本发明专利技术公开了一种镉、铅污染土壤的修复方法及电动‑微生物联合可渗透反应墙修复装置，本发明专利技术装置包括反应槽、电极、电源和可渗透反应墙，在两个可渗透反应墙之间装填添加微生物的待处理的镉、铅污染土壤，从土壤中向电极迁移的污染物被可渗透反应墙吸附，从而把镉、铅重金属从待处理的土壤中去除。本发明专利技术联合微生物、生态吸附材料和电动力学对土壤进行修复，通过多方法连用和多系统集成应用，通过PRB吸附固定移至两极的污染物，从而把重金属在土壤中去除，其中可渗透反应墙和电动法两者联用省去电动的污染物抽取系统，更加贴近实际，优化动电系统修复性能。本发明专利技术方法土壤修复周期短，成本低，对镉、铅污染土壤修复效率高，不易造成二次污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种被污染土壤的修复方法和修复装置，特别是涉及一种电动力学方法和微生物方法联合修复方法和修复装置，应用于土壤修复
技术介绍
中国土壤重金属污染物主要来源于污水灌溉、工业废渣、城市垃圾、工业废弃物堆放及大气沉降。污水中占较大比例的工业废水成分比较复杂，不同程度地含有多种重金属，是土壤重金属污染物的主要来源。中国土壤污染除镉、汞外，铅、铬、砷及铜的污染也比较严重。污染场地修复技术是决定污染场地修复成败的关键环节。目前，场地修复技术虽然开发与发展的速度很快，但是都因其弊端而存在一定的局限性。在异位修复中，需要把污染土壤搬运和输送到其它地方进行处理，一般耗费较高，而且各种方法都受到土地资源和污染物排放的限制；在原位修复中，植物修复因其修复深度和周期的局限很少应用到工业污染场地。微生物修复技术具有廉价、绿色以及低能耗的特点，微生物可以对土壤中的重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的。微生物修复技术是通过在土壤中投加对有毒重金属离子具有抗性的微生物，使其不但改善土壤环境条件，而且可以使重金属进行生物转化。Silver等提出，在细菌作用下氧化还原是最有希望的生物修复过程。微生物能氧化土壤中多种重金属元素，某些自养细菌如硫-铁杆菌类(Thiobacillus ferrobacillus)能氧化As、Cu、Mo 和 Fe 等，并且增加这些重金属在土壤的可移动性；假单孢杆菌属(Pseudomonas)能使As、Fe和Mn等发生生物氧化，降低这些重金属元素的活性。但独立的微生物修复方法还不能达到理想的重金属污染物去除率。电动法具有高效、快速、适宜于黏性土壤以及对环境不会产生大的扰动等优点，作为一种原位修复技术，能够取得良好的修复效果。电动法的系统主要包括电解槽装置和污染物抽取系统，污染物抽取系统对从土壤中去除的污染物的分离效果还不够理想。可渗透反应墙(PRB)法通过含有零价铁、活性炭、生态凹凸棒土等的PRB吸附土壤中的污染物，由于污染物在土壤中扩散移动的速度缓慢，所以吸附效果不够理想。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种镉、铅污染土壤的修复方法及电动-微生物联合可渗透反应墙修复装置，联合微生物、生态吸附材料和电动力学对土壤进行修复，通过多方法连用和多系统集成应用，通过PRB吸附固定移至两极的污染物，从而把重金属在土壤中去除，其中可渗透反应墙和电动法两者联用可以省去电动的污染物抽取系统，更加贴近实际，优化动电系统修复性能。本专利技术土壤修复周期短，成本低，对镉、铅污染土壤修复效率高，不易造成二次污染。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用下述技术方案：一种镉、铅污染土壤的修复方法，具有以下的步骤：a. 镉、铅污染土壤预处理：选取待处理的镉、铅污染土壤，其中镉污染浓度不低于50mg/kg，铅污染浓度不低于1000mg/kg，将待处理的镉、铅污染土壤装填平铺于电解反应槽中，采用具有抗镉、抗铅特性的微生物菌种嗜酸氧化硫硫杆菌，对嗜酸氧化硫硫杆菌进行活化培养，得到功能菌的菌液，将得到的功能菌的菌液离心收集、洗涤，去除培养基后，得到嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体，将得到的嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体投加到电解槽中的待处理的镉、铅污染土壤中，使待处理的镉、铅污染土壤与嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体混合在一起；优选采用LB培养基培养嗜酸氧化硫硫杆菌，LB培养基的成分优选为10g/L胰蛋白胨、10g/L氯化钠和5g/L酵母膏配制而成的材料；b. 