CN111944537A - 一种石油污染土壤修复剂及其制备方法 - Google Patents

一种石油污染土壤修复剂及其制备方法 Download PDF

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梁庆
艾健强
贾伟超
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Abstract

本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种石油污染土壤修复剂及其制备方法。该土壤修复剂包括2‑10重量份粘合剂、2‑10重量份添加剂、2‑10重量份有机硅胶、0.5‑3重量份固氮菌属、0.5‑3重量份枯草芽孢杆菌和0.5‑3重量份酵母菌；添加剂由3‑7重量份葡萄糖、3‑7重量份麦芽糖、1‑3重量份铵盐、1‑3重量份亚硝酸盐组成，添加剂用于提供微生物的繁殖生长所需的碳源及氮源。本发明提供的一种石油污染土壤修复剂实施过程及制备简单、不会对环境造成二次污染、处理周期较短、可达标处理石油污染土壤。

Description

一种石油污染土壤修复剂及其制备方法
技术领域
本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种石油污染土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
石油在开采、冶炼、使用和运输过程中会对土壤造成污染，含油废水的排放、各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等都会引起一系列土壤石油污染问题。当前资源的开发利用对生态环境造成了巨大的压力，若这些生态问题不得已科学的方式加以解决，将会对人类造成不可估量的损失。
石油污染土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的石油，将有毒有害的污染物转化为无害的物质。石油污染土壤修复的技术原理为：改变石油污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低石油污染物在环境中的可迁移性与生物可利用性以及其在土壤中的浓度。
目前，国内外治理石油烃类污染土壤的生物修复技术主要是微生物修复技术。微生物修复技术对土壤环境要求较高，还需要配套适合的维护措施，来保障修复效果，因此微生物修复成本高，难度大，同时对土壤环境造成了新的压力和考验。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种石油污染土壤修复剂及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
这种石油污染土壤修复剂，以重量份计，包括2-10份粘合剂、2-10份添加剂、2-10份有机硅胶、0.5-3份固氮菌属、0.5-3份枯草芽孢杆菌和0.5-3份酵母菌。
进一步地，粘合剂是用于成型土壤修复剂的氧化淀粉粘合剂。
进一步地，以重量份计，添加剂由3-7份葡萄糖、3-7份麦芽糖、1-3份铵盐、1-3份亚硝酸盐组成，添加剂用于提供微生物的繁殖生长所需的碳源及氮源。
进一步地，有机硅胶由硅橡胶和硅树脂组成，用于对该土壤修复剂进行造粒及包裹，所述硅橡胶和硅树脂的质量比为1-5:1-5。
进一步地，固氮菌属、枯草芽孢杆菌、酵母菌的有效活菌数均为1×107-1×1012cfu/g。
进一步地，该土壤修复剂外形为球状胶体，并且颜色为红色或黄色。
本发明还提供了一种石油污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
1)以重量份计，取0.5-3份的固氮菌属、0.5-3份的枯草芽孢杆菌、0.5-3份的酵母菌和20-30份的水，混合后得到微生物菌液。
2)以重量份计，取2-10份的添加剂，加入到步骤1)得到的微生物菌液中，混合后放置于密闭的容器中，加压处理后进行活化处理。
3)以重量份计，取2-10份的粘合剂和2-10份的有机硅胶加入到步骤2)活化处理后的微生物菌液中，然后混合均匀，进行造粒及干燥。
进一步地，步骤2)中加压处理为蒸汽加压，压力达到8个大气压后进行活化处理，容器为反应釜。
进一步地，步骤2)中活化处理的培养温度为25℃-65℃，处理时间6-10天。
进一步地，步骤3)中干燥温度为55℃-75℃，时间为1-3小时。
本发明的具体优势在于：
(1)本发明利用微生物修复原理，实施修复剂的过程安全、操作简单以及不对环境造成二次污染等优点。可以在自然条件下生长繁殖，降解石油污染物效果明显。
(2)本发明提到的土壤修复剂原料均可在现在市场上购得，制备方法简单，有利于大规模生产和应用。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细描述：
这种石油污染土壤修复剂，以重量份计，包括2-10份粘合剂、2-10份添加剂、2-10份有机硅胶、0.5-3份固氮菌属、0.5-3份枯草芽孢杆菌和0.5-3份酵母菌。粘合剂是用于成型土壤修复剂的氧化淀粉粘合剂。以重量份计，添加剂由3-7份葡萄糖、3-7份麦芽糖、1-3份铵盐、1-3份亚硝酸盐组成，添加剂用于提供微生物的繁殖生长所需的碳源及氮源。
进一步地，有机硅胶由硅橡胶和硅树脂组成，用于对该土壤修复剂进行造粒及包裹，所述硅橡胶和硅树脂的质量比为1-5:1-5。固氮菌属、枯草芽孢杆菌、酵母菌的有效活菌数均为1×107-1×1012cfu/g。该土壤修复剂外形为球状胶体，并且颜色为红色或黄色。
本发明还提供了一种石油污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
1)以重量份计，取0.5-3份的固氮菌属、0.5-3份的枯草芽孢杆菌、0.5-3份的酵母菌和20-30份的水，混合后得到微生物菌液。
2)以重量份计，取2-10份的添加剂，加入到步骤1)得到的微生物菌液中，混合后放置于密闭的容器中，加压处理后进行活化处理。
