一种采用臭氧-生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用臭氧‑生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法，该方法为：(1)对石油烃污染土壤进行预处理；(2)用预处理过的石油烃污染土壤异位构建生物堆；(3)在所述生物堆中通入臭氧进行臭氧氧化处理；(4)利用生物堆内好氧微生物进行修复处理。该方法对石油烃污染土壤修复效果好，而且弥补了单一生物技术修复的不足，周期短，费用省，而且不会造成二次污染，具有良好的环境效益适合推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种采用臭氧-生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法
本专利技术涉及一种石油烃污染土壤的修复方法，具体涉及一种采用臭氧-生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法，属于污染土壤修复

技术介绍
随着我国社会经济的繁荣和发展，人民生活水平不断提高，机动车数量急剧增加，与之相应的机动车加油站的数量也日益增长。而很多城乡建设较早的加油站因诸多因素造成地下储油罐泄露、管道渗漏、落地油、含油废水排放等事故，使大量石油烃类污染物进入土层，导致土壤污染。石油烃进入土壤后，会破坏土壤的结构，影响土壤的通透性和植物的生长。被污染的土壤将会对地表水和地下水含水层造成二次污染，石油烃污染物在粮食中积累，给人类带来致癌、致畸、致突变的危险。目前，有采用生物堆修复技术对石油烃污染土壤进行修复处理，这种技术具有效果好、成本低、反应条件温和、无二次污染等显著优点；但是在天然环境下微生物降解石油速度缓慢，效率低，难以满足工程实际需要。
技术实现思路
针对现有的生物修复土壤的技术存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种利用臭氧结合生物堆技术，高效、周期短、成本低、修复土壤符合标准的修复石油烃污染土壤的方法。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种采用臭氧-生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法，该方法包括以下步骤：(1)对石油烃污染土壤进行包括调节水分、pH及营养成分在内的预处理；(2)用预处理过的石油烃污染土壤异位构建生物堆；(3)在所述生物堆中通入臭氧对石油烃污染土壤进行臭氧氧化处理；(4)利用生物堆内好氧微生物对石油烃污染土壤进行微生物降解处理。优选的方案，石油烃污染土壤的预处理过程为：对石油烃污染土壤进行破碎及筛分，同时，调节所述石油烃污染土壤的pH至6.8～8.0，含水率为50％～55％，在所述石油烃污染土壤中掺混适量秸秆、木屑及添加氮肥和磷肥，以满足所述石油烃污染土壤中的C:N:P为(100～130):(10～15):1。优选的方案，在地面上平铺一层防渗膜，在所述防渗膜上铺设一层粗砂粒层，在所述粗砂粒层上铺设预处理过的石油烃污染土壤层，同时在所述石油烃污染土壤层内部设置通风管道，即构建成生物堆。较优选的方案，生物堆长3～5米，宽1.5～2.5米，高1～2米。较优选的方案，粗砂粒层作为导流层，其厚度为5～10cm。导流层主要用于对生物堆产生的废液进行收集及排放。较优选的方案，防渗膜为高密度聚乙烯防渗膜，其厚度为2～4mm。较优选的方案，通风管道包括一根主通风管道和若干根次通风管道，各次通风管道均与主通风管道连通，主通风管道与外部的通气系统相连，所述的次通风管道均分布在所述石油烃污染土壤层中。进一步优选的方案，石油烃污染土壤层中次通风管道设置为3～4组，各组次通风管道之间按间隔距离20～40cm上下平行设置，每组次通风管道数量为2～3根，一组通风管道中的相邻两根次通风管道之间按间隔距离0.6～1.2m左右平行设置；所述的次通风管道上均匀分布有微孔。较优选的方案，所述的生物堆还设有营养成分和水分的添加管以及土壤气体检测设备。土壤气体检测设备主要用于监控生物堆内的微生物生长状况；根据对环境监测结果，适当添加营养物质和水，保证微生物生长与代谢环境。优选的方案，向生物堆中采取间断通气方式通入含臭氧气体，对生物堆中的石油烃污染土壤进行氧化处理，含臭氧气体的通入时间为连续6～8天，每天1～3次，每次0.5～1.5h，含臭氧气体的通入流量为1～3L/min，含臭氧气体中臭氧的浓度为10～20mg/L。优选的方案，所述生物堆通过通入臭氧氧化处理后，进一步采取间断通气方式通入空气，利用好氧微生物对石油烃污染土壤进行修复；空气通入方式为每天4～6次，每次1.5～3h，同时对石油烃污染土壤的pH及营养成分和水分的含量进行监控和调整，维持石油烃污染土壤温度为30～35℃，氧气体积含量为15％～25％，pH为6.8～8.0，含水率为50％～55％，C:N:P为(100～130):(10～15):1。较优选的方案，维持生物堆内石油烃污染土壤中的好氧微生物数量为5*108cfu/kg～1*109cfu/kg。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：本专利技术的技术方案首次将臭氧氧化技术和生物堆技术相结合用于处理石油烃污染土壤，臭氧氧化技术和生物堆技术的优势协同增强，优点和缺点互补。