CN111451269A - 一种石油烃污染土壤的微生物修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油烃污染土壤的微生物修复方法，对待修复土壤进行筛分预处理，去除杂物；自下往上，自内往外堆放待修复土壤，堆放的同时在待修复土壤土堆内铺设石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质的输送管和加热管；打开并分别调节石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质输送管和加热管，调整待修复土壤土堆内的环境至石油烃降解菌最佳反应的环境条件；静置设计要求时间；检测待修复土壤土堆的石油烃成分；拔出石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质输送管和加热管；拆解修复后的土堆，进行回填。本发明的有益效果是配合石油烃降解菌对土壤中石油烃具有很好的去除效果，修复周期短，处理能力高，操作简单。

Description

一种石油烃污染土壤的微生物修复方法

技术领域

本发明涉及环境保护中石油烃类污染土壤的修复技术领域，具体地说，是一种石油烃污染土壤的微生物修复方法。

背景技术

随着工业和经济的发展，人类对能源的需求日渐增多，促进了石油工业的飞速发展，在石油生产、存储、炼制加工及使用过程中，不可避免地会有石油烃类物质的溢出和排放，造成土壤及水体的石油污染。在某油田的重度污染区内，土壤的含油量已经达到10000mg/kg以上，是临界值(200mg/kg)的50多倍，严重影响了油田附近的生态环境。

石油烃类物质引起的土壤污染越来越引起人们的关注，除物理、化学方法外，微生物处理方法是近年来发展起来的，具有处理效果好、费用低、对环境影响小、无二次污染等优点，也是迄今为止处理石油烃土壤污染比较好的一种方法。但微生物受周边环境的影响较大，在最适宜的环境中才能发挥最好的处理效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决现有石油烃土壤污染微生物处理中石油烃降解菌生存困难的问题。

为达到上述发明目的，提供一种石油烃污染土壤的微生物修复方法，所述方法包括以下步骤：

S1.对待修复土壤进行筛分预处理，去除杂物；

筛分预处理能在去除杂物的同时提高土壤的松散程度。

S2.自下往上，自内往外堆放待修复土壤，堆放的同时在待修复土壤土堆内铺设石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质的输送管和加热管；

S3.打开并分别调节石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质输送管和加热管，调整待修复土壤土堆内的环境至石油烃降解菌最佳反应的环境条件；

本处所指的调整是指，调节石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质各成分的输送流量大小及有无、调节加热管的温度。所述的最佳反应的环境条件一般是土壤pH值为6～8，温度保持在25℃-40℃。

S4.静置设计要求时间；

本处所指的静置设计要求时间是指，在维持最佳反应的环境条件下该石油烃含量土体工艺要求的静置时间。期间如果土体环境脱离了最佳反应的环境条件，应按照S3步骤中的措施进行调整。

S5.检测待修复土壤土堆的石油烃成分，若石油烃成分含量高于目标值则返回S3步骤，若石油烃成分含量低于目标值则进入S6步骤；

本处所指的检测，可以是采样送至实验室进行分析。

S6.拔出石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质输送管和加热管；

S7.拆解修复后的土堆，进行回填。

通过在土堆内布置输送管和加热管不仅方便进行土体环境调节，而且还方便拆解拔出，从而可以在拔出后直接用大型机械对土堆进行拆解，提升工作效率。

通过设计石油烃污染土壤的微生物修复方法，提升了现有石油烃降解菌的工作效率，通过堆设土堆对外部环境扰动小、对外部土壤环境影响较小、二次污染问题较小。

优选的，所述输送管与加热管等距交替排布。

本处所指的等距交替排布，是指设置一根输送管后横向空一段距设置一根加热管，在加热管后横向空一段距设置一根输送管，其后依次类推。

优选的，所述土堆尺寸为长10m，宽10m，高3m，所述加热管和输送管的间距为1m。

通过对输送管与加热管的等距交替排布，降低加热管对输送管出口的影响。

通过设置合适的土堆尺寸，降低各区域均质的难度，在10m*10m*3m时，既能保证降解效率也能让各区域的成分含量均一，不会进一步压缩土壤，降低土堆坍塌可能性。而加热管和输送管的1m间距设置，则是因为筛分预处理后的土壤密度较低让加热管和输送管的影响半径能达到1m以上，故如此设置间距能在降低加热管和输送管的使用量的前提下，保持最佳反应的环境条件。

优选的，包括石油烃降解菌储存箱、pH调节剂储存箱、营养物质储存箱以及热源；所述石油烃降解菌储存箱、pH调节剂储存箱、营养物质储存箱分别内设输出泵，并连通至用于输出液体至待修复土壤的输送管；所述热源连接用于将热量输出至待修复土壤的加热管。

