CN116460126B - 利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,属于土壤修复技术领域。本发明用于解决现有技术被污染土壤中多环芳烃被降解的性能差,污染土壤中多环芳烃处理速率低,污染土壤的治理时间长、效果差的技术问题,利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,包括以下步骤:将被多环芳烃污染的土壤从地面上铲起,烘干、分散后进行集中储存,得到待修复土壤;将待修复土壤转移到储存罐中,使用淋洗液对污染土壤进行加压洗脱,得到洗脱液和洗脱土壤。本发明不仅能够将土壤中的多环芳烃洗脱出来,还能够通过活性污泥多环芳烃进行吸附和生物降解,提高了污染土壤中多环芳烃的处理速率与污染土壤的治理效果。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域,具体涉及利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法。
背景技术
多环芳烃是指含两个或两个以上苯环的芳烃,多环芳烃的来源分为自然源和人为源。自然源主要来自陆地、水生植物和微生物的生物合成过程,另外森林、草原的天然火灾及火山的喷发物和从化石燃料、木质素和底泥中也存在多环芳烃;人为源主要是由各种矿物燃料(如煤、石油和天然气等)、木材、纸以及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原条件下热解形成的挥发性碳氢化合物,是重要的环境污染物。由于多环芳烃具有致癌、致畸、致突变性,人长期处于较高浓度多环芳烃污染的环境中会导致急性或慢性伤害。
现有技术中的多环芳烃其化学性质稳定,通常会以吸附态的形式沉积在土壤中,造成土壤污染。微生物是生物修复的主体,在污染物的迁移转化乃至最终清除的过程中占有重要地位,现有的研究表明,鞘脂菌NS7能够降解多环芳烃,但是鞘脂菌微生物对多环芳烃降解需要一定的时间,吸附态的多环芳烃与微生物之间难以完全接触,导致了微生物对多环芳烃的降解性能差,土壤中多环芳烃降解速率低,污染土壤的治理效率低。
针对此方面的技术缺陷,现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,用于解决现有技术中被多环芳烃污染的土壤使用微生物降解处理时,吸附态的多环芳烃与微生物之间难以充分接触,导致了微生物对多环芳烃的降解性能差,被污染土壤中多环芳烃处理速率低,污染土壤的治理时间长、效果差的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,包括以下步骤:
步骤一、将被多环芳烃污染的土壤从地面上铲起,烘干、分散后进行集中储存,得到待修复土壤;
步骤二、将待修复土壤转移到储存罐中,使用淋洗液对待修复土壤进行加压洗脱,得到洗脱液和洗脱土壤;
步骤三、选取一底部设有沥水板的处理槽,在沥水板的顶部铺放从下向上依次铺放透水膜和活性污泥,使得活性污泥的厚度到达30-50cm,形成活性污泥层,将洗脱液均匀喷淋在活性污泥层的顶部,洗脱得到再生淋洗液;
步骤四、待活性污泥层吸附饱和之后,沥干,将活性污泥转移到发酵环境中,生物发酵处理7-10天,得到再生活性污泥。
进一步的,所述淋洗液的制备方法为:将聚氧乙烯醚、吐温80和饮用水按重量比2:1:100加入到搅拌釜中混合均匀,得到淋洗液。
