利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置及方法。该装置包括微生物溶液存储罐、重金属土壤修复溶液存储罐、含钙溶液存储罐、导管清洗液存储罐、微生物溶液流量控制器、土壤修复溶液流量控制器、含钙溶液流量控制器、导管清洗液流量控制器、第一级灌注导管、溶液开关、第二级灌注导管、第一级导管清洗液开关、第二级导管清洗液开关、渗透管开关和渗透管；第二级灌注导管的第一端口与第一级灌注导管连通，第二端口通过渗透管开关与渗透管连接，第三端口与导管清洗支路连接，且第二级导管清洗液开关连接在导管清洗支路中。该修复装置及方法对重金属污染砂土进行固化稳定化，能提高固化土体的稳定性和耐久性，修复效果佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程、环境工程、环境岩土工程
，具体说来，涉及一种利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置及方法。
技术介绍
在重金属污染场地的修复中，固化稳定技术被广泛采用。该技术是将重金属污染土与固化剂充分混合均匀，通过物理包裹、化学吸附、结晶沉淀等手段，达到封闭污染物，防止其向周围环境迁移目的，从而将有害物质转化为环境可接受材料。一般采用原位搅拌、异位破碎等施工方法。而微生物修复技术是重金属污染场地的修复中的另一项被采用的技术，该技术是利用土壤中的土著微生物或向污染土中投入经驯化的高效微生物，通过菌株的代谢活动固定土体中重金属污染物或者降解土体中有机污染物的过程，一般采用注射井循环、表面喷洒等施工方法。上述两种技术分别在不同重金属污染土修复中所采用，与化学淋洗、植物修复等技术相比，具有修复剂成本低、修复时间快，但依然存在诸多缺点，比如修复成本高、施工设备复杂、施工过程繁琐、人力投入多等等。对于一些特殊场地，由于地质条件、环境因素及社会约束等条件的限制，大型的施工设备及常规的修复方式不能实施，比如，在一些修建在河床上的景观设施、较早的居民住宅小区及一些军用射击靶场等等，由于早期的环境评价体系不健全，可能存在地表土层重金属超标的情况，会给附近居民及游客带来健康威胁，这种情况下对于已经建成的景观设施，只能采用在保护景观设施功能性的基础上对污染场地进行修复，这就制约了大型修复设备进入污染场地，因此需要考虑采用小型修复设备及相关修复方法，在对周围环境及居民不造成影响的条件下对污染场地进行修复。
技术实现思路
技术问题：本专利技术要解决的技术问题是：提供一种利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置及方法，采用微生物灌注法对重金属污染砂土进行固化稳定化，该修复方法可运用到对重金属污染砂土的修复中，可以充分克服修复成本高、施工设备复杂、施工过程繁琐、人力投入多等缺点，不仅相关设备操作简单、修复成本低、修复周期短，对污染场地的要求低，对周围环境的影响小，而且还能进一步提高固化土体的稳定性和耐久性，修复效果佳。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用如下的技术方案：一方面，本实施例提供一种利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置，该装置包括微生物溶液存储罐、重金属土壤修复溶液存储罐、含钙溶液存储罐、导管清洗液存储罐、微生物溶液流量控制器、土壤修复溶液流量控制器、含钙溶液流量控制器、导管清洗液流量控制器、第一级灌注导管、溶液开关、第二级灌注导管、第一级导管清洗液开关91、第二级导管清洗液开关、渗透管开关和渗透管；所述的微生物溶液存储罐中盛有微生物溶液，重金属土壤修复溶液存储罐中盛有重金属土壤修复溶液，含钙溶液存储罐中盛有含钙溶液，导管清洗液存储罐中盛有清洗液；微生物溶液存储罐的出口通过第一管道与第一级灌注导管连接，且微生物溶液流量控制器位于第一管道中；重金属土壤修复溶液存储罐的出口通过第二管道与第一级灌注导管连接，且土壤修复溶液流量控制器位于第二管道中；含钙溶液存储罐的出口通过第三管道与第一级灌注导管连接，且含钙溶液流量控制器位于第三管道中；第一级导管清洗液开关和溶液开关位于第一级灌注导管中；第二级灌注导管呈T型，第二级灌注导管的第一端口与第一级灌注导管连通，第二级灌注导管的第二端口通过渗透管开关与渗透管连接，第二级灌注导管的第三端口与导管清洗支路连接，且第二级导管清洗液开关连接在导管清洗支路中。作为优选例，所述的第二级导管清洗液开关和第一级导管清洗液开关位于溶液开关的两侧。作为优选例，所述的第二级灌注导管为N根，所述的渗透管为N根，第二级灌注导管与渗透管一一对应设置；所述N为整数，且3≤N≤8。作为优选例，所述的渗透管的长度为0.5～1m。