一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器制造技术

本发明专利技术涉及土壤修复领域，具体涉及一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，包括罐体，所述罐体内设置有若干个加液管，所述加液管从罐体开口处沿罐体内壁延伸至罐体底部；所述罐体底部设置有出液管，所述出液管口设置有过滤装置。所述罐体还设置有封盖，所述封盖上还固定有搅拌装置；所述搅拌装置从所述封盖的中心位置延伸至所述罐体的内部。本发明专利技术解决了一般采用修复液浸入式的方法效果相对缓慢，而且修复液难以有效与土质充分接触，而且不易控制土壤反应过程中的温度和湿度，降低了土壤修复的效果以及修复的完成性，期间耗费的时间较长，效率较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器
本专利技术涉及土壤修复领域，具体涉及一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器。
技术介绍
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施，在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法，土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收和沉降主要技术原理解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质，从根本上说，污染土壤修复的技术原理可包括为，改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性，降低土壤中有害物质的浓度。土壤在修复的过程中，需要将修复液置入污染的土质中，其一般采用修复液浸入式的方法效果相对缓慢，而且修复液难以有效与土质充分接触，而且不易控制土壤反应过程中的温度和湿度，降低了土壤修复的效果以及修复的完成性，期间耗费的时间较长，效率较低，故而提出一种土壤修复生物反应器来解决上述问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，包括罐体，所述罐体内设置有若干个加液管，所述加液管从罐体开口处沿罐体内壁延伸至罐体底部；所述罐体底部设置有出液管，所述出液管口设置有过滤装置。优选地，所述罐体还设置有封盖，所述封盖上还固定有搅拌装置；所述搅拌装置从所述封盖的中心位置延伸至所述罐体的内部。优选地，所述搅拌装置包括若干个搅拌叶，所述搅拌叶上均匀的设置有透过孔，所述透过孔上设置有净化装置。优选地，所述罐体底部设置有菌落载体层；所述菌落载体层用于固定培养后的菌落。优选地，所述罐体底部还设置有注射口；所述注射口从罐体底部延伸至所述菌落载体层上方。优选地，所述净化装置是内部设置有净化材料的网状过滤球构成，所述净化材料为碳纤维改性皂土；所述碳纤维改性皂土由碳纤维对皂土活化物进行改性得到。优选地，所述皂土活化物的制备方法为：S1.称取乙醇镁加入至去离子水中，搅拌至溶解，置于60～80℃水浴条件下搅拌1～2h，得到乙醇镁活化液；向所述乙醇镁活化液中滴加浓度为0.1mol/L的盐酸溶液，至液体的pH为1.0～2.0，升温至80～100℃，回流反应12～24h，降温至室温后，得到镁基胶体液；其中，乙醇镁与去离子水的质量比为1:5～10；S2.将皂土加入至所述镁基胶体液中，滴加烷基酚聚氧乙烯醚，分散至均匀，置于60～80℃水浴条件下，搅拌2～3h，冷却至室温后，静置8～10h，过滤取固体物，使用去离子水洗涤至液体呈中性，先置于100～120℃下干燥2～3h，再置于500～550℃下煅烧3～5h，得到表面被镁基改性的皂土活化物；其中，皂土、烷基酚聚氧乙烯醚与所述镁基胶体液1:0.05～0.1:2～5。优选地，所述碳纤维改性皂土的制备方法为：S1.将所述皂土活化物置于管式加热炉中，通入惰性气体作为保护气，预热至110～120℃；S2.称取甲基叔丁基醚加入糠醇中，搅拌至均匀，装入注射器中，并通过注射器导入管式加热炉中；其中，甲基叔丁基醚与糠醇的质量比为1:80～100；注射器的注射速率为10～20mL/h；S3.