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一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑及其使用方法與流程

文檔序號:12246215閱讀:257來源:國知局

本發(fā)明涉及環(huán)境治理技術(shù)領(lǐng)域,具體來說,涉及一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑及其使用方法。



背景技術(shù):

加油站和煉油化工企業(yè)在生產(chǎn)運營過程中,由于地下儲罐、管線的泄露以及地面的設(shè)備管線泄露,使地下土壤受到嚴(yán)重的污染,主要污染物包括總石油烴(TP小時,C6~C9、C10~C40)、BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、MTBE(甲基叔丁基醚),針對土壤污染的治理多數(shù)采取的是異位修復(fù)的方法,異位生物修復(fù)多數(shù)采用通氣、功能微生物的方法,治理成本高,而且影響正常的生產(chǎn)生活。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題,本發(fā)明提出一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑及其使用方法,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:

一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑,包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的成分:20~40%活性炭粉末、10~30%營養(yǎng)鹽和40~60%混合功能菌。

進(jìn)一步的,所述活性炭粉末是為椰殼活性炭、果殼活性炭或木質(zhì)活性炭。

進(jìn)一步的,所述活性炭粉末的粒徑為200~300目。

進(jìn)一步的,所述營養(yǎng)鹽包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料:3~8%硫酸鈣、2~6%硝酸鹽、2~6%磷酸鹽和4~10%銨鹽。

進(jìn)一步的,所述混合功能菌為好氧菌發(fā)酵液和厭氧菌發(fā)酵液按體積比1~2:1比例混合。

進(jìn)一步的,所述好氧菌包括:短桿菌、假單胞菌、黃桿菌屬、弧菌屬、腐皮鐮胞菌、微球菌、嗜鹽菌、酵母菌。

進(jìn)一步的,所述好氧菌的液體發(fā)酵方法,包括以下步驟:將各好氧菌種分別通過搖瓶發(fā)酵,制備一級種子液,搖瓶培養(yǎng)的條件為180~220 rpm,30~35℃恒溫培養(yǎng)20~24小時,各搖瓶菌種按等體積量混合,按接種量體積比為3%~5%的接種量轉(zhuǎn)接至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中進(jìn)行液體發(fā)酵。

進(jìn)一步的,所述液體發(fā)酵的培養(yǎng)基包括以下重量百分比的成分:0.5~2%的蛋白胨、0.5~2%的酵母膏、1~2%的氯化鈉,其余為水。

進(jìn)一步的,發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH值至6-7,保持溫度30-35℃,罐壓0.09-0.1MPa;發(fā)酵過程進(jìn)行通風(fēng)、攪拌發(fā)酵,其中,通風(fēng)量為30m3/小時,轉(zhuǎn)速為120rpm;培養(yǎng)18~24 小時左右,功能菌總數(shù)量≥108個/ml時,結(jié)束發(fā)酵。

進(jìn)一步的,所述厭氧菌包括地衣芽孢桿菌、熱噬淀粉芽孢桿菌。

進(jìn)一步的,所述厭氧菌的液體發(fā)酵方法,包括以下步驟:將各厭氧菌種分別通過厭氧箱發(fā)酵培養(yǎng),制備一級種子液,培養(yǎng)溫度為 40~55℃恒溫培養(yǎng)40~60小時,各一級種子液按等體積量混合,按接種量體積比為3%~5%的接種量轉(zhuǎn)接至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中進(jìn)行液體發(fā)酵。

進(jìn)一步的,所述液體發(fā)酵的培養(yǎng)基包括以下重量百分比的成分:1~3%葡萄糖、0.5~2%蛋白胨、0.01~0.05%胱氨酸、0.01~0.05%硫酸鈉,其余為水。

進(jìn)一步的,發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH值至6-8,保持溫度40-55℃,罐壓0.09~0.1MPa,發(fā)酵過程中通過氮氣保持罐壓、攪拌轉(zhuǎn)速為50 rpm,培養(yǎng)時間為40~60 小時左右,功能菌總數(shù)量≥108個/ml時,結(jié)束發(fā)酵。

