CN106116033A - 铜污染土壤净化井 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铜污染土壤净化井，包括铜污染处理井、固定化微生物球、磁场发生装置、水泵和喷水管，所述铜污染处理井从外到内依次为砂石层、人工基质层、固定化微生物层和透水层，所述人工基质层是由蛭石与石灰石组成，所述磁场发生装置包括螺旋线圈、变压器和电源，所述螺旋线圈缠绕在固定化微生物层的外围，螺旋线圈与变压器电联，变压器与电源电联，所述透水层是由螯合树脂组成，在透水层中间设有水井，所述水井内连接有抽水管，所述抽水管连接水泵，所述水泵连接有喷水管，所述喷水管均匀分布在土壤表面。本发明不仅能够去除土壤中的铜，而且实现了水的循环使用。
Description
技术领域
本发明涉及土壤改良领域，特别是铜污染土壤净化井。
背景技术
土壤中正常含铜量为每公斤2～200毫克。中国土壤含铜量是每公斤3～300毫克，平均值为每公斤22毫克。铜可在土壤中富集并被农作物吸收。在靠近铜冶炼厂附近的土壤，含有高浓度的铜。岩石风化和含铜废水灌溉均可使铜在土壤中积累并长期保留。德意志联邦共和国一些铜冶炼厂附近，土壤含铜量为正常土壤的3～232倍。在铜污染的土壤生长的植物，含铜量为正常植物的33～50倍。灌溉过程以及硫酸铜杀虫剂等农药的施用也使一部分铜进入土壤和植物体内。 铜在植物各部分的累积分布多数是根>茎、叶>果实，但少数植物体内铜的分布与此相反，如丛桦叶则是果>枝>叶。水生生物可以富集铜，通过食物链的富集，最终使大量铜进入人体；农作物可通过根吸收土壤中的铜，其中一部分也可经食物进入人体。当铜在体内蓄积到一定程度后即可对人体健康产生危害，故土壤的治理具有重要意义。
目前，将微生物固定化技术得到国内外广泛的关注，如专利号为：200910056687.X专利说明书中介绍了一种固定化微生物的制备方法，固定化微生物主要特征是微生物固定成一种固态，放在污水中具有固定的形状，且微生物不丧失活性，具有良好的污水处理效果。
发明内容
本发明的目的在于提供铜污染土壤净化井，处理土壤中的铜污染。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：铜污染土壤净化井，包括铜污染处理井、固定化微生物球、磁场发生装置、水泵和喷水管，所述铜污染处理井从外到内依次为砂石层、人工基质层、固定化微生物层和透水层，所述人工基质层是由蛭石与石灰石组成，所述固定化微生物层内投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥与金属镍制成，活性污泥与金属镍按照5:1.5的比例通过化学药剂充分混合，再将活性污泥与金属镍的混合物通过模具制成球状，然后风干，再将风干后的球状混合物置于磁场之中，筛选出内部含有金属镍的球状混合物即得所述固定化微生物球，所述活性污泥内主要含有莱拉微球菌和人苍白杆菌,所述透水层是由螯合树脂构成，在透水层中间设有水井，所述水井内连接有抽水管，所述抽水管连接水泵，所述水泵连接有喷水管，所述喷水管均匀分布在土壤表面；
所述磁场发生装置包括螺旋线圈、变压器和电源，所述螺旋线圈缠绕在固定化微生物层的外围，螺旋线圈与变压器电联，变压器与电源电联，所述电源通过变压器控制螺旋线圈的电流强度和方向，从而控制磁场的大小和方向，在固定化微生物层中形成了一个磁场，磁场作用于固定化微生物层内，使固定化微生物球悬浮并与固定化微生物层中污水充分混合。
优选的，所述固定化微生物层内设置有污泥回收管，所述污泥回收管用于收集固定化微生物球和悬浮污泥，然后将回收的固定化微生物球分解得到金属镍，再将回收的悬浮污泥和金属镍通过化学试剂再重新制成固定化微生物球，然后定期将制成的固定化微生物球投入固定化微生物层内，所述污泥回收管通过泵将固定化微生物球吸出，实现固定化微生物球的回收利用。