所述石油烃降解菌储存箱为一密封箱，其中储存待使用的石油烃降解菌，该石油烃降解菌以浊液形式储存。所述pH调节剂储存箱为一密封箱，其中储存待使用的酸性物质或碱性物质或两者皆有，当两者皆有两种物质隔离储存并由三通阀汇总至输送管；所述酸性物质可以是硝酸、盐酸等，所述碱性物质可以是新制备的石灰水、低浓度的NaOH水溶液等。所述营养物质储存箱为一密封箱，其中储存待使用的石油烃降解菌营养液，一般为液态的氮源和磷源；所述氮源可以是硫酸铵等常规的盐水溶液，所述磷源可以是磷酸二氢钾或磷酸氢二钾或其混合物等磷肥的水溶液形式。所述输出泵推送储存箱内的液体输送管，用于调节物质输出的流量和速率。所述热源可以是交流电源、直流电源、热水循环加热炉等形式，而加热管则是配套热源的电热丝或热水循环管等形式。本处所指的输送管用于输出储存物至待修复土壤中，同样地本处所指的加热管也是输出热量至待修复土壤中。所述输送管可以有多根，分布插设在待处理土壤中。

优选的，所述输送管由总管和用于埋设于待修复土壤中的支管组成，所述总管的头部汇总从石油烃降解菌储存箱、pH调节剂储存箱、营养物质储存箱导出的液体，所述支管连通至所述总管的尾部；所述支管的管壁均布导出孔。

本处所指的总管一般设置一根，而支管一般均匀地设置多根。所述总管的尾端可以封闭。所述支管通过导出孔将内容物导出至待修复土壤。

优选的，还包括设置于待修复土壤内的温度感应探头。

本处所指的温度感应探头均布在待修复土壤内，所述温度感应探头又名温度传感器、温度探针，在该类下，本领域技术人员能根据需要选择具体型号。

优选的，还包括用于监测待修复土壤内的pH值的探测器。

本处所指的探测器均布在待修复土壤内，监测待修复土壤内的pH值的探测器具体可以是ph值传感器、ph值测定仪等，在该类下，本领域技术人员能根据需要选择具体型号。

优选的，所述输送管的输入端设置用于开闭管道的阀门。

所述阀门在关闭后，输送管将不会流入内容物，同时通过调节阀门的开度也能调节输送管的流量。

优选的，还包括用于铺设在土方顶部和底部的HDPE膜。

本处所指的土方是指待修复土壤堆放形成的实体。

优选的，所述HDPE膜上还布设有液体收集管，所述液体收集管管壁均布集水孔；所述液体收集管导通至排水泵。

本处所指的液体收集管固定在HDPE膜铺设的上方表面。本处排水泵可以打开或关闭，在关闭时，排水管内的的液体将难以流出。

通过配置石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质(氮源和磷源)储存箱，以及加热系统，能够在输入石油烃降解菌的同时调节土壤pH环境、温度环境和营养，为石油烃降解菌在土壤中顺利降解石油烃提供最适合的反应环境条件，确保土壤修复效果。

通过总管的设计，将石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质充分混合，能在开始导入时提升石油烃降解菌生存能力，同时也能避免分别导入造成的土壤区域成分比例差异。

通过设置温度感应探头，能实时对土体内的降解反应温度进行监控，从而决定加热与否。一般常见的石油烃降解菌在25℃-40℃下能实现最佳的降解效果，因此当感应到温度低于25℃时，即可打开热源，并利用加热管进行土体加热。

通过设置探测器，能实时对土体的ph值进行监控，从而决定是否进行pH调节剂输送以及输送何种pH调节剂。一般常见的石油烃降解菌在中性(p H6～8)下能实现最佳的降解效果，因此当感应到土体ph值低于6时，即应输送碱性物质，ph值高于8时，即应输送酸性物质，在接近目标pH值时降低输送流量。一般，在土体恒定至中性后pH值不会剧烈变动，故可在调节开始前在pH调节剂储存箱中仅设置酸性物质或碱性物质。

通过设置阀门能保证泵送物质供应量的精确，避免相关物质过量输出至待修复土壤造成浪费。

通过铺设HDPE膜能避免外部雨水流入，也能降低内部液体意外外泄。

通过设置液体收集管，能进一步提升外部雨水和内部液体的收集、归集效率。通过设置排水泵，能进一步提升排水效率，使得土体达到合适含水率，避免土体含水量过大；关闭排水泵时也可以阻挡排水管，避免土壤内的液体流失。

本发明的有益效果是配合石油烃降解菌对土壤中石油烃具有很好的去除效果，修复周期短，处理能力高，操作简单。

附图说明

图1为本发明的石油烃污染土壤的微生物修复方法布置使用示意图；

其中：

1-石油烃降解菌储存箱 2-pH调节剂储存箱 3-营养物质储存箱

4-热源 5-输送管 51-总管

52-支管 6-加热管 7-温度感应探头

8-探测器 9-阀门 10-HDPE膜

11-液体收集管

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

根据图1所示的一种石油烃污染土壤的微生物修复方法，其设备包括石油烃降解菌储存箱1、pH调节剂储存箱2、营养物质储存箱3以及热源4；所述石油烃降解菌储存箱1、pH调节剂储存箱2、营养物质储存箱3分别内设输出泵，并连通至用于输出液体至待修复土壤的输送管5；所述热源4连接用于将热量输出至待修复土壤的加热管6。

