專利名稱：旋流泥漿生物反應(yīng)器及其組成的處理有機(jī)污染土壤的微生物強(qiáng)化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于受有機(jī)物污染土壤的生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旋流泥漿生物反應(yīng)器 及其組成的處理有機(jī)污染土壤的微生物強(qiáng)化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)有機(jī)污染物進(jìn)入土壤后會(huì)與土壤介質(zhì)緊密結(jié)合，當(dāng)運(yùn)用生物法對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，有機(jī) 污染物的生物可利用性及生物降解過(guò)程中的傳質(zhì)阻力是限制其降解效率的重要因素。因此， 對(duì)于提高污染物的生物可利用性及傳質(zhì)速率的方法研究倍受關(guān)注，許多學(xué)者都在努力尋求可 行有效的提高土壤中有機(jī)污染物生物降解的途徑與方法。
生物泥漿法是新近發(fā)展的以液相為處理介質(zhì)一種生物處理手段，可以使土壤微生物與其 它添加物可以充分混合，降低污染物與降解菌之間的傳質(zhì)阻力，從而使得污染物、微生物、 溶解氧和營(yíng)養(yǎng)物等具有較快的傳遞速，提高了污染物的生物可利用性，從加快土壤中污染物
的去除率。生物泥槳處理大規(guī)模使用歷史短，對(duì)其最佳運(yùn)行條件仍處于研究和試驗(yàn)過(guò)程中， 特別是在強(qiáng)化傳質(zhì)、增進(jìn)泥水混合以及提高微生物對(duì)污染物的接觸和吸收等方面需要加強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種旋流泥漿生物反應(yīng)器，進(jìn)一步的目的是利用該反應(yīng)器設(shè)計(jì)出一 套處理有機(jī)污染土壤的微生物強(qiáng)化系統(tǒng)。 本發(fā)明的具體內(nèi)容如下-
(1) 旋流泥漿生物反應(yīng)器由主體反應(yīng)器、通氣系統(tǒng)、旋流推進(jìn)系統(tǒng)、溫度加熱與控制系 統(tǒng)組成。
(2) 在(1)中所述主體反應(yīng)器由反應(yīng)器封蓋、反應(yīng)器側(cè)壁、反應(yīng)器底座、溫度加熱與 控制系統(tǒng)組成；其中反應(yīng)器側(cè)壁包括反應(yīng)器外壁與反應(yīng)器內(nèi)壁，反應(yīng)器外壁與內(nèi)壁之間裝有 保溫石棉，反應(yīng)器側(cè)壁上部設(shè)置待處理土壤進(jìn)口，反應(yīng)器側(cè)壁下部設(shè)置處理后土壤出口，中 部設(shè)置土壤取樣口，反應(yīng)器封蓋設(shè)有菌種、營(yíng)養(yǎng)物添加口，溫度、pH、溶解氧探測(cè)器插入口， 以及尾氣收集管。
(3) 在(1)中所述通氣系統(tǒng)由氣泵、通氣管及曝氣板組成，其中通氣管安裝在主體反 應(yīng)器側(cè)壁下部，曝氣板安裝在旋流傳動(dòng)軸的下方。
(4) 在(1)中所述旋流推進(jìn)系統(tǒng)由旋流推進(jìn)器、傳動(dòng)軸及旋流葉片組成。
(5) 微生物強(qiáng)化系統(tǒng)由(1)中所述旋流泥漿生物反應(yīng)器，以及尾氣處理系統(tǒng)和泥漿微 生物系統(tǒng)組成。
(6) 在(5)中所述泥漿微生物系統(tǒng)的土水比為1:2~4,加入硝酸鈉的量與土壤的比例為 1:1000 2000，加入磷酸二氫鈉的量與土壤的比例為1:2000-3000， pH值為6 8，溫度為25~35
°C，微生物的投加量為l(y個(gè)菌株/kg土。
