CN108315015A - 用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及其修复方法，包括：生物炭10‑20、磷酸二氢钾3‑5、硝酸钙4‑6、珍珠岩3‑6、陶粒3‑8、木屑2‑5、蛭石5‑10、硫酸镁2‑6、松叶3‑6、鸡粪5‑8以及微生物制剂15‑30；其中，微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌10‑15、纳豆芽孢杆菌5‑8、黑曲霉菌6‑10、枯草芽孢杆菌2‑6、硫化菌2‑5、光合细菌3‑7以及酵母菌2‑5；菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，菌悬液的浓度为不低于10⁵cfu/mL；还包括使用用于清理受石油污染土壤的复配修复剂进行土壤修复的修复装置，本发明通过提供的复配修复剂修复土壤的方法及修复装置，可以使复配修复剂与受污染的土壤充分接触，使修复效果显著提高至96.5％，且不会对土壤产生二次污染。

Description

用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及其修复方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，特别涉及一种用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及其修复方法。

背景技术

随着工业的发展，石油的需求量逐渐增加，在大规模石油开采、输运和加工过程中，由于遗漏、井喷、输油管道泄漏等事故产生的落地原油，严重污染了土壤环境，并且在降雨的冲刷作用下，随地表径流向周围区域扩散，尤其是石油泄漏造成的土壤污染，土壤石油污染常具有污染物种类多、潜伏期长、扩散面积广、危害大、地下结构复杂、治理难度大、修复成本高等特点，由于石油特殊的理化性质，严重威胁了区域生态系统的安全，造成生态系统脆弱，并对人类健康产生很大的危害，尤其是石油中的烃类有机物深入土壤中难以降解且具有毒性，造成土壤的耕种困难，而且，如果如果如果污染物在农作物体内富集，也会严重危害人类监控，因此，对石油污染土壤进行修复，恢复其生态功能至关重要，石油污染土壤的修复剂、修复方法及装置，已成为现阶段环境保护工作至关重要的需要。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及其修复方法，修复被石油污染的土壤见效快、且制作简单，成本低，来源丰富，并且不会对土壤造成二次污染。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，包括：

生物炭10-20、磷酸二氢钾3-5、硝酸钙4-6、珍珠岩3-6、陶粒3-8、木屑2-5、蛭石5-10、硫酸镁2-6、松叶3-6、鸡粪5-8以及微生物制剂15-30。

其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌10-15、纳豆芽孢杆菌5-8、黑曲霉菌6-10、枯草芽孢杆菌2-6、硫化菌2-5、光合细菌3-7以及酵母菌2-5。

所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为不低于10⁵cfu/mL。

优选的是，主要包含以下重量份的原料：生物炭15、磷酸二氢钾5、硝酸钙5、珍珠岩4、陶粒6、木屑4、蛭石8、硫酸镁4、松叶5、鸡粪6以及微生物制剂25；其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌15、纳豆芽孢杆菌6、黑曲霉菌10、枯草芽孢杆菌5、硫化菌3、光合细菌5以及酵母菌4；所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为10⁶cfu/mL。

优选的是，所述复配修复剂还包括与可接受的辅料进行混合，所述辅料选自溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、黏合剂、崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、矫味剂、防腐剂、助悬剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂与反絮凝剂、助滤剂、释放阻滞剂中的任意一种或几种。

如上述所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，其中，所述生物炭的制备过程包括以下步骤：

1)取植芦苇及海带经水洗4-5次去除表面黏附物后，风干2-3d,并在70-80℃烘箱中过夜干燥，经粉碎，过100-150目的筛子，装于瓶中待用；

2)将待用的芦苇及海带生物质粉末于坩埚中，盖上盖子，置于温度为300-700℃的马弗炉中炭化6h；冷却至室温后取出，制得所需生物炭。

优选的是，所述复配修复剂稀释液的喷洒周期为5-7天，且保证土壤湿度为10％-20％。

一种使用上所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂进行土壤修复的修复装置，其中，包括：

十字形框架，其由多个活动连接的面板组成，所述面板为由内壁和外壁套设而成的具有第一夹层的双层结构，所述内壁侧壁设置有孔洞，所述夹层在位于面板顶部的一端封闭，所述夹层在位于所述面板底部的一端封闭成刀刃状，形成切削部。