镉、铅污染土壤的电动/微生物联合可渗透反应墙修复：将两个电极安装在电解槽中，在电解槽的两个电极之间插入插入可渗透反应墙，在电解槽中，在两个可渗透反应墙之间装填在步骤a中经过预处理的镉、铅污染土壤，使菌体在投加7天后，菌体使镉、铅重金属在土壤中得到活化，嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体微生物也得到培养，然后运行电动装置，在电压梯度为至少为1V/cm的条件下，通电5天，然后交换电解槽的两个电极，继续在电压梯度为至少为1V/cm的条件下，再通电5天，通电过程结束后，移除可渗透反应墙和电极，在电解槽中得到修复后的土壤。在镉、铅污染土壤的电动/微生物联合可渗透反应墙修复过程中，在电解槽中，优选使镉、铅污染土壤和两个电极之间始终保持非接触状态。一种镉、铅污染土壤的电动-微生物联合可渗透反应墙修复装置，包括电解槽装置，电解槽装置由反应槽、两个电极和电源组成，将两个电极分别与电源连接，组装成电解系统，在反应槽中靠近两个电极分别设置可装卸的可渗透反应墙，在两个可渗透反应墙之间装填添加嗜酸氧化硫硫杆菌的待处理的镉、铅污染土壤，使投加嗜酸氧化硫硫杆菌的待处理的镉、铅污染土壤与电极被可渗透反应墙分隔开，通电使待处理的镉、铅污染土壤的电压梯度至少为1V/cm，从待处理的镉、铅污染土壤中向电极迁移的污染物被可渗透反应墙吸附，从而把镉、铅重金属从待处理的土壤中去除。作为本专利技术镉、铅污染土壤的电动-微生物联合可渗透反应墙修复装置优选的技术方案，可渗透反应墙外层部分采用有机玻璃材料，可渗透反应墙内部填充吸附固定材料。作为本专利技术上述方案的进一步优选的技术方案，在可渗透反应墙内部填充的吸附固定材料采用300℃高温改性凹凸棒土。作为本专利技术上述方案的进一步优选的技术方案，反应槽内壁设有凹槽，能将电极和可渗透反应墙安装到嵌入安装到反应槽内壁的凹槽内进行固定。作为本专利技术上述方案的进一步优选的技术方案，电极采用铂电极板，电源采用交流电源。作为本专利技术上述方案的进一步优选的技术方案，在反应槽外部还设有的微生物投加装置，微生物投加装置将经过预处理的嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体投加到反应槽中的待处理的镉、铅污染土壤中。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1. 本专利技术电动-微生物联合可渗透反应墙方法修复周期短，成本低，对镉、铅污染土壤修复效率高，不易造成二次污染，在城市工业污染场地的修复中，更倾向于应用多种修复技术集成的解决方案来治理污染土壤，本专利技术联合微生物、生态吸附材料和电动力学修复方法对重金属污染土壤的修复
应用具有重要意义；2. 本专利技术的可渗透反应墙和电动法两者联用可以省去电动的污染物抽取系统，更加贴近实际，优化动电系统修复性能。附图说明图1为本专利技术实施例一电动-微生物联合可渗透反应墙修复装置的结构示意图。具体实施方式本专利技术的优选实施例详述如下：实施例一：在本实施例中，参见图1，一种镉、铅污染土壤的电动-微生物联合可渗透反应墙修复装置，包括电解槽装置，电解槽装置由反应槽1、两个电极3和电源4组成，反应槽长度为400mm，宽度100mm，电极板厚度4mm，电极3采用铂电极板，电源4采用交流电源，将两个电极3分别与电源4连接，组装成电解系统，在反应槽1中靠近两个电极3分别设置可装卸的可渗透反应墙2，在两个可渗透反应墙之间装填添加嗜酸氧化硫硫杆菌的待处理的镉、铅污染土壤5，使投加嗜酸氧化硫硫杆菌的待处理的镉、铅污染土壤5与电极3被可渗透反应墙2分隔开，通电使待处理的镉、铅污染土壤5的电压梯度至少为1.0V/cm，从待处理的镉、铅污染土壤5中向电极3迁移的污染物被可渗透反应墙2吸附，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镉、铅污染土壤的修复方法，其特征在于，具有以下的步骤：a. 