(7) 在(5)中所述尾氣處理系統(tǒng)由尾氣處理反應(yīng)器、尾氣處理反應(yīng)器封蓋及尾氣處理 吸附劑組成。
(8) 在(7)中所述尾氣處理吸附劑為顆?；钚蕴?。
本發(fā)明具有傳質(zhì)效率高、運(yùn)行條件易于控制與操作、微生物活性強(qiáng)、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。


附圖是旋流泥漿生物反應(yīng)器及其組成的處理有機(jī)污染土壤的微生物強(qiáng)化系統(tǒng)。附圖中1 為氣泵，2為通氣管，3為主體反應(yīng)器外壁，4為保溫石棉，5為主體反應(yīng)器內(nèi)壁，6為土壤 取樣口， 7為被處理土壤，8為待處理土壤進(jìn)口， 9為主體反應(yīng)器封蓋，IO為溫度、pH、溶 解氧探測(cè)器插入口， ll為旋流推進(jìn)器，12為菌種、營(yíng)養(yǎng)物添加口， 13為出氣管，14為尾氣 處理反應(yīng)器封蓋，15為尾氣處理反應(yīng)器，16為尾氣處理吸附劑，17為傳動(dòng)軸，18為旋流葉 片，19為曝氣板，20為處理后土壤出口， 21為反應(yīng)器底座，22為溫度加熱及控制器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
材料
(1)氣泵，通氣管，主體反應(yīng)器外壁，保溫石棉，主體反應(yīng)器內(nèi)壁，反應(yīng)器底座，主體 反應(yīng)器封蓋，旋流推進(jìn)器，尾氣處理反應(yīng)器封蓋，尾氣處理反應(yīng)器，活性炭顆粒，傳動(dòng)軸， 旋流葉片，曝氣板，溫度加熱及控制器。(2)多環(huán)芳烴污染土壤。(3)篩選馴化出的多環(huán)芳 烴好氧降解菌。 實(shí)施例l
將主體反應(yīng)器封蓋、反應(yīng)器側(cè)壁、反應(yīng)器底座、保溫石棉、溫度加熱及控制器組成主體 反應(yīng)器，在反應(yīng)器惻壁上部設(shè)置一個(gè)待處理土壤進(jìn)口，在反應(yīng)器側(cè)壁下部設(shè)置處理后土壤出 口，在反應(yīng)器側(cè)壁中部設(shè)置土壤取樣口，同時(shí)在反應(yīng)器封蓋開設(shè)兩個(gè)插入口。將接有旋流葉 片的傳動(dòng)軸連接到旋流推進(jìn)器上。將氣泵通過(guò)通氣管由主體反應(yīng)器側(cè)壁的下部連接到傳動(dòng)軸 下方的曝氣板。將主體反應(yīng)器封蓋上的排氣管接入到裝有顆粒活性炭的尾氣處理反應(yīng)器。由 待處理土壤進(jìn)口加入土水比為1:2的多環(huán)芳烴污染土壤，調(diào)節(jié)其pH值為7.0 7.5，按與土壤質(zhì)量
的比為1:1000的比例加入硝酸鈉，按與土壤質(zhì)量的比為1:2000的比例加入磷酸二氫鈉，按107 個(gè)菌株/kg的比例加入已馴化好的多環(huán)芳烴好氧降解菌。開啟氣泵、旋流電機(jī)、溫度加熱及控
制器運(yùn)行微生物強(qiáng)化處理系統(tǒng)48小時(shí)。對(duì)處理前后的污染土壤進(jìn)行多環(huán)芳烴的提取與測(cè)定， 結(jié)果表明菲、蒽、芘的濃度分別由處理前的205 .8mg/kg、 74.9mg/kg、 76.7 mg/kg降低到處 理后的8.2mg/kg、 6.3mg/kg、 4.7mg/kg，去除率分別為96.0%、 91.6%、 93.9%。 實(shí)施例2