进一步的,所述活性污泥的制备方法包括以下步骤:
S1、将预处理椰壳、醋酸铜、2-羟基-6-氨基嘌呤、纯化水加入到烧杯中,超声分散3-5h,抽滤至无液体流出后转移到温度为100-120℃干燥箱中,干燥6-8h,得到混合料;
S2、将混合料转移到氮气保护的气氛炉中,气氛炉温度升高至800-900℃,煅烧2-3h,得到生物吸附碳;
S3、将消解菌悬浮液、生物吸附碳加入到烧杯中,室温下浸润2-3h,搅拌状态下向烧杯中缓慢加入2wt%海藻酸钠水溶液,反应2-3h,反应完成之后,过滤,滤饼用纯化水淋洗后铺放在温度为30-40℃的干燥箱中,鼓风干燥18-20h,得到改性生物吸附碳;
S4、将改性污泥、改性生物吸附碳和腐殖酸溶液加入到烧杯中搅拌均匀,得到活性污泥。
进一步的,所述预处理椰壳的制备方法包括:
A1、使用饮用水对椰子壳进行清洗,去除其表面杂质,然后将椰子壳撕碎成小块状,加入纯化水煮沸,保温处理60-90min,抽滤,滤饼淋洗后抽干,得到椰壳碎片;
A2、将椰壳碎片转移到盛放有0.2M的氢氧化钠水溶液的烧杯中,烧杯温度升高至65-75℃,浸泡3-5h,抽滤,滤饼用纯化水淋洗至中性后,将滤饼转移到温度为100-120℃的干燥箱中鼓风干燥20-22h,得到预处理椰壳。
进一步的,所述步骤S1中预处理椰壳、醋酸铜、2-羟基-6-氨基嘌呤、纯化水的重量比为2:1:6:20。
进一步的,所述消解菌悬浮液的制备方法包括:将鞘脂菌培养在马丁氏培养基中,采用涂布平板法对其进行放大培养,培养一周之后,冲洗平板,得到浓度为800-1000CFU/ml的消解菌悬浮液。
进一步的,所述步骤S3中鞘脂菌悬浮液、生物吸附碳和2wt%海藻酸钠水溶液的重量比为2:1:1。
进一步的,所述改性污泥的制备方法包括:
B1、选取市政污水处理厂脱水后污泥为污泥原料,将污泥原料转移到75-85℃干燥箱中,鼓风干燥16-18h,粉碎过80目筛网,得到污泥粉末;
B2、将污泥粉末、尿素与饮用水按重量比3:1:10加入到烧瓶中,室温下搅拌6-8h,抽滤至无液体流出,将滤饼转移到温度为75-85℃的干燥箱中,鼓风干燥16-18h,得到混合污泥粉,将混合污泥粉转移到温度900-1000℃的氮气保护的气氛炉中,煅烧2-3h,得到改性污泥。
进一步的,所述腐殖酸溶液的制备方法为:将腐殖酸和饮用水加入到烧瓶中搅拌均匀,向烧瓶中加入0.5M氢氧化钠水溶液,调节体系pH=7,然后向烧杯中加入饮用水,得到10g/L的腐殖酸溶液。
进一步的,所述步骤S4中改性污泥、改性生物吸附碳和腐殖酸溶液的重量比1:3:9。
本发明具备下述有益效果:
1、本发明利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤过程中,通过对氢氧化钠溶液对椰壳碎片进行处理,使得椰壳碎片中的木质素结构中的羟基、亚甲基、甲氧基和酯键等部分官能团发生断裂,椰壳中木质素的物理结构被破坏,从而增加预处理椰壳的孔隙率和内表面积,预处理椰壳、醋酸铜、2-羟基-6-氨基嘌呤混合制备成混合料,在煅烧过程中,2-羟基-6-氨基嘌呤作为氮源、预处理椰壳为碳源、醋酸铜为金属源,通过高温煅烧得到了铜和氮掺杂的生物吸附碳,由于氮原子的电子比碳原子多一个,进行氮掺杂后的生物炭中的氮原子有一个孤对电子,它会使生物炭的电荷密度增加并形成N型半导体,提高生物吸附碳的化学活性,醋酸铜中的铜以金属阳离子的形式对生物吸附碳进行掺杂,铜离子不仅能够作为骨架对生物吸附碳进行支撑,还能够与多环芳烃以π键的形式对其进行吸附,提高生物吸附碳对多环芳烃的吸附性能。