优选的，所述铜污染处理井的底下周围设有多条集水渠，所述集水渠的水流向铜污染处理井，所述集水渠是由透水砖围成。
优选的，所述固定化微生物球的直径为13-15mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：铜污染处理井从外到内依次为砂石层、人工基质层、固定化微生物层和透水层，所述人工基质层是由蛭石与石灰石组成，固定化微生物层内投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥与金属镍制成，活性污泥与金属镍按照5:1.5的比例通过化学药剂充分混合，再将活性污泥与金属镍的混合物通过模具制成球状，然后风干，再将风干后的球状混合物置于磁场之中，筛选出内部含有金属镍的球状混合物即得所述固定化微生物球，所述活性污泥内主要含有莱拉微球菌和人苍白杆菌,金属镍具有较大的比重，因此固定化微生物球具有较好的沉降性能，而活性污泥中莱拉微球菌和人苍白杆菌对铜具有很好的吸附处理能力，透水层是由螯合树脂组成，蛭石能吸附水中的铜，降低了水中铜的含量，而活性污泥能够进一步处理水中铜，而螯合树脂能够再次吸附水中的铜离子，这样铜经过层层吸附处理，水中铜的含量到达排放标准；通过铜污染处理井净化后的水通过水泵和喷水管喷淋到土壤中，将土壤中的铜通过水带入集水渠，集水渠中的水再经过铜污染处理井净化，固定化微生物球和螯合树脂定期更换，这样不仅能够去除土壤中的铜，而且实现了水的循环使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为固定化微生物层与磁场发生装置结构图。
图中： 1、砂石层，2、人工基质层，3、固定化微生物层，4、透水层，5、水井，6、固定化微生物球，7、电源，8、变压器，9、磁场发生装置，10、螺旋线圈，11、抽水管,12、水泵，13、喷水管，14、集水渠，15、铜污染处理井,16、污泥回收管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例，请参阅图，本发明提供一种技术方案：铜污染土壤净化井，包括铜污染处理井15、固定化微生物球6、磁场发生装置9、水泵12和喷水管13，铜污染处理井15从外到内依次为砂石层1、人工基质层2、固定化微生物层3和透水层4，人工基质层2是由蛭石与石灰石组成，固定化微生物层3内投放有固定化微生物球6，固定化微生物球6是由活性污泥、活性炭与金属镍制成，活性污泥与金属镍按照5:1.5的比例通过化学药剂充分混合，再将活性污泥与金属镍的混合物通过模具制成球状，然后风干，再将风干后的球状混合物置于磁场之中，筛选出内部含有金属镍的球状混合物即得固定化微生物球6，金属镍具有较大的比重，因此固定化微生物球6具有较好的沉降性能，活性污泥中的莱拉微球菌和人苍白杆菌对铜具有很好的吸附处理能力，能够吸附水中的铜，透水层4是由螯合树脂组成，在透水层4中间设有水井5，水井5内连接有抽水管11，抽水管11连接水泵12，水泵12连接有喷水管13，喷水管13均匀分布在土壤表面。
磁场发生装置9包括螺旋线圈10、变压器8和电源7，螺旋线圈10缠绕在固定化微生物层3的外围，螺旋线圈10与变压器8电联，变压器8与电源7电联，电源7通过变压器8控制螺旋线圈10的电流强度和方向，从而控制磁场的大小和方向，在固定化微生物层中形成了一个磁场，磁场作用于固定化微生物层3内，使固定化微生物球6悬浮并与固定化微生物层3中污水充分混合，
固定化微生物层3内设置有污泥回收管16，污泥回收管16用于收集固定化微生物球6和悬浮污泥，然后将回收的固定化微生物球6分解得到金属镍，再将回收的悬浮污泥和金属镍通过化学试剂再重新制成固定化微生物球6，然后定期将制成的固定化微生物球6投入固定化微生物层3内，污泥回收管16通过泵将固定化微生物球6吸出，实现固定化微生物球6的回收利用。
