收装置设置于第一电动升降杆顶部，所述第一电动升降杆设置于可精确旋转并定位的第一电控分度盘顶部，所述第一电控分度盘设置于圆盘形机台中央，所述内胆环周均布设置于所述机台上，所述内胆为敞口圆筒状，所述内胆的底部设有透气筛孔，所述透气筛孔底部对应的机台上设有透气板，所述透气板的底部设有装载砂砾层的沙砾桶，所述沙砾桶底部设有第二升降杆，所述第二升降杆固定在第二电控分度盘上。第一和第二电动升降杆均使用普通现有市场外购产品，第一电控分度盘和第二电控分度盘也用现有市售外购产品。沙砾桶还通过进气管连接空气泵。
本发明具有以下有益效果：
本发明根据有机氯农药的结构特性，开发出最佳的循环序批式厌氧/好氧堆制方法，通过外源添加有机碳源和还原剂Fe0对堆制实施强化，有机氯农药降解率更高，修复效果更佳。
本发明提供的环序批式厌氧好氧生物修复方法能有效的降解有机氯农药，说是修复有机氯农药污染土壤有效的生物方法，具有广阔的市场前景和应用潜力。
说明书附图。
图1为循环序批式厌氧/好氧生物堆制处理第一种处理设备原理图。
图2为本发明的第二种堆制处理设备示意图。
具体实施方式：
以下结合具体试验进一步说明本发明，但是实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
结合图1，一种有机氯污染土壤修复的处理方法，该方法包括：先往待修复土壤中添加还原剂和/或药剂，再通过处理设备交替实施多个循环周期的厌氧/好氧生物堆制，所述厌氧/好氧生物堆制包括至少一次厌氧生物堆制和一次好氧生物堆制。
本发明提供的方法进一步设置为，所述还原剂为Fe0粉。
本发明提供的方法进一步设置为，所述还原剂按质量份为0.25~1.5%。
本发明提供的方法进一步设置为，所述药剂包括有机肥、有机物料、茶叶渣、葡萄糖中的一种或多种；
本发明提供的方法进一步设置为，所述有机肥按重量份为10~30%；所述茶叶渣按重量份为10~30%；所述葡萄糖按重量份为10~30%。
本发明提供的方法进一步设置为，所述药剂按重量份为20%的茶叶渣，所述Fe0粉按重量份为2.5%。
本发明提供的方法进一步设置为，所述厌氧/好氧生物堆制过程中土壤pH为6.5~8.7。
本发明提供的方法进一步设置为，其制备步骤依次如下：
（1）前处理：将待修复土壤置于处理设备中，加入还原剂和/或药剂，并往待修复土壤中浇水并浇透，将防渗膜覆盖在污染土壤上面，维持土壤达到厌氧状态；
（2）第一次循环：先厌氧生物堆制7天，之后好氧生物堆制3天，且用挖机搅拌混匀土壤1次，让土壤充分与氧气接触；
（3）第二至第五次循环：重复实施第一次循环中步骤四次；
（4）后处理：在室温下风干，取出石块和植物残留体、粉碎、研磨过60目筛后，充分混匀，并采样分析。
本发明提供的方法进一步设置为，其制备步骤依次如下：
（1）前处理：将待修复土壤置于处理设备中，加入还原剂和/或药剂，并往待修复土壤中浇水并浇透，将防渗膜覆盖在污染土壤上面，维持土壤达到厌氧状态；
（2）第一次循环：先厌氧生物堆制10天，之后好氧生物堆制5天，且用挖机搅拌混匀土壤1次，让土壤充分与氧气接触；
（3）第二至第三次循环：重复实施第一次循环中步骤2次；
（4）后处理：在室温下风干，取出石块和植物残留体、粉碎、研磨过60目筛后，充分混匀，并采样分析。
一种有机氯污染土壤修复的处理设备，所述处理设备包括循环序批式厌氧/好氧生物反应仓,所述反应仓包括空气泵（1）、反应器（2）、待修复土壤形成的污染土壤生物堆（3）、砂砾层（4）、废气吸收装置（5）。
厌氧段时通过浇水至土壤达到饱和含水率，上面覆盖一层薄膜隔绝空气；
好氧段通过空气泵底部通气，通过厌氧、好氧段交替进行达到厌氧脱氯好氧矿化的目的。
实施例2
结合实施例1和图2，所述反应器2包括可升降分离的上罩21和用于装污染土壤生物堆3的内胆22，所述上罩21通过废气管211连接废气吸收装置5，所述废气吸收装置5设置于第一电动升降杆51顶部，所述第一电动升降杆51设置于可精确旋转并定位的第一电控分度盘52顶部，所述第一电控分度盘51设置于圆盘形机台61中央，所述内胆22环周均布设置于所述机台61上，所述内胆22为敞口圆筒状，所述内胆22的底部设有透气筛孔，所述透气筛孔（图中未画出，设置在内胆底部）底部对应的机台上设有透气板23（直接安装在机台上的孔中，为带轴向孔的圆板，圆板外周侧与机台焊接或安装成一体），所述透气板23的底部设有装载砂砾层4的沙砾桶41，所述沙砾桶41底部设有第二升降杆42，所述第二升降杆42固定在第二电控分度盘43上。第一和第二电动升降杆均使用普通现有市场外购产品，第一电控分度盘和第二电控分度盘也用现有市售外购产品。沙砾桶41还通过进气管44连接空气泵1.
