CN110576035B - 一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，包括在露天矿排弃土场中由下至上依次铺设隔水层、含水层、排弃物重金属污染层、表土层，在排弃物重金属污染层中设置菌种层，菌种层的上、下表面分别设置孔隙薄膜，菌种层内设置网格板，网格板通过输送管与地面上的加压泵房连通，加压泵房通过制菌控制阀和调节控制阀分别与制菌池和调节池连通。本发明通过重构岩层结构和改变原来的菌种与重金属污染物的混合方式，可以实现在露天矿排弃物料中营造微生物合适的外界条件，提高重金属污染土壤微生物修复的效率，改善露天矿生态环境，节约大量的土地污染治理成本。

Description

一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法
技术领域
本发明涉及一种露天矿污染治理方法，具体涉及一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法。
背景技术
露天矿重金属污染治理以生态学、采矿学、土壤学、细菌学、生物学、环境工程等学科的理论为指导，针对不同的重金属污染地区有不同的方法。目前，土壤重金属污染治理方法常用的修复措施有工程措施、物理化学修复、农业生态修复、微生物修复等。矿区工程修复对污染的土壤要进行堆放或处理，在矿区实施往往效果不理想，土壤的实施工程量大、投资费用高。矿区物理化学修复实施复杂、治理费用高，重金属容易再度活化。矿区农业生态修复是虽然易操作、费用较低，但是缺点是周期长、效果不显著。矿区微生物修复投资费用低、绿色生态、经济有效，但微生物遗传稳定性差、易受重金属浓度与外界因素（如温度、pH、无机盐浓度）等其它因素的影响，进而影响重金属污染土壤的修复效果。因此，矿区微生物修复中提供给微生物合适的外界条件，可以很有效的提高重金属污染土壤微生物修复的效率。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，应用成本低、操作简单、治理效果好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，包括在露天矿排弃土场中由下至上依次铺设隔水层、含水层、排弃物重金属污染层、表土层，在排弃物重金属污染层中设置菌种层，菌种层的上、下表面分别设置孔隙薄膜，菌种层内设置网格板，网格板通过输送管与地面上的加压泵房连通，加压泵房通过制菌控制阀和调节控制阀分别与制菌池和调节池连通。
进一步的，所述隔水层由黏土碾压形成，铺设厚度为3～5m。
进一步的，所述含水层由砂土或砾石组成，铺设厚度为5～10m。
进一步的，所述排弃物重金属污染层的厚度为3～5m。
进一步的，所述网格板材质为可降解塑料，网格板厚度为15～25cm。
进一步的，还包括多功能测试仪，多功能测试仪的探测头插入到排弃物重金属污染层中。
进一步的，所述制菌池中装有菌种液，针对重金属污染物培养相应的吸收重金属的菌种液。
进一步的，所述调节池中装有调节液，为菌种层提供养分以及调节菌种的PH值。
与现有技术相比本发明通过重构岩层结构和改变原来的菌种与重金属污染物的混合方式，可以实现在露天矿排弃物料中营造微生物合适的外界条件，提高重金属污染土壤微生物修复的效率，改善露天矿生态环境，节约大量的土地污染治理成本。本发明适用于重金属污染严重的露天矿排弃物治理，可以降低露天矿排弃物料中的重金属含量，对于提高土壤质量，改善露天矿生态环境，节约大量的土地污染治理成本，具有重要的实践意义。
附图说明
图1为本发明排土场层状剖面结构示意图。
图2为网格板的俯视图。
图3为孔隙薄膜的示意图。
图中：1、表土层；2、排弃物重金属污染层；3、孔隙薄膜；4、菌种层；5、含水层；6、隔水层；7、多功能测试仪；8、输送管；9、加压泵房；10、制菌控制阀；11、制菌池；12、菌种液；13、调节控制阀；14、调节池；15、调节液；16、网格板；17、防倒流孔；18、导水孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
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。
如图1所示，本发明在露天矿排弃土场中由下至上依次铺设隔水层6、含水层5、排弃物重金属污染层2、表土层1，隔水层6由黏土碾压形成，铺设厚度为3～5m，以4m最佳，隔水层6为了阻止含水层5的水分往下渗；含水层5由砂土或砾石组成，铺设厚度为5～10m，以7m最佳，含水层5具有一定的储水能力，便于为排弃物重金属污染层2提供菌种水分；排弃物重金属污染层2的厚度为3～5m，以4m最佳；表土层1的厚度为1～2m，以1.5m最佳，表土层1种有修复植物，如海州香薷、鸭跖草、滨蒿、庭荠属等。