镉、铅污染土壤预处理：选取待处理的镉、铅污染土壤，其中镉污染浓度不低于50mg/kg，铅污染浓度不低于1000mg/kg，将待处理的镉、铅污染土壤装填平铺于电解反应槽中，采用具有抗镉、抗铅特性的微生物菌种嗜酸氧化硫硫杆菌，对嗜酸氧化硫硫杆菌进行活化培养，得到功能菌的菌液，将得到的功能菌的菌液离心收集、洗涤，去除培养基后，得到嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体，将得到的嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体投加到电解槽中的待处理的镉、铅污染土壤中，使待处理的镉、铅污染土壤与嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体混合在一起；b. 镉、铅污染土壤的电动/微生物联合可渗透反应墙修复：将两个电极安装在电解槽中，在电解槽的两个电极之间插入插入可渗透反应墙，在电解槽中，在两个可渗透反应墙之间装填在所述步骤a中经过预处理的镉、铅污染土壤，使菌体在投加7天后，菌体使镉、铅重金属在土壤中得到活化，嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体微生物也得到培养，然后运行电动装置，在电压梯度为至少为1V/cm的条件下，通电5天，然后交换电解槽的两个电极，继续在电压梯度为至少为1V/cm的条件下，再通电5天，通电过程结束后，移除可渗透反应墙和电极，在电解槽中得到修复后的土壤。...
【技术特征摘要】
1.一种镉、铅污染土壤的修复方法，其特征在于，具有以下的步骤：a. 镉、铅污染土壤预处理：选取待处理的镉、铅污染土壤，其中镉污染浓度不低于50mg/kg，铅污染浓度不低于1000mg/kg，将待处理的镉、铅污染土壤装填平铺于电解反应槽中，采用具有抗镉、抗铅特性的微生物菌种嗜酸氧化硫硫杆菌，对嗜酸氧化硫硫杆菌进行活化培养，得到功能菌的菌液，将得到的功能菌的菌液离心收集、洗涤，去除培养基后，得到嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体，将得到的嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体投加到电解槽中的待处理的镉、铅污染土壤中，使待处理的镉、铅污染土壤与嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体混合在一起；b. 镉、铅污染土壤的电动/微生物联合可渗透反应墙修复：将两个电极安装在电解槽中，在电解槽的两个电极之间插入插入可渗透反应墙，在电解槽中，在两个可渗透反应墙之间装填在所述步骤a中经过预处理的镉、铅污染土壤，使菌体在投加7天后，菌体使镉、铅重金属在土壤中得到活化，嗜酸氧化硫硫杆菌的菌体微生物也得到培养，然后运行电动装置，在电压梯度为至少为1V/cm的条件下，通电5天，然后交换电解槽的两个电极，继续在电压梯度为至少为1V/cm的条件下，再通电5天，通电过程结束后，移除可渗透反应墙和电极，在电解槽中得到修复后的土壤。2.根据权利要求1所述镉、铅污染土壤的修复方法，其特征在于：在所述步骤b中，在镉、铅污染土壤的电动/微生物联合可渗透反应墙修复过程中，在电解槽中，使镉、铅污染土壤和两个电极之间始终保持非接触状态。3.根据权利要求1或2所述镉、铅污染土壤的修复方法，其特征在于：在所述步骤a中，用LB培养基培养嗜酸氧化硫硫杆菌，LB培养基的成分为10g/L胰蛋白胨、10g/L氯化钠和5g/L酵母膏配制而成的材料。4.一种镉、铅污染土壤的电动-微生物联合可渗透反应墙修复装置，包括电解槽装置，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：何池全，尚海，杨学城，张琦炎，叶丹华，何佳颖，梁霞，陈学萍，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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