一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置，包括集水池、集水溝、汞污染處理井、固定化微生物球、磁場(chǎng)發(fā)生裝置、水泵和噴水管，集水池連通多條集水溝，汞污染處理井從下到上依次為砂石層、人工基質(zhì)層和固定化微生物層；人工基質(zhì)層是由硫粉與石灰石組成，固定化微生物層內(nèi)投放有固定化微生物球，固定化微生物球是由活性污泥、活性炭與金屬鎳制成，活性污泥內(nèi)主要含有轉(zhuǎn)基因大腸桿菌，集水池內(nèi)連接有出水管，出水管連接汞污染處理井的砂石層，人工基質(zhì)層與固定化微生物層之間設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，固定化微生物層內(nèi)設(shè)有凈水管，凈水管連接水泵，水泵連接有噴水管，噴水管均勻分布在土壤表面。本發(fā)明不僅能夠去除土壤中的汞，而且實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及土壤改良領(lǐng)域，特別是一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀(jì)50年代在日本熊本縣發(fā)現(xiàn)首例甲基汞中毒事件以來(lái)，不同研究領(lǐng)域的學(xué)者都對(duì)汞污染問(wèn)題給予了高度關(guān)注。土壤中汞的來(lái)源主要有三個(gè)方面:1)汞的天然釋放，包括火山與地?zé)峄顒?dòng)，土壤、自然水體及植物表面的蒸騰作用，森林火災(zāi)和巖石風(fēng)化等。這種自然因素引起的汞污染通常占汞排放總量的1/4。2)人為污染，主要來(lái)自于污水灌溉、汞冶煉廠和汞制劑廠(氯堿工業(yè)、電器、儀表)的排放;農(nóng)用耕作中不合理施用含汞的肥料和農(nóng)藥等。3)干濕沉降，大氣中含汞廢氣沉降到土壤，也是土壤汞的一個(gè)重要來(lái)源。Hg的生物毒性較顯著，其重金屬離子在質(zhì)量濃度為0.001~0.01mg/L時(shí)就會(huì)產(chǎn)生毒性。
[0003]在汞冶煉廠和汞制劑廠等周?chē)耐寥溃捎诠睙拸S和汞制劑廠等排放的廢氣中含有大量汞，廢氣遇到雨水沉降到地面，導(dǎo)致土壤汞污染嚴(yán)重。
[0004]美國(guó)泛美波多黎各大學(xué)一個(gè)生物工程研究團(tuán)隊(duì)向一種埃希氏大腸桿菌內(nèi)注入兩種“親萊”基因。這種轉(zhuǎn)基因大腸桿菌對(duì)汞的處理具有非常好的效果。目前，將微生物固定化技術(shù)得到國(guó)內(nèi)外廣泛的關(guān)注，如專(zhuān)利號(hào)為:200910056687.X專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中介紹了一種固定化微生物的制備方法，固定化微生物主要特征是微生物固定成一種固態(tài)，放在污水中具有固定的形狀，且微生物不喪失活性，具有良好的污水處理效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置，用于修復(fù)汞污染嚴(yán)重的土壤。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置，包括集水池、集水溝、汞污染處理井、固定化微生物球、磁場(chǎng)發(fā)生裝置、水栗和噴水管，所述集水池連通多條集水溝，所述集水溝修筑在土壤表面，所述汞污染處理井從下到上依次為砂石層、人工基質(zhì)層和固定化微生物層；
所述人工基質(zhì)層是由硫粉與石灰石組成，所述固定化微生物層內(nèi)投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥、活性炭與金屬鎳制成，所述活性污泥內(nèi)主要含有轉(zhuǎn)基因大腸桿菌，活性污泥、活性炭與金屬鎳按照3:2:1的比例通過(guò)化學(xué)藥劑充分混合，再將活性污泥、活性炭與金屬鎳的混合物通過(guò)模具制成球狀，然后風(fēng)干，再將風(fēng)干后的球狀混合物置于磁場(chǎng)之中，篩選出內(nèi)部含有金屬鎳的球狀混合物即得所述固定化微生物球；
所述集水池內(nèi)連接有出水管，所述出水管連接汞污染處理井的砂石層，所述人工基質(zhì)層與固定化微生物層之間設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，所述固定化微生物層內(nèi)設(shè)有凈水管，所述凈水管連接水栗，所述水栗連接有噴水管，所述噴水管均勻分布在土壤表面，所述集水溝的底部、集水池的底部及側(cè)面、汞污染處理井的底部及側(cè)面均鋪設(shè)有防滲層；
所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置包括螺旋線圈、變壓器和電源，所述螺旋線圈纏繞在固定化微生物層的外圍，螺旋線圈與變壓器電聯(lián)，變壓器與電源電聯(lián)，所述電源通過(guò)變壓器控制螺旋線圈的電流強(qiáng)度和方向，從而控制磁場(chǎng)的大小和方向，在固定化微生物層中形成了一個(gè)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)作用于固定化微生物層內(nèi)，使固定化微生物球懸浮并與固定化微生物層中污水充分混入口 O