另一方面，本实施例提供一种利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的方法，该方法包括以下过程：将保护套管内通过合页与椭圆形钢板连接后，再将渗透管置于保护套管内，并将保护帽安装于保护套管顶端；将保护套管和渗透管一起埋入污染场地中，使渗透管埋入地表0.25～0.75m，然后将保护套管拔出；将微生物溶液存储罐、重金属土壤修复溶液存储罐、含钙溶液存储罐和导管清洗液存储罐分别与微生物溶液流量控制器、土壤修复溶液流量控制器、含钙溶液流量控制器、导管清洗液流量控制器进行连接；并将所述四个控制器开关汇集后连接第一级灌注导管，并在第一级灌注导管中安装溶液开关和第一级导管清洗液开关；然后将第一级灌注导管与第二级灌注导管的第一端口进行连接；将第二级灌注导管的第二端口通过渗透管开关与渗透管连接，将第二级灌注导管的第三端口与导管清洗支路连接，且将第二级导管清洗液开关连接在导管清洗支路中；通过控制微生物溶液流量控制器、土壤修复溶液流量控制器、含钙溶液流量控制器、导管清洗液流量控制器、第一级导管清洗液开关、第二级导管清洗液开关、溶液开关和渗透管开关的打开与闭合，对土体进行修复。作为优选例，所述的对土体进行修复的过程是：先打开土壤修复溶液流量控制器、溶液开关和渗透管开关，并保持微生物溶液流量控制器、含钙溶液流量控制器、导管清洗液流量控制器、第一级导管清洗液开关和第二级导管清洗液开关的关闭状态，使得重金属土壤修复溶液存储罐中的土壤修复溶液流入渗透管中，并通过渗透管渗入土体中，然后关闭土壤修复溶液流量控制器和渗透管开关，打开导管清洗液流量控制器、第一级导管清洗液开关和第二级导管清洗液开关，使得导管清洗液存储罐中的清洗液流入导管中，清洗导管；接着关闭导管清洗液流量控制器、第一级导管清洗液开关和第二级导管清洗液开关，打开含钙溶液流量控制器、溶液开关和渗透管开关，并保持微生物溶液流量控制器和土壤修复溶液流量控制器的关闭状态，使得含钙溶液存储罐中的含钙溶液流入渗透管中，并通过渗透管渗入土体中，然后关闭含钙溶液流量控制器和渗透管开关，打开导管清洗液流量控制器、第一级导管清洗液开关和第二级导管清洗液开关，使得导管清洗液存储罐中的清洗液流入导管中，清洗导管；随后关闭导管清洗液流量控制器、第一级导管清洗液开关和第二级导管清洗液开关，打开微生物溶液流量控制器、溶液开关和渗透管开关，并保持土壤修复溶液流量控制器、含钙溶液流量控制器关闭状态，使得微生物溶液存储罐中的微生物溶液流入渗透管中，并通过渗透管渗入土体中，然后关闭微生物溶液流量控制器和渗透管开关，打开导管清洗液流量控制器、第一级导管清洗液开关和第二级导管清洗液开关，使得导管清洗液存储罐中的清洗液流入导管中，清洗导管；以此循环，直至停止修复。作为优选例，所述的渗流管采用带盲孔的钢管，现场埋置时以人工锤击的方式将渗流管和保护套管置入污染场地中。有益效果：与现有技术相比，本专利技术实施例的装置和方法可以结合微生物修复和固化稳定化修复重金属的优点，一方面能够通过重金属修复液对重金属起到初步的固化稳定化效果，另一方面，在固化稳定化的基础上，通过微生物的作用对固化稳定化土体进行进一步的包裹、填充，使得固化土体的结构更加致密，能够大大降低重金属的浸出量及修复土体的长期稳定性。本专利技术实施例的修复方法，在施工前，污染场地无需预处理，可以对大型设备无法进入的污染场地进行原地原位修复。同时，采用整排推进的方式进行修复，可以有效增加修复效率、降低修复成本低、缩短修复周期短。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置，其特征在于，该装置包括微生物溶液存储罐（1）、重金属土壤修复溶液存储罐（2）、含钙溶液存储罐（3）、导管清洗液存储罐（4）、微生物溶液流量控制器（51）、土壤修复溶液流量控制器（52）、含钙溶液流量控制器（53）、导管清洗液流量控制器（54）、第一级灌注导管（6）、溶液开关（7）、第二级灌注导管（8）、第一级导管清洗液开关（91）、第二级导管清洗液开关（9）、渗透管开关（10）和渗透管（11）；所述的微生物溶液存储罐（1）中盛有微生物溶液，重金属土壤修复溶液存储罐（2）中盛有重金属土壤修复溶液，含钙溶液存储罐（3）中盛有含钙溶液，导管清洗液存储罐（4）中盛有清洗液；微生物溶液存储罐（1）的出口通过第一管道与第一级灌注导管（6）连接，且微生物溶液流量控制器（51）位于第一管道中；重金属土壤修复溶液存储罐（2）的出口通过第二管道与第一级灌注导管（6）连接，且土壤修复溶液流量控制器（52）位于第二管道中；含钙溶液存储罐（3）的出口通过第三管道与第一级灌注导管（6）连接，且含钙溶液流量控制器（53）位于第三管道中；第一级导管清洗液开关（91）和溶液开关（7）分别连接在第一级灌注导管（6）中；第二级灌注导管（8）呈T型，第二级灌注导管（8）的第一端口与第一级灌注导管（6）连通，第二级灌注导管（8）的第二端口通过渗透管开关（10）与渗透管（11）连接，第二级灌注导管（8）的第三端口与导管清洗支路连接，且第二级导管清洗液开关（9）连接在导管清洗支路中。...