將主體反應(yīng)器封蓋、反應(yīng)器側(cè)壁、反應(yīng)器底座、保溫石棉、溫度加熱及控制器組成主體 反應(yīng)器，在反應(yīng)器側(cè)壁上部設(shè)置一個(gè)待處理土壤進(jìn)口，在反應(yīng)器側(cè)壁下部設(shè)置處理后土壤出 口，在反應(yīng)器側(cè)壁中部設(shè)置土壤取樣口，同時(shí)在反應(yīng)器封蓋開設(shè)兩個(gè)插入口。將接有旋流葉 片的傳動(dòng)軸連接到旋流推進(jìn)器上。將氣泵通過(guò)通氣管由主體反應(yīng)器側(cè)壁的下部連接到傳動(dòng)軸 下方的曝氣板。將主體反應(yīng)器封蓋上的排氣管接入到裝有顆?；钚蕴康奈矚馓幚矸磻?yīng)器。由 待處理土壤進(jìn)口加入土水比為1:3的多環(huán)芳烴污染土壤，調(diào)節(jié)其pH值為7.0 7.5，按與土壤質(zhì)量
的比為1:1500的比例加入硝酸鈉，按與土壤質(zhì)量的比為1:2500的比例加入磷酸二氫鈉，按107
個(gè)菌株/kg的比例加入己馴化好的多環(huán)芳烴好氧降解菌。開啟氣泵、旋流電機(jī)、溫度加熱及控
制器運(yùn)行微生物強(qiáng)化處理系統(tǒng)48小時(shí)。對(duì)處理前后的污染土壤進(jìn)行多環(huán)芳烴的提取與測(cè)定， 結(jié)果表明菲、蒽、芘的濃度分別由處理前的205 .8mg/kg、 74.9mg/kg、 76.7 mg/kg降低到處 理后的5.9mg/kg、 4.8mg/kg、 3.6 mg/kg，去除率分別為97.1%、 93.4%、 95.3%。 實(shí)施例3
將主體反應(yīng)器封蓋、反應(yīng)器側(cè)壁、反應(yīng)器底座、保溫石棉、溫度加熱及控制器組成主體 反應(yīng)器，在反應(yīng)器側(cè)壁上部設(shè)置一個(gè)待處理土壤進(jìn)口，在反應(yīng)器側(cè)壁下部設(shè)置處理后土壤出 口，在反應(yīng)器側(cè)壁中部設(shè)置土壤取樣口，同時(shí)在反應(yīng)器封蓋開設(shè)兩個(gè)插入口。將接有旋流葉 片的傳動(dòng)軸連接到旋流推進(jìn)器上。將氣泵通過(guò)通氣管由主體反應(yīng)器側(cè)壁的下部連接到傳動(dòng)軸 下方的曝氣板。將主體反應(yīng)器封蓋上的排氣管接入到裝有顆?；钚蕴康奈矚馓幚矸磻?yīng)器。由 待處理土壤進(jìn)口加入土水比為1:4的多環(huán)芳烴污染土壤，調(diào)節(jié)其pH值為7.0 7.5，按與土壤質(zhì)量
的比為1:2000的比例加入硝酸鈉，按與土壤質(zhì)量的比為1:3000的比例加入磷酸二氫鈉，按107
個(gè)菌株/kg的比例加入已馴化好的多環(huán)芳徑好氧降解菌。開啟氣泵、旋流電機(jī)、溫度加熱及控
制器運(yùn)行微生物強(qiáng)化處理系統(tǒng)48小時(shí)。對(duì)處理前后的污染土壤進(jìn)行多環(huán)芳烴的提取與測(cè)定， 結(jié)果表明菲、蒽、芘的濃度分別由處理前的205 .8mg/kg、 74.9mg/kg、 76.7 mg/kg降低到處 理后的5.1mg/kg、 3.4mg/kg、 2.7mg/kg，去除率分別為97.5%、 95.5%、 96.5%。
權(quán)利要求
1. 一種旋流泥漿生物反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器由主體反應(yīng)器、通氣系統(tǒng)、旋流推進(jìn)系統(tǒng)、溫度加熱與控制系統(tǒng)組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述主體反應(yīng)器，其特征在于，該主體反應(yīng)器由反應(yīng)器封蓋、反應(yīng)器 側(cè)壁、反應(yīng)器底座、溫度加熱及控制器組成，其中反應(yīng)器側(cè)壁包括反應(yīng)器外壁與反應(yīng)器內(nèi)壁， 反應(yīng)器外壁與內(nèi)壁之間裝有保溫石棉，反應(yīng)器側(cè)壁上部設(shè)置待處理土壤進(jìn)口，反應(yīng)器側(cè)壁下 