CN2468620Y - 一种生物泥浆反应器 - Google Patents

Abstract

一种生物泥浆反应器,由反应器盖、罐体、搅拌器、电动搅拌控制装置、通气装置、气泵组成,其中所述罐体底部为圆锥型,其上加盖一反应器盖,所述罐体与反应器盖之间设有密封装置,反应器盖顶部分别设有进料口、气体收集管及电动搅拌控制装置,所述搅拌器附属于电动搅拌控制装置,安装在罐体里,在罐体侧壁上通有泥浆采样孔,一通气装置安装在罐体圆锥型腔里,于搅拌器下方,通过管与气泵的气路相连,在罐体圆锥型底处还设有清洁土壤排出孔。它能在工程上应用、高效快速清洁污染土壤。

Description

一种生物泥浆反应器

本实用新型涉及污染土壤处理，具体地说是一种生物泥浆反应器。

关于污染土壤的治理，80年代前，仅限于物理或化学方法，即热处理法和化学浸出法。热处理法是通过焚烧或煅烧，净化土壤中有机污染物，但同时亦破坏土壤结构和组分，且价格昂贵很难实施。化学浸出和水洗也可以获得较好的效果，但所采用的化学试剂的二次污染问题限制了其应用。九十年代以来，污染土壤生物修复技术在我国越来越引起人们的关注。

污染土壤生物修复技术主要有原位处理和异位处理两类，原位生物处理方法是在受污染地区直接采用生物修复技术；原位生物修复适合大而积轻度污染的土壤，费用低，但由于环境条件不易控制，所以处理周期长。异位生物修复技术是将受污染土壤运输到特定工程地点进行生物修复，这种方法可保证生物降解的较理想条件，因而对污染土壤处理效果好，还可防止污染物转移，被视为一项具有广阔应用前景的处理技术。异位生物修复技术中预制床法、堆腐法和厌氧处理法研究的较多，实用规模的工程在我国还是空白。生物泥浆反应器法也属于异位生物修复技术，但目前仅限于研究和实验室的实验阶段。如：魏德洲(东北大学资源与土木工程学院)和秦煜民(河北理工学院资源工程系)，H₂O₂在石油污染土壤微生物治理过程中的作用，《中国环境科学》，17(5)：429-431，公开一种用三角瓶研究生物反应器技术内容：全部试验均采用生物泥浆法，在HZQ-C恒温空气震荡器中进行，每个试验用160ml泥浆，放置在容器250ml的三角瓶中，试验温度为30℃，震荡频率为2.0-2.2s^-1，泥浆浓度为9.09％，……。中国科学院沈阳应用生态所近十年一直进行污染土壤清洁技术的研究，在生物泥浆反应器技术研究中也经历了摇瓶、抽气瓶、广口瓶等替代容器的研究阶段，所述模拟装置结构不配套，往往给研究和实验造成误差和不便。

为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种能在工程上应用、高效快速清洁污染土壤的生物泥浆反应器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：由反应器盖、罐体、搅拌器、电动搅拌控制装置、通气装置、气泵组成，其中所述罐体底部为圆锥型，其上加盖一反应器盖，所述罐体与反应器盖之间设有密封装置，反应器盖顶部分别设有进料口、气体收集管及电动搅拌控制装置，所述搅拌器附属于电动搅拌控制装置，安装在罐体里，在罐体侧壁上通有泥浆采样孔，一通气装置安装在罐体圆锥型腔里，于搅拌器下方，通过管与气泵的气路相连，在罐体圆锥型底处还设有清洁土壤排出孔；

所述通气装置为环状，下表面设有气孔，气孔方向朝下、小而密；所述气泵由定时器控制，气泵上配有空气流量计、温度控制器。

本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型能够提供微生物的生存环境，满足微生物的各方面需要(温度、溶解氧、营养物等)，这种处理污染土壤的方法是以水相为主要处理介质，污染物、微生物、溶解氧和营养物的传递速度快，各种环境条件便于控制，因此去除污染物效率高，对高浓度的污染土壤有良好的治理效果，如可使石油中较难降解的芳烃组分获得较高的去除率。

2.本实用新型运行工艺条件确定，使实用化、产业化的实现成为可能。本实用新型适用于①污染事故现场且要求快速清除污染物的情况；②环境质量要求较高的地区；③污染严重且用其它生物方法难处理的土壤。

3.采用本实用新型处理污染土壤，与目前用原位和堆腐技术相比，省时且见效快、还不会对环境造成二次污染，是有效的清洁技术。

图1为本实用新型的结构示意图。

下面结合实施例对实用新型的结构作进一步详细说明。

如图1所示，由反应器盖3、罐体6、搅拌器7、电动搅拌控制装置12、通气装置13、气泵11组成，其中所述罐体6底部为圆锥型，其上加盖一反应器盖3，所述罐体6与反应器盖3之间设有密封圈，反应器盖3顶部分别设有进料口1、气体收集管2及电动搅拌控制装置12，所述搅拌器7附属于电动搅拌控制装置12，安装在罐体6里，在罐体6侧壁上通有泥浆采样孔10，一通气装置13安装在罐体6圆锥型腔里，于搅拌器7下方，通气装置13依次通过管8与气泵11的气路相连，在罐体6圆锥型底部还设有清洁土壤排出孔9；所述通气装置13为环状，下表面设有气孔，气孔方向朝下、小而密；所述由定时器控制气泵11，气体流量计控制空气流量和流速；所述反应器盖3与罐体6用螺丝把紧，之间所述密封装置为密封圈。

