一种放射性污染土壤生物修复装置及修复方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种放射性污染土壤生物修复装置及修复方法，所述装置包括依次连接的温控加热区、污染土壤生物修复反应器和PLC监控系统，所述污染土壤生物修复反应器内设置有数显式电动搅拌机、微孔曝气器，以及分别与PLC监控系统相连接的pH自动控制装置、ORP自动控制装置、DO值自动控制装置，所述PLC监控系统包括PLC控制面板及服务器。本发明专利技术实现了微生物与达标土壤的分离以及避免操作人员受到辐射损伤的效果，能够有效完成放射性污染土壤的治理和修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境污染修复
，具体设及一种放射性污染±壤生物修复装置 及修复方法。
技术介绍
随着核能科学技术的快速发展，大量同位素应用、放射性矿采冶、国防科研试验、 放射性废物的处置，W及核武器试验基地的逐步对外开放等活动，导致环境放射性污染问 题日益严重。其中，含有放射性核素的污染±壤的治理和修复日益受到关注。国际福射防 护委员会、国际原子能机构、美国EPA、美国核管理委员会和美国国安局等多家机构先后制 订了放射性污染±壤的修复标准，我国不久也将出台相关的修复标准。有关放射性污染± 壤的治理和修复技术很多，包括工程、物理、化学、生物方法及其联用技术。传统的治理方法 如采用含有表面活性剂的机械清洗法、离子交换树脂法、膜分离法与酸浸法等，存在着基建 投资高、处理费用大、处理效果不理想并易造成二次污染等诸多问题。近年来研究重点逐渐 转向生化处理技术，研究发现许多微生物吸附剂都能用于重金属及放射性废水的处理。但 由于生物体自身受到诸多条件的限制，使其难W得到推广应用。 目前，国内外对于采用富集植物修复放射性污染±壤的研究和应用得到了一定程 度的开展，但是植物修复方法见效缓慢，如何处理富集大量放射性核素的植株W及选育耐 性较强的富集植物尚待深入研究。嗜酸性硫杆菌是分布于酸性自然环境中的一种广为应用 的自养菌。申请人此前专利技术了放射性污染±壤的微生物修复技术，即利用嗜酸性硫杆菌等 微生物的活性菌液促溶+硫酸盐还原菌吸附沉淀溶出的放射性核素来大规模处理放射性 污染±壤（已获专利技术专利授权，ZL200810147707.X及化200810147710. 1)。 迄今为止，对新的生物过程，首选的生物反应器是机械揽拌式反应器。机械揽拌式 反应器能适用于大多数的生物过程，是形成标准化的通用产品。考虑到细菌对剪切力不敏 感，W及生物修复过程多为间歇操作，使用机械揽拌式反应器也是可行的。由于间歇操作是 非定态过程，反应器内各物质的浓度是时间的函数，也就是说微生物生长的环境是随时间 变化的。运就需要使用自动控制的手段，来调整反应器内的各个反应条件，始终保持在适于 嗜酸性硫杆菌生长和发挥生理功能的状态下。同时，为了解决放射性污染±壤微生物修复 过程中的两大问题：微生物与达标±壤的分离W及如何避免操作人员受到福射损伤，申请 人专利技术了放射性污染±壤生物修复自动控制装置。 PLC英文全称为Programm油leLogicController,中文全称为可编程逻辑控制 器。其定义是：一种数字运算操作的电子系统。PLC是一种专口为在工业环境下应用而设 计的数字运算操作的电子装置。它采用可W编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻 辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入 和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外设都应按易与工控系统形成整 体，易于扩展其功能等原则设计。PLC发展到今天，已形成大、中、小各种规模的系列化产品。 可用于各种规模的工控场合。除了逻辑处理功能W外，现代PLC大多具有完善的数据运算 能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控 制和溫度控制等多种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC组成各种控制系统变得非常容易。 本专利技术所采用的嗜酸性硫杆菌保藏在国家知识产权局指定的中国典型培养物保 藏中屯、（地址：中国武汉市武汉大学；邮编：430072 ;保藏日期：2008年9月26日；编号： M208131 ;分类命名：嗜酸氧化硫硫杆菌Acidithiobacillusthiooxidans，A.f.HT-8);具 体参见专利技术人已申请的国家专利技术专利化200810147707.X(已授权）。