盖板，其上端设置拉环，所述盖板设置为具有第二夹层的双层结构，所述第二夹层内设置保温板，所述盖板上设置进料口。

进液管，其呈螺旋环绕状设置在所述第一夹层内，所述进液管的进液口设置在所述面板顶部，所述进液管靠近所述内壁的一侧设置多个与所述孔洞适配的漏液孔。

搅拌装置，其包括可伸缩的主搅拌杆、多个与所述主搅拌杆连接的副搅拌杆以及带动所述主搅拌杆转动的动力驱动机构，多个所述搅拌装置活动连接在所述盖板的顶面，且对应十字形框架的每个格子，以使所述搅拌装置深入对应的格子内，多个所述副搅拌杆垂直固定在所述主搅拌杆表面上。

优选的是，所述十字型框架的大小与需要修复土壤的面积适配，所述盖板的大小与所述十字形框架大小一致。

优选的是，所述第一夹层内填充保温泡沫。

优选的是，包括以下步骤：

步骤一、将待修复的土壤进行翻耕，翻耕深度为10-30厘米；

步骤二、将翻耕的待修复土壤块进行粉碎，粉碎后的土壤块直径为2-5厘米；

步骤三、将粉碎后的待修复土壤加入石灰粉搅拌均匀后晾晒1-3天；

步骤四、根据待修复的土壤的面积及深度，将所述面板插入所述待修复土壤中，组成用所述十字形框架；

步骤五、将所述复配修复剂加水稀释3-6倍，通过所述进液口将所述复配修复剂稀释液加入所述进液管内，且喷洒密度为0.5-0.8kg/m²，定时启动所述搅拌装置，使待修复土壤与所述复配修复剂稀释液充分混合接触。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明提供的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及其使用方法由生物炭、磷酸二氢钾、硝酸钙、珍珠岩、陶粒、木屑、蛭石、硫酸镁、松叶、鸡粪、微生物制剂等混合制成；其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、黑曲霉菌、枯草芽孢杆菌、硫化菌、光合细菌、酵母菌；且所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为不低于10⁵cfu/mL。其中，生物炭具有多孔结构及大比表面积，对石油烃类具有较强的吸附效果，生物炭的多孔结构还可以为微生物生长繁殖提供场所，增强微生物的多样性及活性，同时，生物炭还可以疏松土壤，有利于微生物对土壤的充分降解，其中黑曲霉菌具有裂解大分子有机物及难容无机物的作用，嗜热芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌可以消毒及分解大分子化合物，酵母菌降解是消除石油污染的重要途径，其主要反应有脱卤、脱烷基、水解、氧化、环羟基化与裂解、硝基还原以及缀合作用等，珍珠岩，陶粒，木屑，蛭石等混合使用可以增加土壤中的微量元素，此外光合细菌在土壤中有分解有机物、促进生物的循环，松叶可以提高土壤的疏通性，透水性，鸡粪有机肥有大量的有机成分，能增强土壤良好的透气性，有利于根系的发展和提高作物的活力及免疫力。

本发明提供的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及其修复方法，通过将受污染土壤集中在修复装置中统一处理，可以使复配修复剂与受污染的土壤充分接触，充分混合，使修复效果显著提高至96.5％，且不会对土壤产生二次污染。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的土壤修复装置局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，包括：

生物炭10-20、磷酸二氢钾3-5、硝酸钙4-6、珍珠岩3-6、陶粒3-8、木屑2-5、蛭石5-10、硫酸镁2-6、松叶3-6、鸡粪5-8以及微生物制剂15-30。

其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌10-15、纳豆芽孢杆菌5-8、黑曲霉菌6-10、枯草芽孢杆菌2-6、硫化菌2-5、光合细菌3-7以及酵母菌2-5。

