CN116493395A - 铀尾渣微生物处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铀尾渣微生物处理装置，属于铀尾渣处理技术领域，包括处理箱体、喷淋布水单元、微生物培养器以及第一泵体。本发明提供的铀尾渣微生物处理装置，通过第一泵体将微生物培养器内的水运输到喷淋布水单元，使微生物进入到处理箱体内的铀尾渣内部，并在处理完成后经过集水筒体收集后重新送回微生物培养器进行回收，从而减少微生物的浪费。同时喷淋布水单元由主框体和多个水平喷淋管组成，可以使喷淋布水单元覆盖在整个处理箱体的顶部，并且水平喷淋管均匀分布可以使含有微生物的水均匀喷洒在处理箱体内部的铀尾渣上，可以使铀尾渣中微生物的分布更加均与，从而可以防止有处理不到位的地方以及提高微生物对铀尾渣的处理效果。
Description
技术领域
本发明属于铀尾渣处理技术领域，更具体地说，是涉及一种铀尾渣微生物处理装置。
背景技术
目前，铀尾渣处理可通过微生物修复技术进行处理，微生物修复技术主要是通过筛选并培养对铀具有生物吸附、生物还原和生物矿化等作用的微生物，使铀尾渣中被氧化的溶解态的铀转变为还原态沉积并固定下来（以类似于晶质铀矿或沥青铀矿的形态存在），不再被持续淋溶并向渗水中迁移，通过治理尾渣而减少渗水中的污染物浓度。此外，沉积态的铀颗粒物和不断繁殖的微生物对尾渣还能够起到包裹和填充的作用，使尾渣的空隙率不断降低，降雨无法进入尾渣内从而减少渗水产生量，达到减量并提质的双重作用。但是现有的铀尾渣微生物处理装置在使用时大多存在着微生物在铀尾渣中分布不均匀的问题，导致微生物在铀尾渣的处理过程中处理效果差并且处理效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铀尾渣微生物处理装置，旨在解决现有的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种铀尾渣微生物处理装置，包括：
处理箱体，顶部设置有加料口，用于容纳铀尾渣，所述处理箱体的内部还设置有集水筒体，所述集水筒体沿所述处理箱体深度方向设置；
喷淋布水单元，设置在所述处理箱体的顶部处，所述喷淋布水单元包括由多个主管体围设而成的主框体、以及多个设置在所述主框体内且两端部与主管体连通的水平喷淋管，所述主框体与水平喷淋管上均设置多个喷淋孔；
微生物培养器，用于培养微生物，所述微生物培养器的入口与所述集水筒体的底部连通，所述微生物培养器的出口与所述喷淋布水单元连通；
第一泵体，设置在所述微生物培养器与喷淋布水单元之间的管路上。
在一种可能的实现方式中，所述微生物培养器的入口与所述集水筒体的底部之间设置有缓冲集液容器，所述缓冲集液容器的出口与所述微生物培养器的入口之间的管路上还设置有第二泵体。
在一种可能的实现方式中，所述喷淋布水单元还包括竖向总管、多个均设置在所述处理箱体内且沿所述处理箱体深度方向设置的竖向喷淋管、及设置在所述竖向总管与竖向喷淋管之间的连通管体，所述竖向喷淋管上也设置有多个沿竖向喷淋管长度方向均匀分布的喷淋孔。
在一种可能的实现方式中，所述微生物培养器包括用于容纳液体的主体容器、以及设置在所述主体容器侧面的加料机构，所述加料机构用于向所述主体容器内添加微生物菌剂或者营养物质。
在一种可能的实现方式中，所述加料机构包括设置在所述主体容器外部且侧面设置有开口的主盒体、与所述主盒体的顶部连通的供水管道、以及第一端与所述主盒体底部连通第二端位于所述主体容器内部的排水管道，所述主盒体的内部还滑动设置有物料盒，所述物料盒第一端位于所述主盒体外部第二端位于所述主盒体的内部，且所述物料盒的第一端部还设置有用于在所述物料盒安装后将所述开口处密封的密封盖板。
在一种可能的实现方式中，所述主盒体的开口处设置有用于压紧所述密封盖板的压紧盖板，所述压紧盖板一端铰接设置在所述主盒体的侧面，所述压紧盖板的另一端拆卸连接在主盒体侧面。
在一种可能的实现方式中，所述物料盒的第二端部处还铰接设置有弹性翻板，所述弹性翻板的顶端凸出所述物料盒设置，所述主盒体的内壁上设置有用于推动所述弹性翻板转动的推动块。