2、本发明利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤过程中,通过选取鞘脂菌为生物降解菌,对其进行放大培养,制备成消解菌悬浮液,消解菌悬浮液通过吸附作用吸附在生物吸附碳上,然后在海藻酸钠作用下,将其包埋固定在生物吸附碳上,从而对消解菌进行包埋固定,避免在洗脱液喷淋在活性污泥上时,消解菌随着洗脱液流淌导致消解菌分布不均匀,提高多环芳烃的消解效率;通过尿素水溶液度污泥粉末进行掺杂,使得尿素能够均匀分布在污泥上,在高温煅烧过程中,尿素分子分解产生氨等气体,在污泥粉末上形成大量的褶皱与孔隙,提高了改性污泥的孔隙率;改性污泥和改性生物吸附碳通过腐殖酸溶液混合在一起,以腐殖酸溶液为分散介质对其进行充分混合,腐殖酸溶液中的富里酸结构中含有大量酚羟基、羰基等基团,可与多环芳烃通过复杂的化学作用交联,进一步的提高活性污泥对多环芳烃的吸附性能。
3、本发明利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤过程中,通过聚氧乙烯醚、吐温80和饮用水进行混合制备的淋洗液对污染土壤进行淋洗,由于多环芳烃具有强疏水性,常以吸附态的形式存在于污染土壤中,聚氧乙烯醚和吐温80在淋洗过程中作为表面活性剂可以使溶液的表面张力显著降低,体系界面状态发生变化,从而产生润湿、分散、乳化和增溶等作用,使得多环芳烃能够被充分的清理出来,降低污染土壤中的多环芳烃的浓度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的工艺流程框图;
图2为本发明中活性污泥的制备流程框图;
图3为本发明实施例2中生物吸附碳的电镜图;
图4为本发明实施例2中改性生物吸附碳的电镜图;
图5为本发明实施例2中改性污泥的电镜图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1,本实施例提供一种利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,包括以下步骤:
步骤一、将被多环芳烃污染的土壤从地面上铲起,烘干、分散后进行集中储存,得到待修复土壤;
步骤二、将聚氧乙烯醚、吐温80和饮用水按重量比2:1:100加入到搅拌釜中混合均匀,得到淋洗液;
步骤三、将待修复土壤转移到储存罐中,使用淋洗液或再生淋洗液对待修复土壤进行加压洗脱,设置洗脱压力为0.1mpa,洗脱液的流出速度为0.5-0.8L/min,洗脱2-3h,得到洗脱液和洗脱土壤;
步骤四、选取一底部设有沥水板的处理槽,在沥水板的顶部铺放从下向上依次铺放透水膜和活性污泥,使得活性污泥的厚度到达40cm,形成活性污泥层,将洗脱液通过高压喷头,将洗脱液以1.0-1.2L/min的流量均匀喷淋在活性污泥层的顶部,洗脱液经过活性污泥层吸附后,经透水膜过滤,从沥水板的底部流出,得到再生淋洗液;
步骤五、待活性污泥层吸附饱和之后,沥干,将活性污泥转移到发酵环境中,生物发酵处理7-10天,得到再生活性污泥。
实施例2
请参阅图2,本实施例提供一种实施例1中使用的活性污泥的制备方法,包括以下步骤:
S1、制备生物吸附碳
使用饮用水对椰子壳进行清洗,去除其表面杂质,然后将椰子壳撕碎成小块状,放置到烧瓶中,向烧瓶中加入纯化将椰子壳完全浸没,加入至纯化水沸腾,保温处理60min,降低至室温,抽滤,滤饼用纯化水淋洗后抽干,得到椰壳碎片;