[0007]優(yōu)選的，所述固定化微生物層內(nèi)設(shè)置有污泥回收管，所述污泥回收管用于收集固定化微生物球和懸浮污泥，然后將回收的固定化微生物球分解得到金屬鎳，再將回收的懸浮污泥和金屬鎳通過(guò)化學(xué)試劑再重新制成固定化微生物球，然后定期將制成的固定化微生物球投入固定化微生物層內(nèi)，所述污泥回收管通過(guò)栗將固定化微生物球吸出，實(shí)現(xiàn)固定化微生物球的回收利用。
[0008]優(yōu)選的，所述固定化微生物球的直徑為15_18mm。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:汞污染處理井從外到內(nèi)依次為砂石層、人工基質(zhì)層和固定化微生物層，所述人工基質(zhì)層是由硫粉與石灰石組成，固定化微生物層內(nèi)投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥、活性炭與金屬鎳制成，活性污泥、活性炭與金屬鎳按照3:2:1的比例通過(guò)化學(xué)藥劑充分混合，再將活性污泥、活性炭與金屬鎳的混合物通過(guò)模具制成球狀，然后風(fēng)干，再將風(fēng)干后的球狀混合物置于磁場(chǎng)之中，篩選出內(nèi)部含有金屬鎳的球狀混合物即得所述固定化微生物球，金屬鎳具有較大的比重，因此固定化微生物球具有較好的沉降性能，而活性炭具有良好的吸附性能，活性污泥處于固態(tài)能防止堵塞汞污染處理井；
硫粉在常溫下與汞反應(yīng)，生成硫化汞，硫化汞通過(guò)固定化微生物球中轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的處理和活性炭的吸附，這樣汞經(jīng)過(guò)硫化-吸附-微生物處理，降低了水中汞的含量;通過(guò)汞污染處理井凈化后的水通過(guò)水栗和噴水管?chē)娏艿酵寥乐校瑢⑼寥乐械娜R通過(guò)水帶入集水渠，集水渠中的水再經(jīng)過(guò)汞污染處理井凈化，固定化微生物球定期更換，這樣不僅能夠去除土壤中的汞，而且實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的俯視圖；
圖3為固定化微生物層與磁場(chǎng)發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖中:1、集水池，2、集水溝，3、防滲層，4、出水管，5、汞污染處理井，6、砂石層，7、人工基質(zhì)層，8、過(guò)濾網(wǎng)，9、污泥回收管，10、固定化微生物層，11、螺旋線圈，12、變壓器，13、電源，14、磁場(chǎng)發(fā)生裝置，15、固定化微生物球，16、凈水管，17、水栗，18、噴水管。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]實(shí)施例，請(qǐng)參閱圖，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置，包括集水池1、集水溝2、汞污染處理井5、固定化微生物球15、磁場(chǎng)發(fā)生裝置14、水栗17和噴水管18，集水池I連通多條集水溝2，集水溝2修筑在土壤表面；
汞污染處理井5從下到上依次為砂石層6、人工基質(zhì)層7和固定化微生物層10，人工基質(zhì)層7是由硫粉與石灰石組成，固定化微生物層10內(nèi)投放有固定化微生物球15，固定化微生物球15是由活性污泥、活性炭與金屬鎳制成，活性污泥內(nèi)主要含有轉(zhuǎn)基因大腸桿菌，活性污泥、活性炭與金屬鎳按照3:2:1的比例通過(guò)化學(xué)藥劑充分混合，再將活性污泥、活性炭與金屬鎳的混合物通過(guò)模具制成球狀，然后風(fēng)干，再將風(fēng)干后的球狀混合物置于磁場(chǎng)之中，篩選出內(nèi)部含有金屬鎳的球狀混合物即得固定化微生物球15;
集水池I內(nèi)連接有出水管4，出水管4連接汞污染處理井5的砂石層6，人工基質(zhì)層7與固定化微生物層10之間設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)8，固定化微生物層10內(nèi)設(shè)有凈水管16，凈水管16連接水栗17，水栗17連接有噴水管18，噴水管18均勻分布在土壤表面，集水溝2的底部、集水池I的底部及側(cè)面、汞污染處理井5的底部及側(cè)面均鋪設(shè)有防滲層3;
磁場(chǎng)發(fā)生裝置14包括螺旋線圈11、變壓器12和電源13，螺旋線圈11纏繞在固定化微生物層10的外圍，螺旋線圈11與變壓器12電聯(lián)，變壓器12與電源13電聯(lián)，電源13通過(guò)變壓器12控制螺旋線圈11的電流強(qiáng)度和方向，從而控制磁場(chǎng)的大小和方向，在固定化微生物層10中形成了一個(gè)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)作用于固定化微生物層10內(nèi)，使固定化微生物球15懸浮并與固定化微生物層1中污水充分混合。