一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑的使用方法,包括如下步驟:將以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的成分:20~40%活性炭粉末、10~30%營養(yǎng)鹽和40~60%混合功能菌按比例混合,混合后的凈化劑用水稀釋,稀釋比例為凈化劑:水=3:7,混合均勻后注入到土壤中。

本發(fā)明的有益效果:凈化劑通過原位生物修復(fù)的方法注入到污染的土壤中,通過監(jiān)測,5個月內(nèi)污染的石油綜合去除率達(dá)到90%以上,其中苯系物綜合達(dá)到93%以上,MTBE(甲基叔丁基醚)降解92%以上,烴類降解95%以上,修復(fù)作用時間短,去除效果顯著。

具體實施方式

下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑,包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料:30%活性炭粉末、20%營養(yǎng)鹽和50%混合功能菌。

其中:活性炭粉末為工業(yè)級,活性炭粉末的粒徑為200目,所述活性炭粉末為椰殼活性炭。

所述營養(yǎng)鹽包括將以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料:5%硫酸鈣、4%硝酸鹽、5%磷酸鹽和6%銨鹽按上述比例混合均勻。

混合功能菌主要針對污染物石油中的主要成分配備的混合功能菌,菌種來源為ATCC(美國模式培養(yǎng)物集存庫),所述混合功能菌為好氧菌發(fā)酵液和厭氧菌發(fā)酵液按體積比1:1比例混合。

好氧菌包括:短桿菌、假單胞菌、黃桿菌屬、弧菌屬、腐皮鐮胞菌、微球菌、嗜鹽菌、酵母菌。

厭氧菌包括:地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、熱噬淀粉芽孢桿菌(Bacillus Thermoamylovorans)。

所述好氧菌的液體發(fā)酵方法,包括以下步驟:將各好氧菌種分別通過搖瓶發(fā)酵,制備一級種子液,搖瓶培養(yǎng)的條件為200 rpm,33℃恒溫培養(yǎng)24小時,各搖瓶菌種按等體積量混合,按接種量體積比為3%的接種量轉(zhuǎn)接至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中進(jìn)行液體發(fā)酵;所述液體發(fā)酵的培養(yǎng)基包括以下重量百分比的成分:1%的蛋白胨、2%的酵母膏、1%的氯化鈉,其余為水;發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH值至6.5,保持溫度33℃,罐壓0.09-0.1MPa;發(fā)酵過程進(jìn)行通風(fēng)、攪拌發(fā)酵,其中,通風(fēng)量為30m3/小時,轉(zhuǎn)速為120rpm;培養(yǎng)20小時左右,功能菌總數(shù)量5.4×108個/ml時,結(jié)束發(fā)酵。

所述厭氧菌的液體發(fā)酵方法,包括以下步驟:將各厭氧菌種分別通過厭氧箱發(fā)酵培養(yǎng),制備一級種子液,培養(yǎng)溫度為 45℃恒溫培養(yǎng)50小時,各一級種子液按等體積量混合,按接種量體積比為3%的接種量轉(zhuǎn)接至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中進(jìn)行液體發(fā)酵;所述液體發(fā)酵的培養(yǎng)基包括以下重量百分比的成分:2%葡萄糖、1%蛋白胨、0.02%胱氨酸、0.02%硫酸鈉,其余為水;發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH值至7.5,保持溫度45℃,罐壓0.09~0.1MPa,發(fā)酵過程中通過氮氣保持罐壓、攪拌轉(zhuǎn)速為50 rpm,培養(yǎng)時間為50 小時左右,功能菌總數(shù)量6.7×108個/ml時,結(jié)束發(fā)酵。

一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑的使用方法,包括如下步驟:將以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的成分:30%活性炭粉末、20%營養(yǎng)鹽和50%混合功能菌按比例混合,混合后的凈化劑用水稀釋,稀釋比例為凈化劑:水=3:7,混合均勻后注射或利用翻溝混合等原位修復(fù)技術(shù),使生物組合凈化劑與污染的土壤接觸,通過凈化劑中活性炭的吸附作用捕獲污染物,再進(jìn)一步被混合功能菌進(jìn)行生物降解,達(dá)到污染物質(zhì)去除的目標(biāo),生物凈化劑中的營養(yǎng)鹽主要是為功能菌的生物降解作用提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣及電子受體,混合功能菌由好氧菌和厭氧菌組成的混合功能菌,通過各種菌對污染物質(zhì)的獨特的降解能力和協(xié)同作用,達(dá)到去除污染物的目的,方法簡單、污染物去除效率高,不影響污染區(qū)域正常的生產(chǎn)運營。