具体实施时，机台上设置至多个反应器，且至少为两个，同步实施多个厌氧好氧过程，为两个的时候，其中一个用于厌氧堆制、一个用于好氧堆制。两者同步堆制，第一个A（图2中左侧）的堆制方法与实施例1中相同，另一个B（图2中右侧）堆制则方法时间和步骤与实施例1完全相同，两者同步进行，但B中反应跟A完全相反，A为厌氧，同一时间中则B为好氧，到了堆制步骤从厌氧转到好氧或者好氧转到厌氧的时候，A和B的位置快速调换。
当一个堆制完成，设置于机台61内部的控制器连接并控制第一电动升降杆51升起来，上罩21高度提高并与内胆22分离到一定距离。
控制器控制第一电控分度盘52转动，A和B的位置互换。同步进行的好氧厌氧两个过程，时间相同，但一个需要氧气，一个无氧，无氧过程中，通过气泵将比重大于空气的二氧化碳或者其他非氧气的气体充入反应仓内，此时无氧反应仓连接的气泵，其气泵会连接到二氧化碳或者其他非氧气的气体的气体罐中，可以大大提高处理效率。
当砂砾层透气不好的时候，透气的程度通过设置在沙砾层中的湿度传感器数据测得，湿度传感器与控制器相连，当湿度超过一定程度，则控制器控制第二分度盘转动，更换新的沙砾筒，防止出现阻气现象，整个更换过程快速便捷。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.有机氯污染土壤修复的处理方法，其特征在于，该方法包括：先往待修复土壤中添加还原剂和/或药剂，再通过处理设备交替实施多个循环周期的厌氧/好氧生物堆制，所述厌氧/好氧生物堆制包括至少一次厌氧生物堆制和一次好氧生物堆制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂为Fe0粉。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述还原剂按质量份为0.25~1.5%。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述药剂包括有机肥、有机物料、茶叶渣、葡萄糖中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有机肥按重量份为10~30%；所述茶叶渣按重量份为10~30%；所述葡萄糖按重量份为10~30%。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述药剂按重量份为20%的茶叶渣，所述Fe0粉按重量份为2.5%。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述厌氧/好氧生物堆制过程中土壤pH为6.5~8.7。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其制备步骤依次如下：
（1）前处理：将待修复土壤置于处理设备中，加入还原剂和/或药剂，并往待修复土壤中浇水并浇透，将防渗膜覆盖在污染土壤上面，维持土壤达到厌氧状态；
（2）第一次循环：先厌氧生物堆制7天，之后好氧生物堆制3天，且用挖机搅拌混匀土壤1次，让土壤充分与氧气接触；
（3）第二至第五次循环：重复实施第一次循环中步骤四次；
（4）后处理：在室温下风干，取出石块和植物残留体、粉碎、研磨过60目筛后，充分混匀，并采样分析。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其制备步骤依次如下：
（1）前处理：将待修复土壤置于处理设备中，加入还原剂和/或药剂，并往待修复土壤中浇水并浇透，将防渗膜覆盖在污染土壤上面，维持土壤达到厌氧状态；
（2）第一次循环：先厌氧生物堆制10天，之后好氧生物堆制5天，且用挖机搅拌混匀土壤1次，让土壤充分与氧气接触；
（3）第二至第三次循环：重复实施第一次循环中步骤2次；
（4）后处理：在室温下风干，取出石块和植物残留体、粉碎、研磨过60目筛后，充分混匀，并采样分析。
10.一种有机氯污染土壤修复的处理设备，其特征在于，所述处理设备包括循环序批式厌氧/好氧生物反应仓,所述反应仓包括空气泵（1）、反应器（2）、待修复土壤形成的污染土壤生物堆（3）、砂砾层（4）、废气吸收装置（5）。
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