CN111112326A - 一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用，挖取约5吨的污染土壤，与5至6方修复球混合，加入5至10方液体培养基，采用挖机翻堆促进修复球表面生物膜更新，采用泥浆泵抽取池底脱附生物膜至3方左右塑料吨桶暂存，与液体培养基在管道混合器内混合后重新注入驯化池，进行培养基及菌种循环。该技术不同于粉剂和液态投加方式，有固态培养基，有多孔附着材料，易于促进微生物稳定生长，尤其对于有机质含量较低的粉土和砂土有较好效果。

Description

一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用。

背景技术

传统的微生物修复技术是将外源微生物和营养液投加或者注入到土壤中，通过微生物的代谢活动或调节土壤pH、含水率、生物通风等人为促进工程化条件下，降解土壤污染物的过程。而这种方式多为一次性投加的微生物菌剂、重金属等不易降解的污染物难以与土壤分离从而存在二次污染的隐患。

CN201310573202.0中发明了一种微生物修复污染土壤的方法及其修复桩，将搅拌技术与微生物修复技术相结合成桩，对污染场地进行修复治理。微生物修复桩中的修复液促进微生物生长，微生物对微生物修复桩中的污染土进行修复。

CN201510177069.6中发明了纳米零价铁与还原性微生物组合修复污染场地的方法，注入包覆有有机聚合物层的纳米零价铁注射液后，当其中的纳米零价铁被氧化殆尽时，将还原菌菌液注射到污染土壤中进行微生物修复。

现有技术的缺点

(1)在自然环境中散在分布的污染物不能进行集中处理，受污染环境中化合物成分变化影响大，pH波动也较大，有可能抑制降解菌的生长及对环境污染物的降解速度，以致达不到实际需要，使受污染环境不能有效地维持降解菌的生物量。

(2)重金属等不易降解的污染物难以与土壤分离从而存在二次污染的隐患。

(3)微生物菌剂一次性投加，难以回收利用。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用，土壤修复工程菌以微生物修复球为载体，施加到污染土壤中，修复过程中微生物扩散和更新。

本发明的进一步技术：

优选的，修复球为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。

优选的，土壤微生物工程菌的培养方法采用挂膜法进行培养，挖取约5吨的污染土壤，与5至6方修复球混合，加入5至10方液体培养基。

优选的，所述液体培养基为含有氮源及微量金属元素的磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液中的一种或两种混合。

优选的，采用挖机翻堆促进修复球表面生物膜更新，采用泥浆泵抽取池底脱附生物膜至3右塑料吨桶暂存，与液体培养基在管道混合器内混合后重新注入驯化池，进行培养基及菌种循环。

本发明有益效果：

(1)该技术不同于粉剂和液态投加方式，有固态培养基，有多孔附着材料，易于促进微生物稳定生长，尤其对于有机质含量较低的粉土和砂土有较好效果。

(2)不同于一次性投加的微生物菌剂，可重复使用，有利于修复工程菌的迭代生长，逐步强化性能，易得到降解效率极高的目标微生物菌群。

(3)操作简单，运行费用低，采用简易工程机械即满足要求，如：可采用挖机混合，采用ALLU分离回收。

(4)易与其他技术结合，如异位堆垛热强化解析技术，电动修复技术，可渗透反应墙技术等等。与电动、可渗透反应墙技术联用可以较快速缩小污染物的处理范围、方便集中强化处理和回收。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

物理和化学方法修复土壤，具有一定的局限性，难以大规模处理污染土壤，并且能导致土壤结构破坏，生物活性下降和土壤肥力退化，修复成本高。生物修复是一项高效修复技术，具有良好的社会、生态综合效益，容易被大众接受，具有广阔的应用前景。微生物修复属于生物修复技术领域，是利用土壤中的土著微生物或向污染土中投入经驯化的高效微生物，通过菌株的代谢活动和人为促进工程化条件下，降解土体中有机污染物或固定土体中无机污染物的过程。在适宜条件下，微生物可将有毒有害有机污染物完全降解成为无毒的副产品——二氧化碳、水、有机酸和甲烷。目前微生物修复技术有：强化自然递减、生物堆制法、堆肥法以及氧化还原交替法。微生物修复技术已成功应用于煤气厂址PAHs(多环芳烃)污染修复，石油烃污染土壤修复，农药污染土壤修复等。