在一种可能的实现方式中，所述排水管道的第二端部位于主体容器的底部，所述第二端部处还设置有排出单元。
在一种可能的实现方式中，所述排出单元包括多个沿水平方向设置的排料管体，多个所述排料管体均呈放射状绕设在所述排水管道的周圈，所述排料管体上均设置有多个用于出水的排水孔。
在一种可能的实现方式中，所述排出单元包括多个沿水平方向设置的排料管体，多个所述排料管体均呈放射状绕设在所述排水管道的周圈，所述排料管体上均设置有多个用于出水的排水孔。
在一种可能的实现方式中，所述处理箱体的侧面还设置有多个观察窗体、以及用于铀尾渣排出的废料出口。
本发明提供的铀尾渣微生物处理装置的有益效果在于：与现有技术相比，通过在处理箱体内部设置有集水筒体，在处理箱体内设置有喷淋布水单元，然后通过管路将微生物培养器的出口与喷淋布水单元相连，可以通过第一泵体将微生物培养器内含有足量微生物的水运输到喷淋布水单元处。并且喷淋布水单元包括由多个主管体围设而成的主框体、以及多个设置在主框体内且两端部与主管体连通的水平喷淋管，主框体与水平喷淋管上均设置多个喷淋孔。本发明铀尾渣微生物处理装置，在进行铀尾渣处理时，通过将铀尾渣通过顶部的加料口填装到处理箱体内，然后通过第一泵体将微生物培养器内的水运输到喷淋布水单元，使微生物进入到处理箱体内的铀尾渣内部，并在处理完成后经过集水筒体收集后重新送回微生物培养器进行回收，从而减少微生物的浪费。同时喷淋布水单元由主框体和多个水平喷淋管组成，可以使喷淋布水单元覆盖在整个处理箱体的顶部，并且水平喷淋管均匀分布可以使含有微生物的水均匀喷洒在处理箱体内部的铀尾渣上，可以使铀尾渣中微生物的分布更加均与，从而可以防止有处理不到位的地方以及提高微生物对铀尾渣的处理效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明实施例提供的铀尾渣微生物处理装置的结构图；
图2为本发明实施例所采用的处理箱体的剖视结构图；
图3为本发明实施例所采用的微生物培养器的结构图；
图4为本发明实施例所采用的加料机构的结构图。
图中：1、处理箱体；11、观察窗体；12、废料出口；2、喷淋布水单元；21、主框体；22、水平喷淋管；23、竖向喷淋管；3、微生物培养器；31、主体容器；32、加料机构；321、主盒体；322、物料盒；323、密封盖板；324、压紧盖板；325、弹性翻板；33、供水管道；34、排水管道；35、排出单元；4、第一泵体；5、缓冲集液容器；6、第二泵体；7、集水筒体。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的铀尾渣微生物处理装置进行说明。铀尾渣微生物处理装置，包括处理箱体1、喷淋布水单元2、微生物培养器3以及第一泵体4。处理箱体1顶部设置有加料口，用于容纳铀尾渣，处理箱体1的内部还设置有集水筒体7，集水筒体7沿处理箱体1深度方向设置；喷淋布水单元2设置在处理箱体1的顶部处，喷淋布水单元2包括由多个主管体围设而成的主框体21、以及多个设置在主框体21内且两端部与主管体连通的水平喷淋管22，主框体21与水平喷淋管22上均设置多个喷淋孔；微生物培养器3用于培养微生物，微生物培养器3的入口与集水筒体7的底部连通，微生物培养器3的出口与喷淋布水单元2连通；第一泵体4设置在微生物培养器3与喷淋布水单元2之间的管路上。
本实施例提供的铀尾渣微生物处理装置，与现有技术相比，通过在处理箱体1内部设置有集水筒体7，在处理箱体1内设置有喷淋布水单元2，然后通过管路将微生物培养器3的出口与喷淋布水单元2相连，可以通过第一泵体4将微生物培养器3内含有足量微生物的水运输到喷淋布水单元2处。并且喷淋布水单元2包括由多个主管体围设而成的主框体21、以及多个设置在主框体21内且两端部与主管体连通的水平喷淋管22，主框体21与水平喷淋管22上均设置多个喷淋孔。本发明铀尾渣微生物处理装置，在进行铀尾渣处理时，通过将铀尾渣通过顶部的加料口填装到处理箱体1内，然后通过第一泵体4将微生物培养器3内的水运输到喷淋布水单元2，使微生物进入到处理箱体1内的铀尾渣内部，并在处理完成后经过集水筒体7收集后重新送回微生物培养器3进行回收，从而减少微生物的浪费。同时喷淋布水单元2由主框体21和多个水平喷淋管22组成，可以使喷淋布水单元2覆盖在整个处理箱体1的顶部，并且水平喷淋管22均匀分布可以使含有微生物的水均匀喷洒在处理箱体1内部的铀尾渣上，可以使铀尾渣中微生物的分布更加均与，从而可以防止有处理不到位的地方以及提高微生物对铀尾渣的处理效果。