實施例2

一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑,包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料:20%活性炭粉末、30%營養(yǎng)鹽和50%混合功能菌。

其中:活性炭粉末為工業(yè)級,活性炭粉末的粒徑為200目,所述活性炭粉末是果殼活性炭。

所述營養(yǎng)鹽包括將以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料:8%硫酸鈣、6%硝酸鹽、6%磷酸鹽和10%銨鹽按上述比例混合均勻。

混合功能菌主要針對污染物石油中的主要成分配備的混合功能菌,菌種來源為ATCC(美國模式培養(yǎng)物集存庫),所述混合功能菌為好氧菌發(fā)酵液和厭氧菌發(fā)酵液按體積比1.5:1比例混合。

好氧菌包括:短桿菌、假單胞菌、黃桿菌屬、弧菌屬、腐皮鐮胞菌、微球菌、嗜鹽菌、酵母菌。

厭氧菌包括:地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、熱噬淀粉芽孢桿菌(Bacillus Thermoamylovorans)。

所述好氧菌的液體發(fā)酵方法,包括以下步驟:將各好氧菌種分別通過搖瓶發(fā)酵,制備一級種子液,搖瓶培養(yǎng)的條件為180 rpm,30℃恒溫培養(yǎng)24小時,各搖瓶菌種按等體積量混合,按接種量體積比為4%的接種量轉(zhuǎn)接至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中進(jìn)行液體發(fā)酵;所述液體發(fā)酵的培養(yǎng)基包括以下重量百分比的成分:0.5%的蛋白胨、1.5%的酵母膏、2%的氯化鈉,其余為水;發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH值至6,保持溫度30℃,罐壓0.09-0.1MPa;發(fā)酵過程進(jìn)行通風(fēng)、攪拌發(fā)酵,其中,通風(fēng)量為30m3/小時,轉(zhuǎn)速為120rpm;培養(yǎng)18小時左右,功能菌總數(shù)量5.4×108個/ml時,結(jié)束發(fā)酵。

所述厭氧菌的液體發(fā)酵方法,包括以下步驟:將各厭氧菌種分別通過厭氧箱發(fā)酵培養(yǎng),制備一級種子液,培養(yǎng)溫度為40℃恒溫培養(yǎng)60小時,各一級種子液按等體積量混合,按接種量體積比為4%的接種量轉(zhuǎn)接至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中進(jìn)行液體發(fā)酵;所述液體發(fā)酵的培養(yǎng)基包括以下重量百分比的成分:1%葡萄糖、2%蛋白胨、0.01%胱氨酸、0.05%硫酸鈉,其余為水;發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH值至6,保持溫度55℃,罐壓0.09~0.1MPa,發(fā)酵過程中通過氮氣保持罐壓、攪拌轉(zhuǎn)速為50 rpm,培養(yǎng)時間為60 小時左右,功能菌總數(shù)量6.7×108個/ml時,結(jié)束發(fā)酵。

一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑的使用方法,包括如下步驟:將以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的成分:20%活性炭粉末、30%營養(yǎng)鹽和50%混合功能菌按比例混合,混合后的凈化劑用水稀釋,稀釋比例為凈化劑:水=3:7,混合均勻后注入到土壤中,通過凈化劑中活性炭的吸附作用捕獲污染物,再進(jìn)一步被混合功能菌進(jìn)行生物降解,達(dá)到污染物質(zhì)去除的目標(biāo),方法簡單、污染物去除效率高,不影響污染區(qū)域正常的生產(chǎn)運營。

實施例3

一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑,包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料:40%活性炭粉末、15%營養(yǎng)鹽和45%混合功能菌。

其中:活性炭粉末為工業(yè)級,活性炭粉末的粒徑為200目,所述活性炭粉末是椰殼活性炭。

所述營養(yǎng)鹽包括將以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料:4%硫酸鈣、3%硝酸鹽、4%磷酸鹽和4%銨鹽按上述比例混合均勻。