铜污染处理井15的底下周围设有多条集水渠14，集水渠14的水流向铜污染处理井15，集水渠14是由透水砖围成。通过铜污染处理井15净化后的水通过水泵12和喷水管13喷淋到土壤中，将土壤中的铜带入集水渠14，集水渠14中的水在经过铜污染处理井15时，人工基质层2中的蛭石能吸附水中的铜，降低了水中铜的含量，而活性污泥内的莱拉微球菌和人苍白杆菌能够进一步处理水中铜，而螯合树脂能够再次吸附水中的铜离子，这样铜经过层层吸附处理，水中铜的含量到达排放标准；通过铜污染处理井15净化后的水通过水泵和喷水管喷淋到土壤中，将土壤中的铜通过水带入集水渠14，集水渠14中的水再经过铜污染处理井15净化，固定化微生物球和螯合树脂定期更换，这样不仅能够去除土壤中的铜，而且实现了水的循环使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.铜污染土壤净化井，其特征是：包括铜污染处理井、固定化微生物球、磁场发生装置、水泵和喷水管，所述铜污染处理井从外到内依次为砂石层、人工基质层、固定化微生物层和透水层，所述人工基质层是由蛭石与石灰石组成，所述固定化微生物层内投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥与金属镍制成，活性污泥与金属镍按照5:1.5的比例通过化学药剂充分混合，再将活性污泥与金属镍的混合物通过模具制成球状，然后风干，再将风干后的球状混合物置于磁场之中，筛选出内部含有金属镍的球状混合物即得所述固定化微生物球，所述活性污泥内主要含有莱拉微球菌和人苍白杆菌,所述透水层是由螯合树脂构成，在透水层中间设有水井，所述水井内连接有抽水管，所述抽水管连接水泵，所述水泵连接有喷水管，所述喷水管均匀分布在土壤表面；
所述磁场发生装置包括螺旋线圈、变压器和电源，所述螺旋线圈缠绕在固定化微生物层的外围，螺旋线圈与变压器电联，变压器与电源电联，所述电源通过变压器控制螺旋线圈的电流强度和方向，从而控制磁场的大小和方向，在固定化微生物层中形成了一个磁场，磁场作用于固定化微生物层内，使固定化微生物球悬浮并与固定化微生物层中污水充分混合。
2.根据权利要求1所述的铜污染土壤净化井，其特征是：所述固定化微生物层内设置有污泥回收管，所述污泥回收管用于收集固定化微生物球和悬浮污泥，然后将回收的固定化微生物球分解得到金属镍，再将回收的悬浮污泥和金属镍通过化学试剂再重新制成固定化微生物球，然后定期将制成的固定化微生物球投入固定化微生物层内，所述污泥回收管通过泵将固定化微生物球吸出，实现固定化微生物球的回收利用。
3.根据权利要求1所述的铜污染土壤净化井，其特征是：所述铜污染处理井的底下周围设有多条集水渠，所述集水渠的水流向铜污染处理井，所述集水渠是由透水砖围成。
4.根据权利要求1所述的铜污染土壤净化井，其特征是：所述固定化微生物球的直径为13-15mm。
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| CN1204625A (zh) * | 1997-07-02 | 1999-01-13 | 科学技术振兴事业团 | 磁性微生物固定载体,生产这种载体的方法以及处理废水的方法 |
| CN103008334A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-04-03 | 中国地质大学（武汉） | 污染土壤原位雨水淋滤修复系统 |
| CN104098231A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-10-15 | 谢众 | 一种固定化微生物人工湿地系统 |
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