将椰壳碎片转移到盛放有0.2M的氢氧化钠水溶液的烧杯中,使得椰壳碎片被0.2M的氢氧化钠水溶液完全浸没,烧杯温度升高至65℃,浸泡3h,抽滤,滤饼用纯化水淋洗至中性后,将滤饼转移到温度为100℃的干燥箱中鼓风干燥20h,得到预处理椰壳;
按重量称取:预处理椰壳600g、醋酸铜300g、2-羟基-6-氨基嘌呤1800g、纯化水6000g加入到烧杯中,超声分散3h,抽滤至无液体流出后转移到温度为100℃干燥箱中,干燥6h,得到混合料;
将混合料转移到氮气保护的气氛炉中,气氛炉温度升高至800℃,煅烧2h,降低至室温,出料,得到生物吸附碳。
S2、制备消解菌悬浮液
将鞘脂菌NS7培养在马丁氏培养基中,采用涂布平板法对其进行放大培养,培养一周之后,冲洗平板,得到浓度为800-1000CFU/ml的消解菌悬浮液。
S3、生物吸附碳改性
按重量称取:消解菌悬浮液2kg、生物吸附碳1kg加入到烧杯中,室温下浸润2h,搅拌状态下向烧杯中缓慢加入2wt%海藻酸钠水溶液1kg,反应2h,反应完成之后,过滤,滤饼用纯化水淋洗后铺放在温度为30℃的干燥箱中,鼓风干燥18h,得到改性生物吸附碳。
S4、制备腐殖酸溶液
将富里酸和饮用水加入到烧瓶中搅拌均匀,向烧瓶中加入0.5M氢氧化钠水溶液,调节体系pH=7,然后向烧杯中加入饮用水,稀释得到10g/L的腐殖酸溶液。
S5、制备改性污泥
选取市政污水处理厂脱水后污泥为污泥原料,将污泥原料转移到75℃干燥箱中,鼓风干燥16h,粉碎过80目筛网,得到污泥粉末;
按重量称取:污泥粉末1.5kg、尿素500g与饮用水5kg加入到搅拌器中,室温下快速搅拌6h,抽滤至无液体流出,将滤饼转移到温度为75℃的干燥箱中,鼓风干燥16h,得到混合污泥粉,将混合污泥粉转移到温度900℃的氮气保护的气氛炉中,煅烧2h,得到改性污泥。
S6、制备活性污泥
按重量称取:改性污泥500g、改性生物吸附碳1.5kg和腐殖酸溶液4.5kg加入到搅拌器中搅拌均匀,得到活性污泥。
实施例3
请参阅图2,本实施例提供一种实施例1中使用的活性污泥的制备方法,包括以下步骤:
S1、制备生物吸附碳
使用饮用水对椰子壳进行清洗,去除其表面杂质,然后将椰子壳撕碎成小块状,放置到烧瓶中,向烧瓶中加入纯化将椰子壳完全浸没,加入至纯化水沸腾,保温处理75min,降低至室温,抽滤,滤饼用纯化水淋洗后抽干,得到椰壳碎片;
将椰壳碎片转移到盛放有0.2M的氢氧化钠水溶液的烧杯中,使得椰壳碎片被0.2M的氢氧化钠水溶液完全浸没,烧杯温度升高至70℃,浸泡4h,抽滤,滤饼用纯化水淋洗至中性后,将滤饼转移到温度为110℃的干燥箱中鼓风干燥21,得到预处理椰壳;
按重量称取:预处理椰壳600g、醋酸铜300g、2-羟基-6-氨基嘌呤1800g、纯化水6000g加入到烧杯中,超声分散4h,抽滤至无液体流出后转移到温度为110℃干燥箱中,干燥7h,得到混合料;
将混合料转移到氮气保护的气氛炉中,气氛炉温度升高至850℃,煅烧2.5h,降低至室温,出料,得到生物吸附碳。
S2、制备消解菌悬浮液
将鞘脂菌NS7培养在马丁氏培养基中,采用涂布平板法对其进行放大培养,培养一周之后,冲洗平板,得到浓度为800-1000CFU/ml的消解菌悬浮液。
S3、生物吸附碳改性
按重量称取:消解菌悬浮液2kg、生物吸附碳1kg加入到烧杯中,室温下浸润2.5h,搅拌状态下向烧杯中缓慢加入2wt%海藻酸钠水溶液1kg,反应2.5h,反应完成之后,过滤,滤饼用纯化水淋洗后铺放在温度为35℃的干燥箱中,鼓风干燥19h,得到改性生物吸附碳。