对此，我们创建了孔隙度与硬度兼具、具有新代谢途径、矿化能力强、降解范围广、效果好的环境污染物微生物修复球，不同于一次性投加的微生物菌剂，可循环回用，有利于修复工程菌的迭代生长，逐步强化性能，易得到降解效率极高的目标微生物菌群。修复完成后可采用特定的设备分离回收，为解决环境污染提供了新途径，对改善环境、控制环境污染都有极其重要的意义。对于不能直接作为微生物生长基质的环境有机污染物的降解，可运用微生物共代谢机制，选择合适的生长基质来诱导产生所需的酶及足够的能量，驱动污染物的最初转化。

土壤修复工程菌以微生物修复球为载体，施加到污染土壤中，修复过程中微生物扩散和更新。

以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得微生物修复球。

将微生物修复球放入有机污染物降解菌培养容器培养、驯化；

土壤修复工程菌的强化培养过程，挖取约5吨的污染土壤，与约5至6方修复球混合，加入5至10方液体培养基(含有氮源及微量金属元素的磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液中的一种或两种混合)，采用挖机翻堆促进修复球表面生物膜更新。采用泥浆泵抽取池底脱附生物膜至3方左右塑料吨桶暂存，与液体培养基在管道混合器内混合后重新注入驯化池，进行培养基及菌种循环。一个驯化周期为15至30天，驯化1个周期后，再进行生物膜提取和菌种鉴定分析，鉴定方式为高通量测试，依据鉴定结果决定驯化周期总时。

微生物驯化培养容器可采用长度5米、宽度3米及深度1米或相近尺寸的混凝土池或钢池做为培养单元，其规格尺寸以方便挖掘机施工为准，其单元数量依据实施项目需求确定。

培养成熟后通过挖机拌入修复土堆，然后挖机搅拌养护并加入液体培养基，促进工程菌扩散；

液体培养基为含有氮源及微量金属元素的磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液中的一种或两种混合，其成分比例根据污染物降解菌的不同而有所差别。

对加入微生物修复球和营养液的土堆进行养护，修复期间定期检测污染区域目标污染物浓度，根据修复球直径大于ALLU筛分斗辊间间隙这一设计特征，修复结束后修复球可采用ALLU斗筛分实现分离。根据分离回收的修复球内外结构的完整性及球内污染残留等，考虑部分修复球返回培养箱循环使用。

显然，上述所描述的实施例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作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。

Claims (5)

1.一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用，其特征在于：土壤修复工程菌以微生物修复球为载体，施加到污染土壤中，修复过程中微生物扩散和更新。

2.根据权利要求1中所述的一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用，其特征在于：修复球为以将硅酸钠、氢氧化铝、琼脂粉、磷酸钠、氯化钠、氯化钾、蛋白胨为原料合成原粉，加入黏土后干燥、混合，再通过成型和焙烧制得。

3.根据权利要求1中所述的一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用，其特征在于：土壤微生物工程菌的培养方法采用挂膜法进行培养，挖取约5吨的污染土壤，与5至6方修复球混合，加入5至10方液体培养基。

4.根据权利要求3中所述的一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用，其特征在于：所述液体培养基为含有氮源及微量金属元素的磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液中的一种或两种混合。

5.根据权利要求1中所述的一种强化培养土壤修复工程菌的微生物修复球的应用，其特征在于：采用挖机翻堆促进修复球表面生物膜更新，采用泥浆泵抽取池底脱附生物膜至3方塑料吨桶暂存，与液体培养基在管道混合器内混合后重新注入驯化池，进行培养基及菌种循环。