混合功能菌主要針對污染物石油中的主要成分配備的混合功能菌,菌種來源為ATCC(美國模式培養(yǎng)物集存庫),所述混合功能菌為好氧菌發(fā)酵液和厭氧菌發(fā)酵液按體積比2:1比例混合。

好氧菌包括:短桿菌、假單胞菌、黃桿菌屬、弧菌屬、腐皮鐮胞菌、微球菌、嗜鹽菌、酵母菌。

厭氧菌包括:地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、熱噬淀粉芽孢桿菌(Bacillus Thermoamylovorans)。

所述好氧菌的液體發(fā)酵方法,包括以下步驟:將各好氧菌種分別通過搖瓶發(fā)酵,制備一級種子液,搖瓶培養(yǎng)的條件為220 rpm,35℃恒溫培養(yǎng)21小時,各搖瓶菌種按等體積量混合,按接種量體積比為5%的接種量轉(zhuǎn)接至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中進(jìn)行液體發(fā)酵;所述液體發(fā)酵的培養(yǎng)基包括以下重量百分比的成分:2%的蛋白胨、0.5%的酵母膏、1.5%的氯化鈉,其余為水;發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH值至7,保持溫度30℃,罐壓0.09-0.1MPa;發(fā)酵過程進(jìn)行通風(fēng)、攪拌發(fā)酵,其中,通風(fēng)量為30m3/小時,轉(zhuǎn)速為120rpm;培養(yǎng)24小時左右,功能菌總數(shù)量5.4×108個/ml時,結(jié)束發(fā)酵。

所述厭氧菌的液體發(fā)酵方法,包括以下步驟:將各厭氧菌種分別通過厭氧箱發(fā)酵培養(yǎng),制備一級種子液,培養(yǎng)溫度為55℃恒溫培養(yǎng)40小時,各一級種子液按等體積量混合,按接種量體積比為5%的接種量轉(zhuǎn)接至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中進(jìn)行液體發(fā)酵;所述液體發(fā)酵的培養(yǎng)基包括以下重量百分比的成分:3%葡萄糖、0.5%蛋白胨、0.05%胱氨酸、0.01%硫酸鈉,其余為水;發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的 pH值至8,保持溫度40℃,罐壓0.09~0.1MPa,發(fā)酵過程中通過氮氣保持罐壓、攪拌轉(zhuǎn)速為50 rpm,培養(yǎng)時間為40 小時左右,功能菌總數(shù)量6.7×108個/ml時,結(jié)束發(fā)酵。

一種用于石油污染土壤原位生物修復(fù)的凈化劑的使用方法,包括如下步驟:將以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的成分:40%活性炭粉末、15%營養(yǎng)鹽和45%混合功能菌按比例混合,混合后的凈化劑用水稀釋,稀釋比例為凈化劑:水=3:7,混合均勻后注入到土壤中,通過凈化劑中活性炭的吸附作用捕獲污染物,再進(jìn)一步被混合功能菌進(jìn)行生物降解,達(dá)到污染物質(zhì)去除的目標(biāo),方法簡單、污染物去除效率高,不影響污染區(qū)域正常的生產(chǎn)運營。

本發(fā)明是一種針對原位土壤生物修復(fù)的凈化劑,凈化劑中的各種功能菌對石油污染物的去除具有協(xié)同作用效果,為了使各種功能菌發(fā)揮有效的作用,凈化劑中的各種營養(yǎng)鹽是針對各功能菌的整體需求配制,滿足功能菌正常的生長代謝需要的營養(yǎng)和氧氣及電子受體,發(fā)揮有效的降解作用,針對污染物石油的非水溶性和揮發(fā)性特點,凈化劑中的活性炭能夠有效的吸附污染物和功能菌,使兩者能夠緊密結(jié)合,在地下土壤復(fù)雜的環(huán)境中,發(fā)揮有效的降解作用,本發(fā)明只需將凈化劑注入到地層,無需額外的營養(yǎng)添加和輔助工藝及操作,方法簡單,作用周期短,修復(fù)效果顯著,不影響污染區(qū)域正常的生產(chǎn)運營。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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