本实用新型为聚氯乙烯(PVC)材料，容积7.5L。

本实用新型的工作过程如下：

采用本实用新型生物泥浆反应器处理污染土壤，先将受污染土壤挖掘起来，运到处理地点，放入反应器中，按照比例加水，水土混合后，接种经驯化的微生物(实际上是加入上一批处理过的泥浆)，开启电动搅拌控制装置12，用定时器控制气泵11，由空气流量计控制空气流速，向通气管13进行连续式或间歇式通气；处理后的土壤与水分离，经脱水处理再运回原地；处理后的出水视水质情况，直接排放或循环使用；空气来自气泵，由定时器控制，通气量由气体流量计控制。

处理多环芳烃(PAHs)污染土壤，是一个生物降解的过程，采用本实用新型处理污染土壤，能够提供良好的生物降解温度、溶解氧、营养物等条件，如：可保证微生物生长繁殖的适宜温度20-30℃；用通气装置充氧，可以满足好氧微生物对溶解氧的需要，空气流速0-0.5m³/h；定时器可以提供连续式、间歇式搅拌和通气；搅拌速度可调；泥浆采样孔可在运转时随时采集样品，监测处理效果；其内部的通气装置为环状，通气孔方向朝下，孔小而密度大，可使罐体中的泥浆均匀充氧；对土壤要求即有机污染物只要对微生物不产生毒害作用，污染物浓度越高降解速度越快。属液/固处理法。

实例1

在土壤(草甸棕壤)中，投加多环芳烃类有机污染物菲和芘的甲醇溶液(使土壤中菲和芘的含量为50mg/kg和25mg/kg)，搅拌均匀后放置一夜，次日从进料口1放入罐体6中，调节水∶土比例为2∶1，接种量5％(为上一批处理15d后的泥浆)，调节空气流量计控制空气流速(0.06m³/h，连续式通气；环境温度20℃，开启电动搅拌控制装置12时开始计时；经过15d运行，菲和芘分别去除98.8％和55.3％；其中空气来自气泵，由定时器控制，通气量由气体流量计控制。

实例2

在土壤(草甸棕壤)中，投加多环芳烃类有机污染物菲和芘的甲醇溶液(使土壤中菲和芘的含量为50mg/kg和25mg/kg)，搅拌均匀后放置一夜，次日从进料口1放入罐体6中，调节水∶土比例为2∶1，接种量5％(为上一批处理5d后的泥浆)，调节空气流量计控制空气流速0.06m³/h，(间歇式，用定时器控制，通气10min，间歇20min)；环境温度30℃，开启电动搅拌控制装置12时开始计时开始计时；经过15d运行，菲和芘分别去除99.2％和87.7％。

比较例

魏德洲处理辽河油田石油污染土壤，当土壤中石油烃含量为15640mg/kg时，不加H₂O₂时经过24天处理，除油率为10.81％，当加入H₂O₂ 12850mg/kg时，去除率可达41.18％。在研究石油污染土壤治理时，一般可将原油分为4种组分：烷烃、芳烃、沥青和胶质、非烃。其中较难降解的是芳烃、沥青和胶质，多环芳烃当然更加困难。菲和芘属于多环芳烃，用本发明的生物泥降反应器处理菲和芘污染土壤，当菲和芘浓度为50和25mg/kg时，经过15天运行(20℃)，菲和芘去除率分别为98.8％和55.3％。

Claims (3)

1.一种生物泥浆反应器，其特征在于：由反应器盖(3)、罐体(6)、搅拌器(7)、电动搅拌控制装置(12)、通气装置(13)、气泵(11)组成，其中所述罐体(6)底部为圆锥型，其上加盖一反应器盖(3)，所述罐体(6)与反应器盖(3)之间设有密封装置，反应器盖(3)顶部分别设有进料口(1)、气体收集管(2)及电动搅拌控制装置(12)，所述搅拌器(7)附属于电动搅拌控制装置(12)，安装在罐体(6)里，在罐体(6)侧壁上通有泥浆采样孔(10)，一通气装置(13)安装在罐体(6)圆锥型腔里，于搅拌器(7)下方，通过管(8)与气泵(11)的气路相连，在罐体(6)圆锥型底处还设有清洁土壤排出孔(9)。

2.按照权利要求1所述生物泥浆反应器，其特征在于：所述通气装置(13)为环状，下表面设有气孔，气孔方向朝下、小而密。

3.按照权利要求1所述生物泥浆反应器，其特征在于：所述气泵(11)由定时器控制，气泵(11)上配有空气流量计、温度控制器。

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