3)以重量份计，取2-10份的粘合剂和2-10份的有机硅胶加入到步骤2)活化处理后的微生物菌液中，然后混合均匀，进行造粒及干燥。
步骤2)中加压处理为蒸汽加压，压力达到8个大气压后进行活化处理，容器为反应釜，活化处理的培养温度为25℃-65℃，处理时间6-10天。步骤3)中干燥温度为55℃-75℃，时间为1-3小时。
以下结合实施例对本发明进一步地说明。
实施例1
这种石油污染土壤修复剂，包括10重量份粘合剂、10重量份添加剂、2重量份有机硅胶、3重量份固氮菌属、0.5重量份枯草芽孢杆菌和0.5重量份酵母菌。
进一步地，粘合剂是用于成型土壤修复剂的氧化淀粉粘合剂。
进一步地，添加剂由7重量份葡萄糖、7重量份麦芽糖、1重量份铵盐、1重量份亚硝酸盐组成，添加剂用于提供微生物的繁殖生长所需的碳源及氮源。
进一步地，有机硅胶由硅橡胶和硅树脂组成，用于对该土壤修复剂进行造粒及包裹，所述硅橡胶和硅树脂的质量比为5:1。
进一步地，固氮菌属、枯草芽孢杆菌、酵母菌的有效活菌数均为1×1012cfu/g。
进一步地，该土壤修复剂外形为球状胶体，并且颜色为红色或黄色。
石油污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
1)取3重量份的固氮菌属、0.5重量份的枯草芽孢杆菌、0.5重量份的酵母菌和20重量份的水，混合后得到微生物菌液。
2)取10重量份的添加剂，加入到步骤1)得到的微生物菌液中，混合后放置于密闭的反应釜中，加压处理后进行活化处理。
3)取2重量份的粘合剂和10重量份的有机硅胶加入到步骤2)活化处理后的微生物菌液中，然后混合均匀，进行造粒及干燥。
进一步地，步骤2)中加压处理为蒸汽加压，压力达到8个大气压后进行活化处理。
进一步地，步骤2)中活化处理的培养温度为25℃，处理时间10天。
进一步地，步骤3)中干燥温度为55℃，时间为3小时。
使用本实施例的土壤修复剂的试验数据见表1.
实施例2
这种石油污染土壤修复剂，包括2重量份粘合剂、2重量份添加剂、10重量份有机硅胶、0.5重量份固氮菌属、3重量份枯草芽孢杆菌和3重量份酵母菌。
进一步地，粘合剂是用于成型土壤修复剂的氧化淀粉粘合剂。
进一步地，添加剂由3重量份葡萄糖、3重量份麦芽糖、3重量份铵盐、3重量份亚硝酸盐组成，添加剂用于提供微生物的繁殖生长所需的碳源及氮源。
进一步地，有机硅胶由硅橡胶和硅树脂组成，用于对该土壤修复剂进行造粒及包裹，所述硅橡胶和硅树脂的质量比为1:5。
进一步地，固氮菌属、枯草芽孢杆菌、酵母菌的有效活菌数均为1×107cfu/g。
进一步地，该土壤修复剂外形为球状胶体，并且颜色为红色或黄色。
石油污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
1)取0.5重量份的固氮菌属、3重量份的枯草芽孢杆菌、3重量份的酵母菌和30重量份的水，混合后得到微生物菌液。
2)取2重量份的添加剂，加入到步骤1)得到的微生物菌液中，混合后放置于密闭的反应釜中，加压处理后进行活化处理。
3)取10重量份的粘合剂和2重量份的有机硅胶加入到步骤2)活化处理后的微生物菌液中，然后混合均匀，进行造粒及干燥。
进一步地，步骤2)中加压处理为蒸汽加压，压力达到8个大气压后进行活化处理。
进一步地，步骤2)中活化处理的培养温度为65℃，处理时间6天。
进一步地，步骤3)中干燥温度为75℃，时间为1小时。
使用本实施例的土壤修复剂的试验数据见表1.
实施例3
这种石油污染土壤修复剂，包括6重量份粘合剂、6重量份添加剂、6重量份有机硅胶、1.5重量份固氮菌属、1.5重量份枯草芽孢杆菌和1.5重量份酵母菌。
进一步地，粘合剂是用于成型土壤修复剂的氧化淀粉粘合剂。
进一步地，添加剂由5重量份葡萄糖、5重量份麦芽糖、2重量份铵盐、2重量份亚硝酸盐组成，添加剂用于提供微生物的繁殖生长所需的碳源及氮源。
进一步地，有机硅胶由硅橡胶和硅树脂组成，用于对该土壤修复剂进行造粒及包裹，所述硅橡胶和硅树脂的质量比为1:1。
进一步地，固氮菌属、枯草芽孢杆菌、酵母菌的有效活菌数均为1×1010cfu/g。
进一步地，该土壤修复剂外形为球状胶体，并且颜色为红色或黄色。
石油污染土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
1)取1.5重量份的固氮菌属、1.5重量份的枯草芽孢杆菌、0.5重量份的酵母菌和25重量份的水，混合后得到微生物菌液。
2)取6重量份的添加剂，加入到步骤1)得到的微生物菌液中，混合后放置于密闭的反应釜中，加压处理后进行活化处理。
3)取6重量份的粘合剂和6重量份的有机硅胶加入到步骤2)活化处理后的微生物菌液中，然后混合均匀，进行造粒及干燥。
进一步地，步骤2)中加压处理为蒸汽加压，压力达到8个大气压后进行活化处理。
进一步地，步骤2)中活化处理的培养温度为45℃，处理时间8天。
进一步地，步骤3)中干燥温度为65℃，时间为2小时。
使用本实施例的土壤修复剂的试验数据见表1.
本发明提供的石油污染土壤修复剂应用于修复陕北石油污染土壤，因陕北油藏富集，长期开采运输过程中产生大量的石油污染土壤，前被污染的土壤含油率高低不同，这些受污染的土壤若不进行修复治理，将会对人类及自然造成巨大的威胁。采用本发明提供的土壤修复剂对陕北不同含油率的石油污染土壤进行试验，共4份，1份做空白对照，剩余3份分别采用实施例1～3制得的土壤修复剂进行修复，修复时间为4个月，土壤修复剂施用量为土壤重量的1％。试验期间给予日常维护作业，试验结果如表1所示。
表1各个实施例修复前后试验表
指标 空白组 实施例1 实施例2 实施例3
修复前含油率 10.8％ 10.7 8.2 5.0％
修复后含油率 10.6％ 0.29％ 0.24％ 0.19％
修复率 1.85％ 97.29％ 97.07％ 96.2％
根据表1可知，本发明提供的土壤修复剂对陕北不同含油率的石油污染土壤均具备明显的修复效果。与空白组对照，本发明提供的土壤修复剂对石油污染土壤含油率的降解修复率起到关键性作用。