S4、制备腐殖酸溶液
将富里酸和饮用水加入到烧瓶中搅拌均匀,向烧瓶中加入0.5M氢氧化钠水溶液,调节体系pH=7,然后向烧杯中加入饮用水,稀释得到10g/L的腐殖酸溶液。
S5、制备改性污泥
选取市政污水处理厂脱水后污泥为污泥原料,将污泥原料转移到80℃干燥箱中,鼓风干燥17h,粉碎过80目筛网,得到污泥粉末;
按重量称取:污泥粉末1.5kg、尿素500g与饮用水5kg加入到搅拌器中,室温下快速搅拌7h,抽滤至无液体流出,将滤饼转移到温度为75-85℃的干燥箱中,鼓风干燥17h,得到混合污泥粉,将混合污泥粉转移到温度950℃的氮气保护的气氛炉中,煅烧2.5h,得到改性污泥。
S6、制备活性污泥
按重量称取:改性污泥500g、改性生物吸附碳1.5kg和腐殖酸溶液4.5kg加入到搅拌器中搅拌均匀,得到活性污泥。
实施例4
请参阅图2,本实施例提供一种实施例1中使用的活性污泥的制备方法,包括以下步骤:
S1、制备生物吸附碳
使用饮用水对椰子壳进行清洗,去除其表面杂质,然后将椰子壳撕碎成小块状,放置到烧瓶中,向烧瓶中加入纯化将椰子壳完全浸没,加入至纯化水沸腾,保温处理90min,降低至室温,抽滤,滤饼用纯化水淋洗后抽干,得到椰壳碎片;
将椰壳碎片转移到盛放有0.2M的氢氧化钠水溶液的烧杯中,使得椰壳碎片被0.2M的氢氧化钠水溶液完全浸没,烧杯温度升高至75℃,浸泡5h,抽滤,滤饼用纯化水淋洗至中性后,将滤饼转移到温度为120℃的干燥箱中鼓风干燥22h,得到预处理椰壳;
按重量称取:预处理椰壳600g、醋酸铜300g、2-羟基-6-氨基嘌呤1800g、纯化水6000g加入到烧杯中,超声分散5h,抽滤至无液体流出后转移到温度为120℃干燥箱中,干燥8h,得到混合料;
将混合料转移到氮气保护的气氛炉中,气氛炉温度升高至900℃,煅烧2-3h,降低至室温,出料,得到生物吸附碳。
S2、制备消解菌悬浮液
将鞘脂菌NS7培养在马丁氏培养基中,采用涂布平板法对其进行放大培养,培养一周之后,冲洗平板,得到浓度为800-1000CFU/ml的消解菌悬浮液。
S3、生物吸附碳改性
按重量称取:消解菌悬浮液2kg、生物吸附碳1kg加入到烧杯中,室温下浸润3h,搅拌状态下向烧杯中缓慢加入2wt%海藻酸钠水溶液1kg,反应3h,反应完成之后,过滤,滤饼用纯化水淋洗后铺放在温度为40℃的干燥箱中,鼓风干燥20h,得到改性生物吸附碳。
S4、制备腐殖酸溶液
将富里酸和饮用水加入到烧瓶中搅拌均匀,向烧瓶中加入0.5M氢氧化钠水溶液,调节体系pH=7,然后向烧杯中加入饮用水,稀释得到10g/L的腐殖酸溶液。
S5、制备改性污泥
选取市政污水处理厂脱水后污泥为污泥原料,将污泥原料转移到85℃干燥箱中,鼓风干燥18h,粉碎过80目筛网,得到污泥粉末;
按重量称取:污泥粉末1.5kg、尿素500g与饮用水5kg加入到搅拌器中,室温下快速搅拌8h,抽滤至无液体流出,将滤饼转移到温度为85℃的干燥箱中,鼓风干燥18h,得到混合污泥粉,将混合污泥粉转移到温度1000℃的氮气保护的气氛炉中,煅烧3h,得到改性污泥。
S6、制备活性污泥
按重量称取:改性污泥500g、改性生物吸附碳1.5kg和腐殖酸溶液4.5kg加入到搅拌器中搅拌均匀,得到活性污泥。
对比例1
本对比例与实施例4的区别在于,取消步骤S1中对椰壳碎片的进一步处理,将椰壳碎片放置到温度为100-120℃的干燥箱中鼓风干燥20-22h后,等量替代预处理椰壳参与后续处理。
