一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法，该方法是在畜禽粪便污染土壤底部铺设防渗膜，并将结块土壤捣碎；再添加固化剂，混合均匀后，加水，静置处理，再在畜禽粪便污染土壤区域四周设置引水沟，并在引水沟底部铺设防渗膜，采用水淋洗后，将复合微生物菌剂均匀投入畜禽粪便污染土壤中，并喷洒微生物生长剂营养液，翻耕，混合均匀，养护。该方法能够同时解决畜禽粪便造成的氮磷、有机物、重金属、病原菌、抗生素及氮、磷、钾等污染问题，具有修复时间短，修复效果显著的优点。

A method of soil remediation by solidifying agent combined with microorganism

【技术实现步骤摘要】
一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法
本专利技术涉及一种畜禽粪便污染土壤的修复方法，特别涉及一种利用固化剂联合微生物同时实现畜禽粪便污染土壤中重金属固定以及有机质高效降解的方法，属于土壤修复

技术介绍
随着现代畜禽业规模化集约化发展，我国每年畜禽粪便资源量已达38亿吨，尽管部分规模化养殖场通过堆肥和沼气发酵等方式对畜禽粪便进行处理，但综合利用率较低，仅有60％。近年来，随着禽畜养殖业不断壮大发展，禽畜养殖已成为该市农民增收、农村发展，建设新农村的重要产业。基于畜禽数量基数大的实际情况下，不少养殖场并没有建设与之相匹配的污染物处理设施，或是存在设施运转不顺畅的情况，这都会使得大量未经处理的畜禽粪便随意丢弃或堆放。粪便直接和土壤接触，使得某些药物、重金属、抗生素和激素在土壤中不断蓄积，破坏土壤营养性能，对生长在土壤中的微生物群落、植物和人类身体健康造成极为不利的影响。高浓度污水进入土壤中还会堵塞土壤孔隙，使土壤透气、透水性下降及板结、盐化，造成土壤质量降低，甚至导致农作物减产和死亡。目前，不少地区对禽畜养殖业进行了整改，畜禽被禁养后遗留了大面积的畜禽粪便复合污染地块，该类地块若得不到有效修复，会进而影响地下水及周边环境，危害人们的健康，且难以被二次利用。因此，寻找高效便捷的技术处理畜禽粪便并修复被畜禽粪便污染的地块成为了亟待解决的问题。针对畜禽粪便的处理处置问题，前期有不少研究人员采用湿式厌氧发酵处理工艺来利用畜禽粪便产沼气，但该项技术经常会出现一些难以解决的问题，如需要对原料进行冗长的预处理，过滤玻璃、塑料等异物，干粪便加水稀释，否则会对设备造成极大损耗，产生的大量沼液也会对环境造成二次污染，且具有成本高的缺点。针对畜禽粪便造成的土壤污染(包括：氮磷、有机污染、重金属污染、病原菌污染、抗生素及氮、磷、钾)等问题。有不少研究人员利用微生物-植物联合修复技术对污染土壤进行修复，但修复时间较长，且修复植物的后期处置问题难以解决。土壤污染的修复一般有物理、化学和生物修复等方法，其中生物修复是最有效、安全、廉价和环保的方法。利用生物修复方法能有效去除污染土壤中高浓度氮磷、有机物、重金属、抗生素和环境激素等复合污染。而畜禽粪便造成的土壤主要污染物包括氮磷、有机污染、重金属污染、病原菌污染、抗生素及氮、磷、钾等污染，与生物修复方法涵盖的修复范围吻合。此外，畜禽粪便对土壤营养盐元素的含量影响较大，具有一定的表层富集现象，各养殖场土壤表层营养盐污染物浓度极高，但垂向浓度急速减小，一般至土壤深度60cm左右浓度接近天然状态，这为生物修复提供了可能。因此，选择生物修复方法修复畜禽粪便污染场地是最适合、有效的方法。关于微生物修复污染土壤的报道很多，发达国家于20世纪80年代就开展了这方面的研究，1991年3月在美国召开了第一届原位与就地生物修复国际会议。我国在20世纪90年代也已开始这方面的研究工作。通过利用微生物的硝化和反硝化过程实现土壤和地下水等脱氮除磷，该主要途径已成为当今土壤含氮磷有机物处理研究的热点之一。经过近20年的不断研究，微生物修复技术已被应用于各类有机污染场地，但单使用微生物修复技术除去土壤中全部的污染物仍有局限。
技术实现思路
针对现有技术中畜禽粪便污染土壤修复过程存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种利用固化剂和微生物联合修复畜禽粪便污染土壤的方法，该方法能够同时解决畜禽粪便造成的氮磷、有机物、重金属、病原菌、抗生素及氮、磷、钾等污染问题，具有修复时间短，修复效果显著的优点。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法，其包括以下步骤：1)在畜禽粪便污染土壤底部铺设防渗膜，并将结块土壤捣碎；2)在畜禽粪便污染土壤中添加固化剂，混合均匀；所述固化剂包括矿渣、碱性激发剂及表面活性剂；3)在畜禽粪便污染土壤中加入水，静置处理；4)在畜禽粪便污染土壤区域四周设置引水沟，并在引水沟底部铺设防渗膜；5)采用水对畜禽粪便污染土壤进行淋洗；6)将复合微生物菌剂均匀投入畜禽粪便污染土壤中，并喷洒微生物生长剂营养液，翻耕，混合均匀，养护；所述复合微生物菌剂包括硝化菌、反硝化菌、聚磷菌、四环素降解菌和乳酸菌。优选的方案，在畜禽粪便污染土壤底部0.3～0.5米深处铺设防渗膜。防渗膜如高密度聚乙烯膜，具有很好的防水、防腐等性能，且无毒、无味、无臭。优选的方案，所述固化剂由矿渣、碱性激发剂及表面活性剂按质量比为：78～85：10～25：0.01～0.15组成。优选的方案，所述矿渣包括粒化高炉矿渣，符合GB203。细磨至比表面积为400～900m2/kg。优选的方案，所述表面活性剂包括三乙醇胺、亚硫酸盐纸浆废液、醋酸钠、木质磺酸钠、木质磺酸钙中至少一种，或者三乙醇胺、亚硫酸盐纸浆废液、醋酸钠、木质磺酸钠、木质磺酸钙中至少一种与尿素组合。表面活性剂主要是通过吸附在矿渣颗粒表面，防止颗粒之间凝聚和结团，同时可以使矿渣颗粒分散，有利于碱性激发剂充分分散在矿渣颗粒表面，更好地作用于矿渣。优选的方案，所述碱性激发剂包括Na2CO3、NaOH、Na2SO4、KAl(SO4)2·6H2O中至少一种，或者包括Na2CO3、NaOH、Na2SO4、KAl(SO4)2·6H2O中至少一种与水泥熟料组合。碱性激发剂可有效地破坏矿渣中的玻璃体结构，使其结构疏松，使矿渣玻璃体中的[SO4]4-阴离子解聚形成沸石、水云母、低碱度水化硅酸钙等。优选的方案，所述固化剂在畜禽粪便污染土壤中的添加质量百分比含量为10％～15％。优选的方案，在畜禽粪便污染土壤中加入适量的水，使其含水量为35％～50％，静置处理10～15天。通过加水养护更有利于固化剂与土壤更好的拌和在一起。优选的方案，所述复合微生物菌剂由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌、四环素降解菌、乳酸菌按质量比为0.5～1.5：1～3：1～3：0.5～1.5：0.5～1.5组成。最优选为按质量比1:2:2:1:1组成。本专利技术技术方案针对畜禽粪便污染土壤的污染物组成特点，优选五种微生物组合使用，能够彻底实现畜禽粪便污染土壤中各种污染物的彻底分解，且各种微生物之间可以很好地共存于畜禽粪便污染土壤中，并不会相互抑制。如硝化反硝化菌可降解氮、聚磷菌可降解磷、四环素降解菌可降解抗生素、乳酸菌具有很强的杀菌能力，能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解，能够分解在常态下不易分解的木质素和纤维素，并使有机物发酵分解，乳酸菌还能够抑制连作障碍产生的致病菌增殖。将这几种微生物组合在一起能更全面的覆盖到畜禽污染土壤中可能出现的污染元素，尽可能都被降解，且各种微生物之间能够形成很好的共存优势种群。优选的方案，复合微生物菌剂和固化剂在畜禽粪便污染土壤中的添加质量比例为5～100：1～200。优选的方案，养护时间为4～7天。优选的方案，微生物生长剂营养液包括：水1000mL，葡萄糖20g，NaCl5g，MgSO4·7H2O0.5g，K2HPO40.5g，豆芽汁1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)在畜禽粪便污染土壤底部铺设防渗膜，并将结块土壤捣碎；/n2)在畜禽粪便污染土壤中添加固化剂，混合均匀；所述固化剂包括矿渣、碱性激发剂及表面活性剂；/n3)在畜禽粪便污染土壤中加入水，静置处理；/n4)在畜禽粪便污染土壤区域四周设置引水沟，并在引水沟底部铺设防渗膜；/n5)采用水对畜禽粪便污染土壤进行淋洗；/n6)将复合微生物菌剂均匀投入畜禽粪便污染土壤中，并喷洒微生物生长剂营养液，翻耕，混合均匀，养护；所述复合微生物菌剂包括硝化菌、反硝化菌、聚磷菌、四环素降解菌和乳酸菌。/n