所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为不低于10⁵cfu/mL。

一个优选方案中，主要包含以下重量份的原料：生物炭15、磷酸二氢钾5、硝酸钙5、珍珠岩4、陶粒6、木屑4、蛭石8、硫酸镁4、松叶5、鸡粪6以及微生物制剂25；其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌15、纳豆芽孢杆菌6、黑曲霉菌10、枯草芽孢杆菌5、硫化菌3、光合细菌5以及酵母菌4；所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为10⁶cfu/mL。

一个优选方案中，所述复配修复剂还包括与可接受的辅料进行混合，所述辅料选自溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、黏合剂、崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、矫味剂、防腐剂、助悬剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂与反絮凝剂、助滤剂、释放阻滞剂中的任意一种或几种。

如上述所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，其中，所述生物炭的制备过程包括以下步骤：

1)取植芦苇及海带经水洗5次去除表面黏附物后，风干3d,并在75℃烘箱中过夜干燥，经粉碎，过150目的筛子，装于瓶中待用；

2)将待用的芦苇及海带生物质粉末于坩埚中，盖上盖子，置于500℃的马弗炉中炭化6h；冷却至室温后取出，制得所需生物炭。

一个优选方案中，所述复配修复剂稀释液的喷洒周期为6天，且保证土壤湿度为15％。

如图1所示，一种使用上所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂进行土壤修复的修复装置，其中，包括：

十字形框架18，其由多个活动连接的面板17组成，所述面板17为由内壁和外壁套设而成的具有第一夹层的双层结构，所述内壁侧壁设置有孔洞，所述夹层在位于所述面板17顶部的一端封闭，所述第一夹层在位于所述面板底部的一端封闭成刀刃状，形成切削部15。

盖板13，其上端设置拉环10，所述盖板13设置为具有第二夹层的双层结构，所述第二夹层内设置保温板，所述盖板13上设置进料口11。

进液管16，其呈螺旋环绕状设置在所述第一夹层内，所述进液管16的进液口14设置在所述面板17顶部，所述进液管16靠近所述内壁的一侧设置多个与所述孔洞适配的漏液孔。

搅拌装置12，其包括可伸缩的主搅拌杆、多个与所述主搅拌杆连接的副搅拌杆以及带动所述主搅拌杆转动的动力驱动机构，多个所述搅拌装置活动连接在所述盖板13的顶面，且对应十字形框架的每个格子，以使所述搅拌装置12深入对应的格子内，多个所述副搅拌杆垂直固定在所述主搅拌杆表面上。

在上述方案中，通过设置活动连接的面板17组成所述十字形框架，使得修复装置可以根据待修复土壤的面积随意搭配组合，十分的方便快捷，而且所述面板可拆卸，可重复利用，将所述第一夹层在位于所述面板底部的一端封闭成刀刃状，形成切削部，可以使所述面板更好的插入待修复的土壤中，所述进液管16呈螺旋环绕状设置在所述第一夹层内，可以增大复配修复剂稀释液与待修复土壤的接触面积，通过设置搅拌装置12，可以使待修复土壤与复配修复剂稀释液充分接触，提高土壤的修复率。

一个优选方案中，所述十字型框架18的大小与需要修复土壤的面积适配，所述盖板13的大小与所述十字形框架18大小一致。

一个优选方案中，所述第一夹层内填充保温泡沫。

一个优选方案中，包括以下步骤：

步骤一、将待修复的土壤进行翻耕，翻耕深度为25厘米；

步骤二、将翻耕的待修复土壤块进行粉碎，粉碎后的土壤块直径为5厘米；

步骤三、将粉碎后的待修复土壤加入石灰粉搅拌均匀后晾晒3天；

步骤四、根据待修复的土壤的面积及深度，将所述面板插入所述待修复土壤中，组成用所述十字形框架；

步骤五、将所述复配修复剂加水稀释5倍，通过所述进液口将所述复配修复剂稀释液加入所述进液管内，且喷洒密度为0.6kg/m²，定时启动所述搅拌装置，使待修复土壤与所述复配修复剂稀释液充分混合接触；