对比例2
本对比例与实施例4的区别在于,取消步骤S3,步骤S6中的活性污泥的制备方法为:按重量称取:改性污泥500g、生物吸附碳1.5kg、腐殖酸溶液4.5kg和消解菌悬浮液0.75kg加入到搅拌器中搅拌均匀,得到活性污泥。
对比例3
本对比例与实施例4的区别在于,取消步骤S5,步骤S6中的改性污泥由污泥粉末等量替代。
性能测试:
将实施例2-4和对比例1-3制备的活性污泥分别应用到实施例1中,计算活性污泥对多环芳烃的吸附性能、消解性能与循环再生性能,其中,吸附性能测试为:通过取样,测试洗脱液和再生淋洗液中的多环芳烃的浓度,分别记为C1和C2,按照公式:计算活性污泥对多环芳烃的吸附百分数,消解性能测试为:取样测试得到的再生活性污泥中多环芳烃的浓度含量,循环再生性能为:使用再生活性污泥代替实施例1中活性污泥,循环步骤四和步骤五,测试循环八次之后得到的再生活性污泥中的多环芳烃浓度含量,具体测试结果见下表:
数据分析:
通过上表实施例2-4和对比例1-3的数据分析,本发明制备的淋洗液通过对待修复土壤进行淋洗,能够有效的将待修复土壤中的多环芳烃污染物从土壤中分离出来,降低污染土壤中多环芳烃含量,使得洗脱后的土壤中多环芳烃含量低于1.2mg/kg;
通过上表实施例2-4的数据分析,本发明制备的活性污泥能够有效的将洗脱液中的多环芳烃进行吸附,活性污泥能够通过微生物作用,将吸附的多环芳烃进行消解,降低其含量,并且活性污泥在循环使用九次之后,仍具有良好的多环芳烃降解性能;
通过上表中对比例1与对比例3的数据分析,本发明通过对椰壳进行碱处理和对污泥进行改性,能够有效的提高其生物污泥对多环芳烃的吸附性能;
通过上表中对比例2的数据分析,本发明通过对消解菌进行包覆固定,有效的保证了生物污泥的多次循环使用之后,对多环芳烃任具有良好的降解性能;
结合附图3-4实施例2中生物吸附碳和改性生物吸附碳的电镜图,可明显的看出生物吸附碳具有多孔隙结构,改性后的生物吸附碳上沾附了大量的颗粒状物质,结合实施例2的数据分析,可知,消解菌与海藻酸钠固定在了生物吸附碳上;结合附图5中改性污泥的电镜图,能够看出改性污泥上具有丰富的孔隙,也解释了改性污泥具有良好吸附性能原因。
以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将被多环芳烃污染的土壤从地面上铲起,烘干、分散后进行集中储存,得到待修复土壤;
步骤二、将待修复土壤转移到储存罐中,使用淋洗液对待修复土壤进行加压洗脱,得到洗脱液和洗脱土壤;
步骤三、选取一底部设有沥水板的处理槽,在沥水板的顶部铺放从下向上依次铺放透水膜和活性污泥,使得活性污泥的厚度到达30-50cm,形成活性污泥层,将洗脱液均匀喷淋在活性污泥层的顶部,洗脱得到再生淋洗液;
步骤四、待活性污泥层吸附饱和之后,沥干,将活性污泥转移到发酵环境中,生物发酵处理7-10天,得到再生活性污泥;
其中,所述活性污泥的制备方法包括以下步骤:
S1、将预处理椰壳、醋酸铜、2-羟基-6-氨基嘌呤、纯化水加入到烧杯中,超声分散3-5h,抽滤至无液体流出后转移到温度为100-120℃干燥箱中,干燥6-8h,得到混合料;
S2、将混合料转移到氮气保护的气氛炉中,气氛炉温度升高至800-900℃,煅烧2-3h,得到生物吸附碳;
S3、将消解菌悬浮液、生物吸附碳加入到烧杯中,室温下浸润2-3h,搅拌状态下向烧杯中缓慢加入2wt%海藻酸钠水溶液,反应2-3h,反应完成之后,过滤,滤饼用纯化水淋洗后铺放在温度为30-40℃的干燥箱中,鼓风干燥18-20h,得到改性生物吸附碳;