需要说明的是，集水筒体7可以采用透水材质制件或者在集水筒体7的侧壁上设置有只允许水分通过的小孔方便尾渣内的水分向集水筒体7汇集。将集水筒体7放置在处理箱体1的中心部位，铀尾渣在处理箱体1铺平后会自流形成与集水管坡度为1%-1.5%的水流角度，使铀尾渣中的水分可以更好的渗入集水筒体7内。
一些可能的实现方式中，如图1与图2所示，微生物培养器3的入口与集水筒体7的底部之间设置有缓冲集液容器5，缓冲集液容器5的出口与微生物培养器3的入口之间的管路上还设置有第二泵体6。具体的，缓冲集液容器5的设置可以暂时容纳从集水筒体7底部排出的液体，然后通过第二泵体6将分离好的液体从新导入到微生物培养器3内。可以通过静置将液体与液体中的尾渣颗粒进行分离，能够实现回收残余微生物的作用，使整体微生物培养基和注液量大幅下降。
作为优选的，缓冲集液容器5与处理箱体1的内壁上均喷涂了2-5cm厚的环氧树脂防腐涂层，在喷涂48后进行小时的风干形成保护层后再进行使用。
为了使喷淋效果更好，如图1与图2所示喷淋布水单元2还包括竖向总管、多个均设置在处理箱体1内且沿处理箱体1深度方向设置的竖向喷淋管23、及设置在竖向总管与竖向喷淋管23之间的连通管体，竖向喷淋管23上也设置有多个沿竖向喷淋管23长度方向均匀分布的喷淋孔。具体的，设置有沿处理箱体1深度方向设置的竖向喷淋管23，并且竖向喷淋管23在处理箱体1内部均匀分布，通过竖向总管与连通管体向竖向喷淋管23内注入含有微生物的液体。通过竖向喷淋管23的设置可以使向尾渣内注入含微生物的液体更加均匀。在铀尾渣填装后可以首先采用BN-30单人背包钻构建孔型，再将竖向喷淋管23垂直***尾渣内后即可。
作为优选的，在竖向喷淋管23的底端处还设置有锥形块体，可以方便竖向喷淋管23***到铀尾渣的内部，同时竖向总管可以与水平喷淋管22共用与外部管道连接，水平喷淋管22与主框体21也可以采用独立的管体与外部管道进行连接。
一些可能的实现方式中，如图1与图2所示，微生物培养器3包括用于容纳液体的主体容器31、以及设置在主体容器31侧面的加料机构32，加料机构32用于向主体容器31内添加微生物菌剂或者营养物质。具体的，通过主体容器31容纳培养基与微生物菌剂并实现微生物的培养。并且在主体容器31侧面设置有加料机构32，可以方便向主体容器31添加菌剂或者营养物质，使微生物培养器3使用更方便。
上述特征加料机构32采用如图3所示结构。参见图3，加料机构32包括设置在主体容器31外部且侧面设置有开口的主盒体321、与主盒体321的顶部连通的供水管道33、以及第一端与主盒体321底部连通第二端位于主体容器31内部的排水管道34，主盒体321的内部还滑动设置有物料盒322，物料盒322第一端位于主盒体321外部第二端位于主盒体321的内部，且物料盒322的第一端部还设置有用于在物料盒322安装后将开口处密封的密封盖板323。具体的，与主盒体321顶部的供水管道33可以与外部水源连通，也可以与主体容器31内部连通可以通过第三泵体抽取液体进入到主盒体321。在需要向主体容器31内添加微生物菌剂或者营养物质时，可以将物料盒322拉出将微生物菌剂或者营养物质放置在物料盒322内，然后将物料盒322推入到主盒体321内并通过供水管道33向主盒体321内注入液体将物料盒322内的微生物菌剂或者营养物质冲到主盒体321的底部，并通过排水管道34进入到主盒体321的内部，使向主体容器31添加物料更方便。
并且在物料盒322的第一端还设置有密封盖板323，可以在物料盒322***到主盒体321内部后时密封盖板323可以抵靠在主盒体321的侧面将开口处密封，可以保证主盒体321的密封性，同时在密封盖板323的侧面还设置有密封圈使密封性更好。
