[發(fā)明專利]一種新型電動(dòng)注入營(yíng)養(yǎng)鹽工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910071160.4
• 申請(qǐng)日: 2009-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN102049411A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫紅文;許偉;閆朝霞;王翠蘋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): B09C1/08
• 分類號(hào): B09C1/08
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及采用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)對(duì)有機(jī)物污染土壤進(jìn)行生物修復(fù)的技術(shù)領(lǐng)域。?

技術(shù)背景

土壤是人類賴以生存、發(fā)展的根本，也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。土壤污染大致可分為：重金屬污染、農(nóng)藥和有機(jī)物污染、放射性污染、病原菌污染等多種類型。其中，土壤的有機(jī)污染作為影響土壤環(huán)境的主要污染物已成為國(guó)際上關(guān)注的熱點(diǎn)，有毒、有害的有機(jī)化合物在環(huán)境中不斷積累，到一定時(shí)間或一定條件下有可能給整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)帶來災(zāi)難性的后果。?

與傳統(tǒng)的物理化學(xué)修復(fù)污染土壤方法相比，微生物修復(fù)技術(shù)由于具有環(huán)境友好，成本低，以及可以使有機(jī)污染物礦化為水和二氧化碳，不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，一直備受學(xué)術(shù)界的青睞。微生物降解有六個(gè)基本要素：能源，碳源，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，電子受體，適合的微生物以及適宜的環(huán)境條件。在現(xiàn)場(chǎng)微生物修復(fù)過程中，由于這些要素不能有效滿足，導(dǎo)致在某些場(chǎng)合下，特別是修復(fù)工程的后期，污染物降解效率低下，因此限制微生物現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)效率的一個(gè)重要限制因素就是不能活性微生物提供最佳條件，其中最主要是不能給微生物提供足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，向修復(fù)場(chǎng)址均勻提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是有機(jī)污染場(chǎng)址生物修復(fù)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的引入方法通過用泵抽提流經(jīng)反應(yīng)區(qū)域的地下水，從而使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在水力梯度作用下進(jìn)入反應(yīng)區(qū)域，這種方法存在一些問題，首先費(fèi)用較高，其次水力作用不足可能會(huì)導(dǎo)致某處富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而使微生物大量生長(zhǎng)，形成生物垢，而生物垢會(huì)阻塞流路而降低傳導(dǎo)率，從而不利于體系的運(yùn)行，位于其他區(qū)域的污染物不能得到有效降解。因此，怎樣將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均勻的引入反應(yīng)區(qū)域成為了成功的原位生物修復(fù)的主要瓶頸之一。?

電動(dòng)修復(fù)(electrokinetic?remediation)是近10年發(fā)展起來的新型原位修復(fù)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于：特別適用于低滲透性土壤(由于水力傳導(dǎo)性問題，其它傳統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用受到限制)的修復(fù)；比起其它的傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)成本要少的多；修復(fù)時(shí)間短；對(duì)土壤性質(zhì)和生態(tài)破壞較小，被稱為綠色修復(fù)技術(shù)。因此，該方法一經(jīng)提出，就引起廣泛關(guān)注，作為重金屬和有機(jī)污染物污染土壤的修復(fù)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)被研究開發(fā)，顯示出良好的應(yīng)用前景，成為土壤修復(fù)一項(xiàng)重要新興技術(shù)。將電動(dòng)修復(fù)應(yīng)用到原位生物修復(fù)的過程中，與傳統(tǒng)的引入方法相比不僅能降低修復(fù)費(fèi)用，而且還能避免產(chǎn)生在引入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過程中形成生物垢及降低傳導(dǎo)率等問題。但是，在電動(dòng)修復(fù)過程中也存在一些問題：在電動(dòng)修復(fù)過程中土壤的pH易發(fā)生劇烈變化，形成酸性遷移帶和堿性遷移帶，影響微生物的活性；地下污染區(qū)往往缺乏微生物代謝活動(dòng)需要氮、磷等?營(yíng)養(yǎng)物，電動(dòng)技術(shù)可以為生物修復(fù)輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但是其在土壤污染區(qū)的輸送分布并不均勻，影響生物修復(fù)的效果。?

2009年，孫紅文等首次將電極切換和倆極電解液混合循環(huán)在電動(dòng)修復(fù)中聯(lián)合運(yùn)用，基本解決了電動(dòng)修復(fù)過程中土壤pH易發(fā)生酸堿變化和原位生物修復(fù)有機(jī)污染物污染場(chǎng)址營(yíng)養(yǎng)鹽缺乏及不均勻等問題，為原位生物修復(fù)有機(jī)污染物污染土壤提供有利條件，推進(jìn)了電動(dòng)修復(fù)和原位生物修復(fù)的研究。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決原位生物修復(fù)有機(jī)污染物污染場(chǎng)址營(yíng)養(yǎng)鹽缺乏及不均勻而引起修復(fù)效率低下的問題，提供一種新型應(yīng)用電動(dòng)注入營(yíng)養(yǎng)鹽工藝的運(yùn)行模式和參數(shù)，為原位生物修復(fù)有機(jī)污染物污染土壤提供有利條件，有效提高了生物修復(fù)的效率。?

本發(fā)明的技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面：?

(1)設(shè)計(jì)并制作符合本發(fā)明目的的電動(dòng)裝置；?

(2)裝置安裝好后進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)試驗(yàn)的電壓梯度為1V/cm，電解液為試驗(yàn)用水自來水的自然中性pH(7.3)，循環(huán)電解液時(shí)的流速為800ml/h時(shí)，能很好的控制土壤中pH值在7.0～7.8之間，基本解決了在電動(dòng)修復(fù)過程中pH易發(fā)生劇烈變化，形成酸性遷移帶和堿性遷移帶的問題；?

(3)電動(dòng)注入營(yíng)養(yǎng)鹽，測(cè)定電動(dòng)裝置中土壤中營(yíng)養(yǎng)鹽的分布情況，根據(jù)營(yíng)養(yǎng)鹽的分布變化確定出電極切換最佳時(shí)間為12h。?

(4)將試驗(yàn)確定的電極切換時(shí)間和循環(huán)電解液流速等參數(shù)應(yīng)用到電動(dòng)裝置上進(jìn)行電動(dòng)注入營(yíng)養(yǎng)鹽試驗(yàn)，試驗(yàn)的參數(shù)為電壓梯度為1V/cm，電解液為營(yíng)養(yǎng)鹽溶液(含2g/LNH₄NO₃、KH₂P0₄，pH值為7.3)，循環(huán)電解液的流速為800ml/h，電極切換時(shí)間為12h，試驗(yàn)的結(jié)果表明在此條件下能很好的解決了電動(dòng)修復(fù)中pH易變化和注入營(yíng)養(yǎng)鹽分布不均勻問題，能有效提高生物修復(fù)的效率。?

附圖說明

圖1為電動(dòng)裝置運(yùn)行示意圖；?

圖2為銨根離子遷移分布圖；?