S4、将改性污泥、改性生物吸附碳和腐殖酸溶液加入到烧杯中搅拌均匀,得到活性污泥。
2.根据权利要求1所述的利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,所述淋洗液的制备方法为:将聚氧乙烯醚、吐温80和饮用水按重量比2:1:100加入到搅拌釜中混合均匀,得到淋洗液。
3.根据权利要求1所述的利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,所述预处理椰壳的制备方法包括:
A1、使用饮用水对椰子壳进行清洗,去除其表面杂质,然后将椰子壳撕碎成小块状,加入纯化水煮沸,保温处理60-90min,抽滤,滤饼淋洗后抽干,得到椰壳碎片;
A2、将椰壳碎片转移到盛放有0.2M的氢氧化钠水溶液的烧杯中,烧杯温度升高至65-75℃,浸泡3-5h,抽滤,滤饼用纯化水淋洗至中性后,将滤饼转移到温度为100-120℃的干燥箱中鼓风干燥20-22h,得到预处理椰壳。
4.根据权利要求1所述的利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,所述步骤S1中预处理椰壳、醋酸铜、2-羟基-6-氨基嘌呤、纯化水的重量比为2:1:6:20。
5.根据权利要求1所述的利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,所述消解菌悬浮液的制备方法包括:将鞘脂菌培养在马丁氏培养基中,采用涂布平板法对其进行放大培养,培养一周之后,冲洗平板,得到浓度为800-1000CFU/ml的消解菌悬浮液。
6.根据权利要求1所述的利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,所述步骤S3中鞘脂菌悬浮液、生物吸附碳和2wt%海藻酸钠水溶液的重量比为2:1:1。
7.根据权利要求1所述的利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,所述改性污泥的制备方法包括:
B1、选取市政污水处理厂脱水后污泥为污泥原料,将污泥原料转移到75-85℃干燥箱中,鼓风干燥16-18h,粉碎过80目筛网,得到污泥粉末;
B2、将污泥粉末、尿素与饮用水按重量比3:1:10加入到烧瓶中,室温下搅拌6-8h,抽滤至无液体流出,将滤饼转移到温度为75-85℃的干燥箱中,鼓风干燥16-18h,得到混合污泥粉,将混合污泥粉转移到温度900-1000℃的氮气保护的气氛炉中,煅烧2-3h,得到改性污泥。
8.根据权利要求1所述的利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,所述腐殖酸溶液的制备方法为:将腐殖酸和饮用水加入到烧瓶中搅拌均匀,向烧瓶中加入0.5M氢氧化钠水溶液,调节体系pH=7,然后向烧杯中加入饮用水,得到10g/L的腐殖酸溶液。
9.根据权利要求1所述的利用活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法,其特征在于,所述步骤S4中改性污泥、改性生物吸附碳和腐殖酸溶液的重量比1:3:9。
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