实施例1

使用本发明中的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，并结合已公开的修复装置进行土壤修复，其中，本发明中的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，主要包含以下重量份的原料：生物炭15、磷酸二氢钾5、硝酸钙5、珍珠岩4、陶粒6、木屑4、蛭石8、硫酸镁4、松叶5、鸡粪6以及微生物制剂25；其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌15、纳豆芽孢杆菌6、黑曲霉菌10、枯草芽孢杆菌5、硫化菌3、光合细菌5以及酵母菌4；所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为10⁶cfu/mL。

本实施例所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂中生物炭的制备方法如下：

1)取植芦苇及海带经水洗5次去除表面黏附物后，风干3d,并在75℃烘箱中过夜干燥，经粉碎，过150目的筛子，装于瓶中待用；

2)将待用的芦苇及海带生物质粉末于坩埚中，盖上盖子，置于500℃的马弗炉中炭化6h；冷却至室温后取出，制得所需生物炭。

使用本发明提供的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及普通的修复装置进行土壤修复，土壤修复率为91.6％。

实施例2

使用本发明中的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，并结合本发明中的修复装置进行土壤修复，其中，本发明中的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，主要包含以下重量份的原料：生物炭15、磷酸二氢钾5、硝酸钙5、珍珠岩4、陶粒6、木屑4、蛭石8、硫酸镁4、松叶5、鸡粪6以及微生物制剂25；其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌15、纳豆芽孢杆菌6、黑曲霉菌10、枯草芽孢杆菌5、硫化菌3、光合细菌5以及酵母菌4；所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为10⁶cfu/mL。

本实施例所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂中生物炭的制备方法如下：

1)取植芦苇及海带经水洗5次去除表面黏附物后，风干3d,并在75℃烘箱中过夜干燥，经粉碎，过150目的筛子，装于瓶中待用；

2)将待用的芦苇及海带生物质粉末于坩埚中，盖上盖子，置于500℃的马弗炉中炭化6h；冷却至室温后取出，制得所需生物炭。

使用本发明提供的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂及本发明提供的修复装置进行土壤修复，土壤修复率为96.5％。

申请人还对实施例中的土壤的复配修复剂进行了如下性能测试试验，结果如下:

步骤1、实验土壤的预处理：取适量受石油污染的土壤及未受污染的清洁土壤，并测定土壤中总石油烃含量以及烷烃、芳香烃的含量，将受石油污染的土壤及未受污染的清洁土壤混合配成石油浓度为2g/kg、4g/kg、8g/kg的实验土；

步骤2、将步骤1中得到的实验土置于适配的实验容器中，然后设置相应的对照组，实验组每6天添加一次本发明所述的复配修复剂经水稀释5倍的稀释液，并与实验土均匀混合，对照组定期添加与实验组的复配修复剂的稀释液等量的清水，置于常温23℃下，且试验期间保持土壤含水量为10-20％，并每隔3天对土壤翻耕疏松，实验时间为20天；

步骤3、实验完成后，在实验组与对照组中分别取样，取样为三组，检测土壤中总石油烃含量以及烷烃、芳香烃的含量，并计算降解率，实验结构如表1所示：

表1

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，其中，主要包含以下重量份的原料：

生物炭10-20、磷酸二氢钾3-5、硝酸钙4-6、珍珠岩3-6、陶粒3-8、木屑2-5、蛭石5-10、硫酸镁2-6、松叶3-6、鸡粪5-8以及微生物制剂15-30；

其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌10-15、纳豆芽孢杆菌5-8、黑曲霉菌6-10、枯草芽孢杆菌2-6、硫化菌2-5、光合细菌3-7以及酵母菌2-5；