部設(shè)置處理后土壤出口，反應(yīng)器側(cè)壁中部設(shè)置土壤取樣口，反應(yīng)器封蓋設(shè)有菌種、營(yíng)養(yǎng)物添 加口，溫度、pH、溶解氧探測(cè)器插入口，以及尾氣收集管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述通氣系統(tǒng)，其特征在于，該通氣系統(tǒng)由氣泵、通氣管及曝氣板組 成，其中通氣管安裝在主體反應(yīng)器側(cè)壁下部，曝氣板安裝在旋流傳動(dòng)軸的下方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述旋流推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，該旋流推進(jìn)系統(tǒng)由旋流推進(jìn)器、傳 動(dòng)軸及旋流葉片組成。
5. —種處理有機(jī)污染土壤的微生物強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于，該微生物強(qiáng)化系統(tǒng)由權(quán)利要 求1所述旋流泥漿生物反應(yīng)器，以及泥漿微生物系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述泥漿微生物系統(tǒng)，其特征在于，該泥漿微生物系統(tǒng)的土水比為 1:2~4，加入硝酸鈉的量與土壤的質(zhì)量比例為1:1000 2000，加入磷酸二氫鈉的量與土壤的質(zhì)量比例為1:2000~3000， pH值為6~8，溫度為25~35°C ，微生物的投加量為1(y個(gè)菌株/kg 土。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述尾氣處理系統(tǒng)，其特征在于，該尾氣處理系統(tǒng)由尾氣處理反應(yīng)器、 尾氣處理反應(yīng)器封蓋及尾氣處理吸附劑組成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述尾氣處理吸附劑，其特征在于，該吸附劑為顆粒活性炭。
全文摘要
本發(fā)明屬于受有機(jī)物污染土壤的生物處理技術(shù)領(lǐng)域的一種旋流泥漿生物反應(yīng)器及其組成的處理有機(jī)污染土壤的微生物強(qiáng)化系統(tǒng)。旋流泥漿生物反應(yīng)器由主體反應(yīng)器、通氣系統(tǒng)、旋流推進(jìn)系統(tǒng)、溫度加熱與控制系統(tǒng)組成。在反應(yīng)器側(cè)壁上部設(shè)置一個(gè)待處理土壤進(jìn)口，下部設(shè)置處理后土壤出口，中部設(shè)置土壤取樣口，在封蓋上開設(shè)兩個(gè)插入口。將氣泵由通氣管連接到氣板。將排氣管接入到尾氣處理反應(yīng)器。微生物強(qiáng)化系統(tǒng)由旋流泥漿生物反應(yīng)器、尾氣處理系統(tǒng)、泥漿微生物系統(tǒng)組成。泥漿微生物系統(tǒng)的土水比為1∶2～4，pH值為6～8，溫度為25～35℃，微生物的投加量為10⁷個(gè)菌株/kg土。尾氣處理系統(tǒng)由尾氣處理反應(yīng)器、尾氣處理反應(yīng)器封蓋及尾氣處理吸附液組成。本發(fā)明具有傳質(zhì)效率高、運(yùn)行條件易于控制與操作、微生物活性強(qiáng)、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B09C1/10GK101386021SQ20081011057
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者丁愛中, 豆俊峰 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)