【技术特征摘要】
1.一种利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置，其特征在于，该装置包括微生物溶液存储罐（1）、重金属土壤修复溶液存储罐（2）、含钙溶液存储罐（3）、导管清洗液存储罐（4）、微生物溶液流量控制器（51）、土壤修复溶液流量控制器（52）、含钙溶液流量控制器（53）、导管清洗液流量控制器（54）、第一级灌注导管（6）、溶液开关（7）、第二级灌注导管（8）、第一级导管清洗液开关（91）、第二级导管清洗液开关（9）、渗透管开关（10）和渗透管（11）；所述的微生物溶液存储罐（1）中盛有微生物溶液，重金属土壤修复溶液存储罐（2）中盛有重金属土壤修复溶液，含钙溶液存储罐（3）中盛有含钙溶液，导管清洗液存储罐（4）中盛有清洗液；微生物溶液存储罐（1）的出口通过第一管道与第一级灌注导管（6）连接，且微生物溶液流量控制器（51）位于第一管道中；重金属土壤修复溶液存储罐（2）的出口通过第二管道与第一级灌注导管（6）连接，且土壤修复溶液流量控制器（52）位于第二管道中；含钙溶液存储罐（3）的出口通过第三管道与第一级灌注导管（6）连接，且含钙溶液流量控制器（53）位于第三管道中；第一级导管清洗液开关（91）和溶液开关（7）分别连接在第一级灌注导管（6）中；第二级灌注导管（8）呈T型，第二级灌注导管（8）的第一端口与第一级灌注导管（6）连通，第二级灌注导管（8）的第二端口通过渗透管开关（10）与渗透管（11）连接，第二级灌注导管（8）的第三端口与导管清洗支路连接，且第二级导管清洗液开关（9）连接在导管清洗支路中。2.按照权利要求1所述的利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置，其特征在于，所述的第二级导管清洗液开关（9）和第一级导管清洗液开关（91）位于溶液开关（7）的两侧。3.按照权利要求1或2所述的利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的装置，其特征在于，所述的第二级灌注导管（8）为N根，所述的渗透管（11）为N根，第二级灌注导管（8）与渗透管（11）一一对应设置；所述N为整数，且3≤N≤8。4.一种利用微生物强化重金属污染土固化修复效果的方法，其特征在于，该方法包括以下过程：将保护套管（13）内通过合页（16）与椭圆形钢板（15）连接后，再将渗透管（11）置于保护套管（13）内，并将保护帽（14）安装于保护套管（13）顶端；将保护套管（13）和渗透管（11）一起埋入污染场地中，使渗透管（11）埋入地表0.25～0.75m，然后将保护套管（13）拔出；将微生物溶液存储罐（1）、重金属土壤修复溶液存储罐（2）、含钙溶液存储罐（3）和导管清洗液存储罐（4）分别与微生物溶液流量控制器（51）、土壤修复溶液流量控制器（52）、含钙溶液流量控制器（53）、导管清洗液流量控制器（54）进行连接；并将所述四个控制器开关汇集后连接第一级灌注导管（6），并在第一级灌注导管（6）中安装溶液开关（7）和第一级导管清洗液开关（91）；然后将第一级灌注导管（6）与第二级灌注导管（8）的第一端口进行连接；将第二级灌注导管（8）的第二端口通过渗透管开关（10）与渗透管（11）连接，将第二级灌注导管（8）的第三端口与导管清洗支路连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜延军，冯亚松，蒋宁俊，任伟伟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32