所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为不低于10⁵cfu/mL。

2.如权利要求1所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，其中，主要包含以下重量份的原料：生物炭15、磷酸二氢钾5、硝酸钙5、珍珠岩4、陶粒6、木屑4、蛭石8、硫酸镁4、松叶5、鸡粪6以及微生物制剂25；其中，所述微生物制剂包括以下重量份的菌悬液：嗜热芽孢杆菌15、纳豆芽孢杆菌6、黑曲霉菌10、枯草芽孢杆菌5、硫化菌3、光合细菌5以及酵母菌4；所述菌悬液由以上多种所述微生物分别发酵培养得到，所述菌悬液的浓度为10⁶cfu/mL。

3.如权利要求1-2所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，其中，所述复配修复剂还包括与可接受的辅料进行混合，所述辅料选自溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、黏合剂、崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、矫味剂、防腐剂、助悬剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂与反絮凝剂、助滤剂、释放阻滞剂中的任意一种或几种。

4.如权利要求1-2所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，其中，所述生物炭的制备过程包括以下步骤：

1)取植芦苇及海带经水洗4-5次去除表面黏附物后，风干2-3d,并在70-80℃烘箱中过夜干燥，经粉碎，过100-150目的筛子，装于瓶中待用；

2)将待用的芦苇及海带生物质粉末于坩埚中，盖上盖子，置于温度为300-700℃的马弗炉中炭化6h；冷却至室温后取出，制得所需生物炭。

5.如权利要求1-2所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂，其中，所述复配修复剂稀释液的喷洒周期为5-7天，且保证土壤湿度为10％-20％。

6.一种使用如权利要求1-2所述的用于清理受石油污染土壤的复配修复剂进行土壤修复的修复装置，其中，包括：

十字形框架，其由多个活动连接的面板组成，所述面板为由内壁和外壁套设而成的具有第一夹层的双层结构，所述内壁侧壁设置有孔洞，所述夹层在位于面板顶部的一端封闭，所述夹层在位于所述面板底部的一端封闭成刀刃状，形成切削部；

盖板，其上端设置拉环，所述盖板设置为具有第二夹层的双层结构，所述第二夹层内设置保温板，所述盖板上设置进料口；

进液管，其呈螺旋环绕状设置在所述第一夹层内，所述进液管的进液口设置在所述面板顶部，所述进液管靠近所述内壁的一侧设置多个与所述孔洞适配的漏液孔；

搅拌装置，其包括可伸缩的主搅拌杆、多个与所述主搅拌杆连接的副搅拌杆以及带动所述主搅拌杆转动的动力驱动机构，多个所述搅拌装置活动连接在所述盖板的顶面，且对应十字形框架的每个格子，以使所述搅拌装置深入对应的格子内，多个所述副搅拌杆垂直固定在所述主搅拌杆表面上。

7.如权利要求6所述的使用用于清理受石油污染土壤的复配修复剂进行土壤修复的修复装置，其中，所述十字型框架的大小与需要修复土壤的面积适配，所述盖板的大小与所述十字形框架大小一致。

8.如权利要求6所述的使用用于清理受石油污染土壤的复配修复剂进行土壤修复的修复装置，其中，所述第一夹层内填充保温泡沫。

9.如权利要求6所述的使用用于清理受石油污染土壤的复配修复剂进行土壤修复的修复装置，其中，包括以下步骤：

步骤一、将待修复的土壤进行翻耕，翻耕深度为10-30厘米；

步骤二、将翻耕的待修复土壤块进行粉碎，粉碎后的土壤块直径为2-5厘米；

步骤三、将粉碎后的待修复土壤加入石灰粉搅拌均匀后晾晒1-3天；

步骤四、根据待修复的土壤的面积及深度，将所述面板插入所述待修复土壤中，组成用所述十字形框架；

步骤五、将所述复配修复剂加水稀释3-6倍，通过所述进液口将所述复配修复剂稀释液加入所述进液管内，且喷洒密度为0.5-0.8kg/m²，定时启动所述搅拌装置，使待修复土壤与所述复配修复剂稀释液充分混合接触。