作为优选的，在主盒体321的侧壁上还设置有有用于支撑物料盒322的支撑滑道，可以使物料盒322的滑动更加方便，支撑滑道分别位于物料盒322的两侧。
为了使开口的密封性更好，如图4所示，在主盒体321的开口处设置有用于压紧密封盖板323的压紧盖板324，压紧盖板324一端铰接设置在主盒体321的侧面，压紧盖板324的另一端拆卸连接在主盒体321侧面。具体的，可以在物料盒322安装到位后，通过翻转压紧盖板324使压紧盖板324抵靠在密封盖板323的侧面，然后将压紧盖板324的另一端通过紧固件与主盒体321的侧面固定，使密封盖板323与主盒体321的侧面贴合更加紧密，从而从而使主盒体321的侧面开口处的密封性更好，使物料盒322使用更加安全。
在上述特征物料盒322的基础上，如图4所示，物料盒322的第二端部处还铰接设置有弹性翻板325，弹性翻板325的顶端凸出物料盒322设置，主盒体321的内壁上设置有用于推动弹性翻板325转动的推动块。具体的，在物料盒322的第二端部设置有开口，弹性翻板325通过转动轴铰接设置在物料盒322的上部分，并且物料盒322和弹性翻板325之间还设置有弹性扭簧，弹性扭簧套装在转动轴的外部。在物料盒322抽出主盒体321时弹性翻板325可以在弹性扭簧的作用下抵靠在开口处保持密封，当物料盒322在主盒体321内安装到位后，弹性翻板325的顶端会在推动块的作用下翻转，使物料盒322的开口处打开，从而使物料盒322内的物料在受到冲击后方便的流出。
一些可能的实现方式中，如图1与图2所示，排水管道34的第二端部位于主体容器31的底部，第二端部处还设置有排出单元35。排出单元35的设置可以使经过加料机构32的微生物菌剂或者营养物质后在主体容器31内分布更均匀。
上述特征排出单元35采用如图3所示结构。参见图3，排出单元35包括多个沿水平方向设置的排料管体，多个排料管体均呈放射状绕设在排水管道34的周圈，排料管体上均设置有多个用于出水的排水孔。具体的可以通过多个排料管体沿主体容器31的径向呈辐射状分布，可以使物料分布到主体容器31的各个部位。
一些可能的实现方式中，如图1所示，处理箱体1的侧面还设置有多个观察窗体11、以及用于铀尾渣排出的废料出口12。可以使观察处理箱体1内部更方便。
其中，使用本装置对铀尾渣的处理方法如下：
尾渣添加与静置，首先将铀尾渣通过处理箱体1顶部处的加料口倾倒进入处理箱体1，然后静置24-48h，使铀尾渣进行自然沉降；
微生物培养，在微生物培养器3中加入微生物菌种以及一定的营养，菌种接种量控制在1-1.5%，在投加适量的微生物营养物质后，待微生物菌剂在室外自然生长3-5天后，以醋酸试纸定性分析水中微生物的还原活性，以试纸变黑为培养终点，在微生物培养器3中活性合格后进行下一步操作；
微生物注入，通过控制单元控制第一泵体4工作将微生物培养器3中的微生物注入到处理箱体1内部的喷淋布水单元2处，通过喷淋布水单元2将含有微生物的液体均匀喷洒到铀尾渣各处，同时并将集水筒体7收集的液体排出。
喷淋管和注液管菌采用DN40PP材质管，横间距10mm，纵间距20mm均匀打孔，孔径约为1～2mm。通过恒流泵建设连续微生物菌剂注入DN40PP材质管道，保证流量控制在2～4m，喷淋布水单元2连入表面均匀补水喷淋装置，深层注液管道装置或两者结合（图3）。其中，竖向喷淋管23需要在铀尾渣表层预先采用BN-30单人背包钻构建孔型，再将管道垂直***后即可。喷淋/注入菌剂时，每个处理箱体1注入总量控制在1-1.2/次，期间需要注意微生物菌剂的渗透程度，保持0～20cm表层铀尾渣含水率在80-90％，控制微生物菌剂基本无液面或水面不超过2cm，减少微生物菌剂与空气接触时长。经过铀尾渣孔隙渗滤后，喷淋布水单元2中集水筒体7底部流出菌剂亦与通过同材质管道自流入0.5m3聚乙烯回收桶中，该桶作为缓冲集液容器5，提供了水质沉淀和回收剩余菌剂的作用，回收桶采用DN40PP材质的管道以恒流泵注回原菌剂培养桶中，收集残余菌剂。每个罐体注液周期控制在5～7d，每次注液完毕后向微生物培养器3加入一定剂量的微生物培养液，进行二次培养，从而形成连贯的微生物源头控制体系。出水长期监测在缓冲集液容器5设出水口，定期监测出水中的pH值、DO值、U质量浓度等水质指标和OD600、16 s rRNA等微生物指标，待出水中连续1～3周实现U降至0.3mg/L以下，且U质量浓度差异小于15％后，判断修复完成。装置重复利用，待第一批尾渣出水指标达标后，可打开倒渣口，通过人工或履带运输方式将修复后尾渣运出，在处理箱体1填充新尾渣二次使用。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，包括：