技术实现思路
本专利技术提供了一种放射性污染±壤生物修复装置及修复方法，用于解决利用嗜酸 性硫杆菌等微生物的活性菌液促溶+硫酸盐还原菌吸附沉淀溶出的放射性核素来大规模 处理放射性污染±壤的问题，其技术方案如下所述： -种放射性污染±壤生物修复装置，包括依次连接的溫控加热区、污染±壤生物 修复反应器和PLC监控系统，所述污染±壤生物修复反应器内设置有数显式电动揽拌机、 微孔曝气器，W及分别与PLC监控系统相连接的pH自动控制装置、0RP自动控制装置、DO值 自动控制装置，所述PLC监控系统包括PLC控制面板及服务器。 所述溫控加热区包括溫控仪、循环水加热容器和放置污染±壤生物修复反应器的 保溫容器，所述循环水加热容器、保溫容器都设置有与溫控仪相连接的溫度传感器，所述循 环水加热容器、保溫容器之间的循环回路上设置有水累和流量计。 所述循环水加热容器设置有电加热器，所述保溫容器设置有空压机。 所述抑自动控制装置包括抑电极、抑变频调整单元和生物修复助剂添加单元， 所述生物修复助剂添加单元通过抽液累与污染±壤生物修复反应器相连接。 所述0RP自动控制装置包括0RP电极、0RP变频调整单元和0RP风机，所述0RP风 机与微孔曝气器相连接。 所述DO值自动控制装置包括DO值电极、DO值变频调整单元和DO值风机，所述DO 值风机设置有Ξ组，并与微孔曝气器相连接。 所述污染±壤生物修复反应器内的细菌采用嗜酸氧化硫硫杆菌。 一种根据上述放射性污染±壤生物修复装置的修复方法，所述污染±壤生物修复 反应器采用嗜酸氧化硫硫杆菌修复污染±壤。 所述PLC监控系统通过DO值测量电极测量生物修复反应器内溶液的溶氧浓度，控 制DO值风机的开关，W保证嗜酸氧化硫硫杆菌对溶氧的需求。 所述PLC监控系统通过0RP测量电极测量生物修复反应器内溶液的氧化还原电 位，控制0RP风机的开关，W保证反应器内溶液的化值符合生物修复工艺的要求。 所述PLC监控系统通过抑电极测量生物修复反应器内溶液的酸度，控制生物修复 助剂添加单元的抽液累的开关，添加不同的助剂，W保证反应器内溶液的抑值符合生物修 复工艺的要求。 所述DO值测量电极、0RP测量电极、抑电极采集的数据通过对应的变频调整单元， 将数据通过A/D转换单元发送到PLC监控系统，所述PLC监控系统将输出数据通过D/A转 换单元发送到DO值风机、0RP风机、抽液累。 所述溫控加热区与PLC监控系统相连接，通过PLC监控系统控制溫控加热区的溫 度。 本专利技术在使用过程中，所述溫控加热区，通过溫控仪及电加热装置连续加热循环 水，保证生物修复反应器内溶液的溫度满足±壤修复工艺要求；在生物修复反应器内，安装 pH、0RP、D0电极等多个在线测量装置，并借助数显式电动揽拌机使嗜酸性硫杆菌、生物修复 助剂W及放射性污染±壤充分混匀；监控系统由PLC控制面板及微型计算机等组成，接收 在线测量装置的监测结果，并根据预置参考值，经处理后，按不同的参数特性，分别实现限 度分析、定制比较算术/逻辑运算或过程控制调节，确保溶液抑值、化值和DO含量符合生 物修复工艺的要求。经过7~14d的连续处理和取样测定，若±壤达到放射性污染±壤排 放标准，即可停止装置运转。静置之后，将达标±壤排放到原地，液相转出生物反应器另行 妥善处理。 可见，本专利技术实现了微生物与达标±壤的分离W及通过远程自控操作避免操作人 员受到福射损伤的效果，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放射性污染土壤生物修复装置，其特征在于：包括依次连接的温控加热区、污染土壤生物修复反应器和PLC监控系统，所述污染土壤生物修复反应器内设置有数显式电动搅拌机、微孔曝气器，以及分别与PLC监控系统相连接的pH自动控制装置、ORP自动控制装置、DO值自动控制装置，所述PLC监控系统包括PLC控制面板及服务器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢喜瑞，袁世斌，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51