采用单一的臭氧氧化虽然时间短、效率高，但是相应成本也高，而采用单一的微生物降解，虽然成本低、无二次污染，但是其降解效率低，特别是对于石油烃，降解十分缓慢，周期长。本专利技术的技术方案充分利用臭氧将难降解的石油烃初步氧化，初步氧化产物能被微生物快速降解，相对单一采用微生物降解，大大提高了氧化效率，缩短了修复周期；同时，初步氧化产物后续利用微生物降解，相对单一的臭氧氧化，大大节约了成本；特别是臭氧分解产生的氧气为离臭氧投加点较远的周围区域提供氧气，有利于本土好氧石油降解菌的培育，使其成为优势菌种，有利于后续的微生物降解。综上所述，本专利技术的技术方案，具有效率高、周期短、成本低，无二次污染的优点，可以推广应用。具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而不是限制本专利技术权利要求的保护范围。实施例1第一步，石油烃污染土壤的预处理：污染土壤取自加油站污染区域，使用挖机和筛分破碎机配合，对污染土壤进行破碎与筛分处理，去除污染土植物根系和大石块等杂质，同时将大块土体进行破碎。在筛分过程中同步进行pH的检测和调整，将土壤pH调整到6.8～7.5的范围。在污染土壤中掺混秸秆和木屑，并添加适量氮肥和磷肥，使C:N:P约为120:12:1，调节土壤含水率为52％，拌合均匀。其中，秸秆为玉米秸秆，掺混的玉米秸秆和木屑的质量百分数分别为3％和1％，秸秆和木屑粉碎粒度为2～4mm；氮肥为尿素或硝酸钾(KNO3)，磷肥为磷酸二氢钾(KH2PO4)。第二步，生物堆体的构建：生物堆体，长4米，宽2米，高1.5米，生物堆设置在平整干净的水泥地面上，生物推底层设有一层防渗膜(高密度聚乙烯，厚度为2mm)，在防渗膜上均匀铺设5cm厚的粗砂粒。将取自加油站污染区的石油烃污染土壤均匀铺设至粗砂粒上面，在粗砂层(导流层)以上20cm处布设最底层的次通风管道，每向上30cm铺设一层，共3层。每层横向铺设2根次通风管道，间隔0.8m，连接于一根主通风管道，主通风管道与通气系统(臭氧发生器及鼓风机)相连。并在打堆过程中预留营养物质和水分添加管和土壤气体检测探头。第三步，臭氧修复：将臭氧发生器打开，通过通气管向生物堆中通入臭氧，采取间断通气方式，利用臭氧分解的氧气使本土好氧高效石油降解菌成为优势菌种。通入臭氧的流量为2L/min，臭氧浓度约为15mg/L；通臭氧7天，每天通气2次，每次1h。第四步，生物堆修复：从第8天开始，将臭氧换成空气，每天通4次，每次通气时间为2h，通过生物环境监控，确定微生物生长、代谢状况，高效石油降解菌的含量一般维持在5*108cfu/kg～1*109cfu/kg。通过pH及养分和水分含量的监控，不断对环境因素进行调整，维持微生物的生长及代谢环境：土壤内部温度为32℃；氧气含量为20％；pH为6.8～7.5；含水率为52％，C:N:P为120:12:1。第五步，污染物分析：对生物堆不同位置进行取样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用臭氧‑生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)对石油烃污染土壤进行包括调节水分、pH及营养成分在内的预处理；(2)用预处理过的石油烃污染土壤异位构建生物堆；(3)在所述生物堆中通入臭氧对石油烃污染土壤进行臭氧氧化处理；(4)利用生物堆内好氧微生物对石油烃污染土壤进行微生物降解处理。

【技术特征摘要】
1.一种采用臭氧-生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)对石油烃污染土壤进行包括调节水分、pH及营养成分在内的预处理；(2)在地面上平铺一层防渗膜，在所述防渗膜上铺设一层粗砂粒层，在所述粗砂粒层上铺设预处理过的石油烃污染土壤层，同时在所述石油烃污染土壤层内部设置通风管道，即构建成生物堆；所述的通风管道包括一根主通风管道和若干根次通风管道，各次通风管道均与主通风管道连通，主通风管道与生物堆外部的通气系统相连，所述的次通风管道均分布在所述石油烃污染土壤层中；所述石油烃污染土壤层中次通风管道设置为3～4组，各组次通风管道之间按间隔距离20～40cm上下平行设置，每组次通风管道数量为2～3根，一组通风管道中的相邻两根次通风管道之间按间隔距离0.6～1.2m左右平行设置；所述的次通风管道上均匀分布有微孔；(3)向生物堆中采取间断通气方式通入含臭氧气体，对生物堆中的石油烃污染土壤进行氧化处理，含臭氧气体的通入时间为连续6～8天，每天1～3次，每次0.5～1.5h，含臭氧气体的通入流量为1～3L/min，含臭氧气体中臭氧的浓度为10～20mg/L；(4)利用生物堆内好氧微生物对石油烃污染土壤进行微生物降解处理。2.根据权利要求1所述的采用臭氧-生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法，其特征在于：所述石油烃污染土壤的预处理过程为：对石油烃污染土壤进行破碎及筛分，同时，调节所述石油烃污染土壤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智，周洁，罗文连，王子规，靳菁，
申请(专利权)人：湖南恒凯环保科技投资有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43