CN202185451U - 一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置 - Google Patents

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李轶
王晴
张文龙
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Abstract

本实用新型涉及土壤重金属污染的修复领域，特别是一种生物淋洗修复土壤重金属污染的装置。一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置，其特征在于其包括生物淋洗反应容器、蠕动泵、曝气装置、淋洗液收集槽、土壤收集槽；生物淋洗反应容器内设有曝气装置；生物淋洗反应容器上设有进样口；生物淋洗反应容器的下端分别与淋洗液收集槽、土壤收集槽连通；淋洗液收集槽上还设有蠕动泵，蠕动泵的另一端与生物淋洗反应容器上端连通。通过循环利用生物淋洗的大部分淋洗液，来优化生物淋洗过程，从而节约淋洗过程中水的使用量，降低操作成本。

Description

一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置
技术领域
本实用新型涉及重金属污染土壤的修复领域，特别是一种生物淋洗修复土壤重金属污染的装置。
背景技术
近年来，重金属污染土壤修复现已成为世界性难题，为实现可持续发展 ， 提高人类生活质量，“ 有效地治理土壤 中的重金属污染” 成为全球当前一个十分迫切的任务。目前，土壤重金属污染的治理方法主要有：工程治理修复、物理化学修复、化学修复、农业修复及生物修复五种方法。前四种是比较传统的修复方法，虽然在实际应用中取得一定成效， 但适用范围比较小，实施复杂、 治理费用高 ， 耗用大量的人力与财力、 易引起土壤肥力降低等缺陷，不利于大规模的推广应用。随着技术的发展，生物修复技术治理土壤重金属污染成为主流，生物修复包括动物修复、植物修复和微生物修复。其中，微生物修复是目前国内外研究的重点和热点。
目前，微生物修复最主要的是生物淋洗修复技术。其修复原理是利用氧化硫硫杆菌生长过程中产酸来淋洗出重金属污染物。
主要反应过程如下：
Figure 278617DEST_PATH_IMAGE001
S0+H2O+1.5O2  At: thiooxidans   H2SO4                                           （1）
Figure 163397DEST_PATH_IMAGE002
H2SO4+ Soil-Me    Siol-2H+MeSO4                                           （2）
生物淋洗修复过程需要适当曝气，并且会产生大量pH较低且含氧化硫硫杆菌的淋洗液。如何优化反应器，均匀曝气和减少酸性淋洗液的产生，具有重要的意义。
发明内容
为解决上述技术缺点，本实用新型采用循环式生物淋洗技术，充分利用了淋洗过程中产生的酸性淋洗液，提高土壤重金属污染的淋洗效率，降低了操作成本。
本实用新型采用如下技术方案：
一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置，其特征在于其包括生物淋洗反应容器、蠕动泵、曝气装置、淋洗液收集槽、土壤收集槽；生物淋洗反应容器内设有曝气装置；生物淋洗反应容器上设有进样口；生物淋洗反应容器的下端分别与淋洗液收集槽、土壤收集槽连通；淋洗液收集槽上还设有蠕动泵，蠕动泵的另一端与生物淋洗反应容器上端连通。
所述的曝气装置含有多孔曝气管。
所述的多孔曝气管为左右各设3孔。
所述的生物淋洗反应容器的下端与淋洗液收集槽连通，其连通管路中还设有过滤筛网。
所述的生物淋洗反应容器的下端与土壤收集槽连通，反应容器底部采用梯度设。
实验流程如下：
(a)首先关闭控制阀2、6、10、14，打开控制阀3，将土壤和硫粉以及氧化硫硫杆菌培养液，经加料口4加入反应容器中，完毕关闭控制阀3。
(b)然后使用曝气装置5进行曝气，待反应一段时间后。停止曝气，打开控制阀10，当大部分淋洗液经尼龙滤膜11过滤后由淋洗液排除管13流到淋洗液收集槽17时，关闭控制阀10，打开控制阀14，淋洗完的土壤经土壤排出口15进入土壤收集槽16，完毕关闭控制阀14。
(c)打开控制阀6，开启蠕动泵9，将淋洗液经淋洗液循环管7输送到生物淋洗反应容器8内，关闭蠕动泵9和控制阀6，打开控制阀3，加入过土壤和硫粉，完毕关闭控制阀3。
(d)重复（b）和（c）的操作。并在装置运行几个循环后通过自来水接口1补充适量水。
有益效果
(a) 生物淋洗过程中酸性淋洗液被重复利用。
(b) 曝气管采用左右各3孔分布模式，增强曝气效率。
(c) 生物淋洗反应容器底部采用梯度设计，利用土壤重力沉降作用自然经土壤排出口排出，避免使用大量冲洗水助排。
附图说明
图1为本发明的装置的结构示意图。
图中：1自来水接口；2，3，6，10，14 控制阀；4加料口；5曝气装置；7淋洗液循环管；8生物淋洗反应容器；9蠕动泵；11；尼龙滤膜；12多孔曝气管；13淋洗液排除管；15土壤排除口；16土壤收集槽；17淋洗液收集槽。
具体实施方式
下面对本实用新型及其具体实施方式作进一步详细说明。
对于重金属污染的土壤，先采取过50筛的预处理再加入反应容器中，氧化硫硫杆菌细菌培养液的pH控制在5左右，土壤/液体积比控制在1/5左右，硫粉与土壤的重量比控制1/500左右，反应温度为室温，曝气时间适当控制。关闭控制阀2、6、10、14，打开控制阀3，将过土壤和硫粉以及氧化硫硫杆菌培养液按上述要求，经加料口4加入反应容器中，完毕关闭控制阀3。
(b)然后使用曝气装置5进行曝气，待反应3-5天后。停止曝气，打开控制阀10，当大部分淋洗液经尼龙滤膜11过滤后由淋洗液排除管13流到淋洗液收集槽17时，关闭控制阀10，打开控制阀14，淋洗完的土壤经土壤排出口15进入土壤收集槽16，完毕关闭控制阀14。
(c)打开控制阀6，开启蠕动泵9，将淋洗液经淋洗液循环管7输送到生物淋洗反应容器8内，关闭蠕动泵9和控制阀6，打开控制阀3，按重量比1/500加入土壤/硫粉，完毕关闭控制阀3。
(d)重复（b）和（c）的操作。并在装置运行3-5循环后通过自来水接口1补充适量水。
当淋洗液收集槽17中淋洗液体重金属浓度达到一定极限时，移除淋洗液体，重新加入氧化硫硫杆菌培养液。

Claims (5)

1.一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置，其特征在于其包括生物淋洗反应容器、蠕动泵、曝气装置、淋洗液收集槽、土壤收集槽；生物淋洗反应容器内设有曝气装置；生物淋洗反应容器上设有进样口；生物淋洗反应容器的下端分别与淋洗液收集槽、土壤收集槽连通；淋洗液收集槽上还设有蠕动泵，蠕动泵的另一端与生物淋洗反应容器上端连通。
2.根据权利要求1所述的一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置，其特征在于所述的曝气装置含有多孔曝气管。
3.根据权利要求2所述的一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置，其特征在于所述的多孔曝气管为左右各设3孔。
4.根据权利要求1所述的一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置，其特征在于所述的生物淋洗反应容器的下端与淋洗液收集槽连通，其连通管路中还设有过滤筛网。
5.根据权利要求1所述的一种循环式生物淋洗修复土壤重金属污染的实验装置，其特征在于所述的生物淋洗反应容器的下端与土壤收集槽连通，反应容器底部采用梯度设计。
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