Claims (10)

1.一种石油污染土壤修复剂，其特征在于，以重量份计，包括2-10份粘合剂、2-10份添加剂、2-10份有机硅胶、0.5-3份固氮菌属、0.5-3份枯草芽孢杆菌和0.5-3份酵母菌。
2.根据权利要求1所述的石油污染土壤修复剂，其特征在于，所述粘合剂是用于成型土壤修复剂的氧化淀粉粘合剂。
3.根据权利要求2所述的石油污染土壤修复剂，其特征在于，以重量份计，所述添加剂由3-7份葡萄糖、3-7份麦芽糖、1-3份铵盐、1-3份亚硝酸盐组成，所述添加剂用于提供微生物的繁殖生长所需的碳源及氮源。
4.根据权利要求3所述的石油污染土壤修复剂，其特征在于，所述有机硅胶由硅橡胶和硅树脂组成，用于对该土壤修复剂进行造粒及包裹，所述硅橡胶和硅树脂的质量比为1-5:1-5。
5.根据权利要求1所述的石油污染土壤修复剂，其特征在于，所述固氮菌属、枯草芽孢杆菌、酵母菌的有效活菌数均为1×107-1×1012cfu/g。
6.根据权利要求1所述的石油污染土壤修复剂，其特征在于，该土壤修复剂外形为球状胶体，并且颜色为红色或黄色。
7.一种基于权利要求1-6任一所述的石油污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以重量份计，取0.5-3份的固氮菌属、0.5-3份的枯草芽孢杆菌、0.5-3份的酵母菌和20-30份的水，混合后得到微生物菌液。
2)以重量份计，取2-10份的添加剂，加入到步骤1)得到的微生物菌液中，混合后放置于密闭的容器中，加压处理后进行活化处理。
3)以重量份计，取2-10份的粘合剂和2-10份的有机硅胶加入到步骤2)活化处理后的微生物菌液中，然后混合均匀，进行造粒及干燥。
8.一种基于权利要求7所述的石油污染土壤修复剂制备方法，其特征在于，所述步骤2)中加压处理为蒸汽加压，压力达到8个大气压后进行活化处理，所述容器为反应釜。
9.一种基于权利要求8所述的石油污染土壤修复剂制备方法，其特征在于，所述步骤2)中活化处理的培养温度为25℃-65℃，处理时间6-10天。
10.一种基于权利要求7所述的石油污染土壤修复剂制备方法，其特征在于，所述步骤3)中干燥的温度为55℃-75℃，时间为1-3小时。
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