[0014]固定化微生物層10內(nèi)設(shè)置有污泥回收管9，污泥回收管9用于收集固定化微生物球15和懸浮污泥，然后將回收的固定化微生物球15分解得到金屬鎳，再將回收的懸浮污泥和金屬鎳通過(guò)化學(xué)試劑再重新制成固定化微生物球15，然后定期將制成的固定化微生物球15投入固定化微生物層10內(nèi)，污泥回收管9通過(guò)栗將固定化微生物球15吸出，實(shí)現(xiàn)固定化微生物球15的回收利用。
[0015]在汞冶煉廠和汞制劑廠等周?chē)耐寥溃捎诠睙拸S和汞制劑廠等排放的廢氣中含有大量汞，廢氣中的汞遇到雨水沉降到地面，地面設(shè)有多條集水溝2，集水溝2的水流向集水池2，集水池2將廢水收集，然后排入汞污染處理井5。通過(guò)汞污染處理井5凈化后的水通過(guò)水栗12和噴水管13噴淋到土壤中，將土壤中的萊帶入集水池I，集水池I中的水在經(jīng)過(guò)萊污染處理井5時(shí)，人工基質(zhì)層7中的硫粉在常溫下與汞反應(yīng)，生成硫化汞，硫化汞通過(guò)固定化微生物球15中微生物和活性炭的吸附，降低了水中汞的含量，這樣汞經(jīng)過(guò)硫化-吸附-再吸附，這樣不僅能夠去除土壤中的汞，而且實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)使用。
[0016]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其改進(jìn)構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置，其特征是:包括集水池、集水溝、汞污染處理井、固定化微生物球、磁場(chǎng)發(fā)生裝置、水栗和噴水管，所述集水池連通多條集水溝，所述集水溝修筑在土壤表面，所述汞污染處理井從下到上依次為砂石層、人工基質(zhì)層和固定化微生物層； 所述人工基質(zhì)層是由硫粉與石灰石組成，所述固定化微生物層內(nèi)投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥、活性炭與金屬鎳制成，所述活性污泥內(nèi)主要含有轉(zhuǎn)基因大腸桿菌，活性污泥、活性炭與金屬鎳按照3:2:1的比例通過(guò)化學(xué)藥劑充分混合，再將活性污泥、活性炭與金屬鎳的混合物通過(guò)模具制成球狀，然后風(fēng)干，再將風(fēng)干后的球狀混合物置于磁場(chǎng)之中，篩選出內(nèi)部含有金屬鎳的球狀混合物即得所述固定化微生物球； 所述集水池內(nèi)連接有出水管，所述出水管連接汞污染處理井的砂石層，所述人工基質(zhì)層與固定化微生物層之間設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，所述固定化微生物層內(nèi)設(shè)有凈水管，所述凈水管連接水栗，所述水栗連接有噴水管，所述噴水管均勻分布在土壤表面，所述集水溝的底部、集水池的底部及側(cè)面、汞污染處理井的底部及側(cè)面均鋪設(shè)有防滲層； 所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置包括螺旋線圈、變壓器和電源，所述螺旋線圈纏繞在固定化微生物層的外圍，螺旋線圈與變壓器電聯(lián)，變壓器與電源電聯(lián)，所述電源通過(guò)變壓器控制螺旋線圈的電流強(qiáng)度和方向，從而控制磁場(chǎng)的大小和方向，在固定化微生物層中形成了一個(gè)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)作用于固定化微生物層內(nèi)，使固定化微生物球懸浮并與固定化微生物層中污水充分混入口 ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置，其特征是:所述固定化微生物層內(nèi)設(shè)置有污泥回收管，所述污泥回收管用于收集固定化微生物球和懸浮污泥，然后將回收的固定化微生物球分解得到金屬鎳，再將回收的懸浮污泥和金屬鎳通過(guò)化學(xué)試劑再重新制成固定化微生物球，然后定期將制成的固定化微生物球投入固定化微生物層內(nèi)，所述污泥回收管通過(guò)栗將固定化微生物球吸出，實(shí)現(xiàn)固定化微生物球的回收利用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)汞污染的土壤處理裝置，其特征是:所述固定化微生物球的直徑為15-18mm。
【文檔編號(hào)】C02F101/20GK106040730SQ201610609365
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日
【發(fā)明人】許邦祥
【申請(qǐng)人】許邦祥