【技术特征摘要】
1.一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在畜禽粪便污染土壤底部铺设防渗膜，并将结块土壤捣碎；
2)在畜禽粪便污染土壤中添加固化剂，混合均匀；所述固化剂包括矿渣、碱性激发剂及表面活性剂；
3)在畜禽粪便污染土壤中加入水，静置处理；
4)在畜禽粪便污染土壤区域四周设置引水沟，并在引水沟底部铺设防渗膜；
5)采用水对畜禽粪便污染土壤进行淋洗；
6)将复合微生物菌剂均匀投入畜禽粪便污染土壤中，并喷洒微生物生长剂营养液，翻耕，混合均匀，养护；所述复合微生物菌剂包括硝化菌、反硝化菌、聚磷菌、四环素降解菌和乳酸菌。


2.根据权利要求1所述的一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法，其特征在于：在畜禽粪便污染土壤底部0.3～0.5米深处铺设防渗膜。


3.根据权利要求1所述的一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法，其特征在于：所述固化剂由矿渣、碱性激发剂及表面活性剂按质量比为：78～85：10～25：0.01～0.15组成。


4.根据权利要求3所述的一种固化剂联合微生物修复畜禽粪便污染土壤的方法，其特征在于：
所述矿渣包括粒化高炉矿渣；
所述表面活性剂包括三乙醇胺、亚硫酸盐纸浆废液、醋酸钠、木质磺酸钠、木质磺酸钙中至少一种，或者三乙醇胺、...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯浩波，雷杰妮，戴薇，黄一洪，
申请(专利权)人：肇庆市武大环境技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44