所述输送管5由总管51和用于埋设于待修复土壤中的支管52组成，所述总管51的头部汇总从石油烃降解菌储存箱1、pH调节剂储存箱2、营养物质储存箱3导出的液体，所述支管52连通至所述总管51的尾部；所述支管52的管壁均布导出孔。

还包括设置于待修复土壤内的温度感应探头7以及用于监测待修复土壤内的pH值的探测器8。

所述输送管的输入端设置用于开闭管道的阀门9。

还包括用于铺设在土方顶部和底部的HDPE膜10。所述HDPE膜10上还布设有液体收集管11，所述液体收集管11管壁均布集水孔；所述液体收集管11导通至排水泵。

具体的石油烃污染土壤的微生物修复方法包括以下步骤：

S1.对待修复土壤进行筛分预处理，去除杂物；

S2.自下往上，自内往外堆放待修复土壤，堆放的同时在待修复土壤土堆内铺设石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质的输送管5和加热管6；

S3.打开并分别调节石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质输送管5和加热管6，调整待修复土壤土堆内的环境至石油烃降解菌最佳反应的环境条件；

S4.静置设计要求时间；

S5.检测待修复土壤土堆的石油烃成分，若石油烃成分含量高于目标值则返回S3步骤，若石油烃成分含量低于目标值则进入S6步骤；

S6.拔出石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质输送管5和加热管6；

S7.拆解修复后的土堆，进行回填。

所述输送管5与加热管6等距交替排布。所述土堆尺寸为长10m，宽10m，高3m，所述加热管5和输送管6的间距为1m。

具体的实际实验案例：修复地为上海市某一污染场地，污染物为石油烃，污染土壤方量为300立方米，采用下列系统和方法进行土壤的修复：

污染土堆体积为10m*10m*3m，均匀铺设输送管5和加热管6，交替均匀布置，经测试输送管5和加热管6影响半径均达到1m以上。根据对各环境要素的检测结果，对应启动不同的储存箱内输出泵和对应阀门9，调节至石油烃降解菌最佳反应的环境条件。

应用效果：系统持续运行90天，对比分析修复前后土壤中污染物的浓度变化。结果表明，土壤中石油烃的浓度降低了80％，达到修复要求。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种石油烃污染土壤的微生物修复方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1.对待修复土壤进行筛分预处理，去除杂物；

S2.自下往上，自内往外堆放待修复土壤，堆放的同时在待修复土壤土堆内铺设石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质的输送管和加热管；

S3.打开并分别调节石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质输送管和加热管，调整待修复土壤土堆内的环境至石油烃降解菌最佳反应的环境条件；

S4.静置设计要求时间；

S5.检测待修复土壤土堆的石油烃成分，若石油烃成分含量高于目标值则返回S3步骤，若石油烃成分含量低于目标值则进入S6步骤；

S6.拔出石油烃降解菌、pH调节剂、营养物质输送管和加热管；

S7.拆解修复后的土堆，进行回填。

2.根据权利要求1所述的微生物修复方法，其特征在于，所述输送管与加热管等距交替排布。

3.根据权利要求1所述的微生物修复方法，其特征在于，所述土堆尺寸为长10m，宽10m，高3m，所述加热管和输送管的间距为1m。

4.根据权利要求1所述的微生物修复方法，其特征在于，包括石油烃降解菌储存箱、pH调节剂储存箱、营养物质储存箱以及热源；所述石油烃降解菌储存箱、pH调节剂储存箱、营养物质储存箱分别内设输出泵，并连通至用于输出液体至待修复土壤的输送管；所述热源连接用于将热量输出至待修复土壤的加热管。

5.根据权利要求4所述的微生物修复方法，其特征在于，所述输送管由总管和用于埋设于待修复土壤中的支管组成，所述总管的头部汇总从石油烃降解菌储存箱、pH调节剂储存箱、营养物质储存箱导出的液体，所述支管连通至所述总管的尾部；所述支管的管壁均布导出孔。

6.根据权利要求4所述的微生物修复方法，其特征在于，还包括设置于待修复土壤内的温度感应探头。

7.根据权利要求4所述的微生物修复方法，其特征在于，还包括用于监测待修复土壤内的pH值的探测器。

8.根据权利要求4所述的微生物修复方法，其特征在于，所述输送管的输入端设置用于开闭管道的阀门。

9.根据权利要求4所述的微生物修复方法，其特征在于，还包括用于铺设在土方顶部和底部的HDPE膜。

10.根据权利要求9所述的微生物修复方法，其特征在于，所述HDPE膜上还布设有液体收集管，所述液体收集管管壁均布集水孔；所述液体收集管导通至排水泵。

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