处理箱体，顶部设置有加料口，用于容纳铀尾渣，所述处理箱体的内部还设置有集水筒体，所述集水筒体沿所述处理箱体深度方向设置；
喷淋布水单元，设置在所述处理箱体的顶部处，所述喷淋布水单元包括由多个主管体围设而成的主框体、以及多个设置在所述主框体内且两端部与主管体连通的水平喷淋管，所述主框体与水平喷淋管上均设置多个喷淋孔；
微生物培养器，用于培养微生物，所述微生物培养器的入口与所述集水筒体的底部连通，所述微生物培养器的出口与所述喷淋布水单元连通；
第一泵体，设置在所述微生物培养器与所述喷淋布水单元之间的管路上。
2.如权利要求1所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述微生物培养器的入口与所述集水筒体的底部之间设置有缓冲集液容器，所述缓冲集液容器的出口与所述微生物培养器的入口之间的管路上还设置有第二泵体。
3.如权利要求2所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述喷淋布水单元还包括竖向总管、多个均设置在所述处理箱体内且沿所述处理箱体深度方向设置的竖向喷淋管、及设置在所述竖向总管与竖向喷淋管之间的连通管体，所述竖向喷淋管上也设置有多个沿竖向喷淋管长度方向均匀分布的喷淋孔。
4.如权利要求1所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述微生物培养器包括用于容纳液体的主体容器、以及设置在所述主体容器侧面的加料机构，所述加料机构用于向所述主体容器内添加微生物菌剂或者营养物质。
5.如权利要求4所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述加料机构包括设置在所述主体容器外部且侧面设置有开口的主盒体、与所述主盒体的顶部连通的供水管道、以及第一端与所述主盒体底部连通第二端位于所述主体容器内部的排水管道，所述主盒体的内部还滑动设置有物料盒，所述物料盒第一端位于所述主盒体外部第二端位于所述主盒体的内部，且所述物料盒的第一端部还设置有用于在所述物料盒安装后将所述开口处密封的密封盖板。
6.如权利要求5所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述主盒体的开口处设置有用于压紧所述密封盖板的压紧盖板，所述压紧盖板一端铰接设置在所述主盒体的侧面，所述压紧盖板的另一端拆卸连接在主盒体侧面。
7.如权利要求6所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述物料盒的第二端部处还铰接设置有弹性翻板，所述弹性翻板的顶端凸出所述物料盒设置，所述主盒体的内壁上设置有用于推动所述弹性翻板转动的推动块。
8.如权利要求5所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述排水管道的第二端部位于主体容器的底部，所述第二端部处还设置有排出单元。
9.如权利要求8所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述排出单元包括多个沿水平方向设置的排料管体，多个所述排料管体均呈放射状绕设在所述排水管道的周圈，所述排料管体上均设置有多个用于出水的排水孔。
10.如权利要求1所述的铀尾渣微生物处理装置，其特征在于，所述处理箱体的侧面还设置有多个观察窗体、以及用于铀尾渣排出的废料出口。
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