在排弃物重金属污染层2中设置菌种层4，菌种层4的上、下表面分别设置孔隙薄膜3，如图2所示，菌种层4内设置网格板16，网格板16通过输送管8与地面上的加压泵房9连通，加压泵房9通过制菌控制阀10和调节控制阀13分别与制菌池11和调节池14连通，制菌池11中装有菌种液12，调节池14中装有调节液15。
如图3所示，孔隙薄膜3开设透水孔，透水孔均匀间隔布满整个孔隙薄膜3，孔隙薄膜3具有透水、透气、可作为菌种活动的通道的特性；菌种层4内置网格板16，网格板16的厚度15～25cm，以20cm最佳，如图2所示，网格板16内部中空，在网格板16的上下表面均开设防倒流孔17和导水孔18，防倒流孔17均匀间隔布满整个网格板16的上下表面，导水孔18也均匀间隔布满整个网格板16的上下表面，且导水孔18与防倒流孔17相通，以便菌种液12和调节液15在网格板16中流动并遍及整个菌种层4；增设多功能测试仪7，多功能测试仪7的探测头插入到排弃物重金属污染层2中实时测试排弃物重金属污染层2中的PH值、水分、温度，以便调节液15的配置。
菌种液12通过孔隙薄膜3的孔隙进入到排弃物重金属污染层2中，菌种液12中的微生物与排弃物重金属污染层2中的重金属离子相结合，通过微生物表面结构对重金属离子实现吸附作用（其中微生物的细胞壁和粘液层能直接吸收或吸附重金属）。菌种液12中的微生物在其生长过程与环境因素相互作用时会释放出许多代谢产物，它们能与重金属离子反应从而固定排弃物重金属污染层2中的重金属。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，其特征在于，在露天矿排弃土场中由下至上依次铺设隔水层（6）、含水层（5）、排弃物重金属污染层（2）、表土层（1），在排弃物重金属污染层（2）中设置菌种层（4），菌种层（4）的上、下表面分别设置孔隙薄膜（3），菌种层（4）内设置网格板（16），网格板（16）通过输送管（8）与地面上的加压泵房（9）连通，加压泵房（9）通过制菌控制阀（10）和调节控制阀（13）分别与制菌池（11）和调节池（14）连通。
2.根据权利要求1所述的一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，其特征在于，所述隔水层（6）由黏土碾压形成，铺设厚度为3～5m。
3.根据权利要求1所述的一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，其特征在于，所述含水层（5）由砂土或砾石组成，铺设厚度为5～10m。
4.根据权利要求1所述的一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，其特征在于，所述排弃物重金属污染层（2）的厚度为3～5m。
5.根据权利要求1所述的一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，其特征在于：所述网格板（16）材质为可降解塑料，网格板（16）厚度为15～25cm。
6.根据权利要求1所述的一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，其特征在于：还包括多功能测试仪（7），多功能测试仪（7）的探测头插入到排弃物重金属污染层（2）中。
7.根据权利要求1所述的一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，其特征在于：所述制菌池（11）中装有菌种液（12）。
8.根据权利要求1所述的一种露天矿排弃物重金属污染的微生物治理方法，其特征在于：所述调节池（14）中装有调节液（15）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1213329A (zh) * 1996-03-13 1999-04-07 英国核燃料公共有限公司 生物净化反应器
CN109731897A (zh) * 2019-01-24 2019-05-10 湖州师范学院 修复重金属污染土壤的方法
CN109854248A (zh) * 2019-03-03 2019-06-07 煤炭科学研究总院 一种露天矿保水复垦方法

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