将管式加热炉以20～30℃/min的速度升温至650～750℃，并保温反应4～6h；S4.待反应结束后，在惰性气体作为保护气的条件下，自然冷却至室温，即得到碳纤维改性皂土。优选地，所述菌落载体层由锰系聚合物载体固载菌落得到；所述锰系聚合物载体在使用时，投入已培养过菌落的培养基中处理2～5天即可。优选地，所述锰系聚合物载体的制备方法为：S1.称取三氯化锰与二氯化锰加入至无水乙醇中，搅拌至溶解，在惰性气体的保护下，升温至60～70℃出现回流，逐滴加入0.1mol/L氢氧化钠的乙醇溶液，至液体的pH＝12.0～13.0，滴加完毕后继续回流反应0.5～1h，自然冷却至室温后，生成锰化合物混合液；其中，三氯化锰、二氯化锰与无水乙醇的质量比为1:1～1.2:5～10；S2.向所述锰化合物混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮和聚环氧乙烷，搅拌至均匀后，超声分散0.5～1h，过滤取固体物，使用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，置于烘箱中干燥，得到改性锰化合物；其中，所述锰化合物混合液、聚乙烯吡咯烷酮与聚环氧乙烷的质量比为1:0.01～0.02:0.02～0.05；S3.称取所述改性锰化合物加入至去离子水中，加入聚环氧乙烷，升温至60～70℃，搅拌至均匀，得到改性锰化合物混液；以惰性气体作为保护气，向所述改性锰化合物混液中先后加入苯乙烯、N，N-二甲基苯胺、聚合硫酸铁和聚谷氨酸，搅拌至均匀，形成改性锰活化混合液；其中，所述改性锰化合物、聚环氧乙烷与去离子水的质量比为1:0.1～0.2:5～10；苯乙烯、N，N-二甲基苯胺、聚合硫酸铁、聚谷氨酸与所述改性锰化合物混液的质量比为1～5:2～3:4～6:1～6:10～20；S4.向所述改性锰活化混合液中先后加入对二(甲氧基甲基)苯、苯酚和异辛烷，升温至80～90℃，搅拌反应10～12h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤三次，置于烘箱中干燥，得到锰系聚合物载体；其中，对二(甲氧基甲基)苯、苯酚、异辛烷与所述改性锰活化混合液的质量比为1:1.2～1.5:15～25。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术设计了一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，除了设置有罐体、加液管和出液管外，还安装了搅拌装置，搅拌装置的搅拌叶上设置有带有净化装置的透过孔。其中，净化装置能够在搅拌过程中吸附土壤中的重金属；在罐体的底部设置有菌落载体层，上面固载有一定的微生物菌落，用于分解消化土壤中的有毒有害污染物，在菌落载体层在搅拌过程中能够均匀地分散在土壤搅拌液中，从而更加充分有效地对土壤进行修复。菌落载体层与净化装置的配合使用，使土壤的净化所需时间较大缩短，效率得到较大提升。2.本专利技术的净化装置使用的是内部设置有净化材料的网状过滤球构成，净化材料主要使用碳纤维对皂土进行改性制备得到。皂土具有较强的吸附性，能够对重金属离子具有较好的吸附作用，然而皂土对重金属离子的吸附机理主要是离子交换吸附、表面络合和层间配合作用，其表面的硅氧结构具有极强的亲水性，且层间阳离子易于水解，因此，其表面通常蒙上一层水膜进而影响其吸附性能。在皂土的表面接枝碳纳米管虽然是一种较好的解决办法，但是由于皂土的特殊结构性，其表面直接接枝碳纳米管后结合力会不足，因此，本专利技术先对皂土进行表面活化以及内部保护处理，再将碳纤维逐渐接枝于皂土表面，这样不仅结合的更加紧密，改善了皂土的表面的疏水性，而且提升了皂土的吸附性，除此之外，皂土表面的镁基化合物能够起到保护皂土的作用，使皂土的可使用时间极大的增加。其中，活化皂土使用的是镁基胶体液，即先将镁盐进行氧化且制备成胶体液，之后将其包覆在皂土的表面，对皂土的表面进行改性活化，同时对皂土的内部结构进行保护。碳纤维对皂土进行改性使用的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，包括罐体，所述罐体内设置有若干个加液管，所述加液管从罐体开口处沿罐体内壁延伸至罐体底部；所述罐体底部设置有出液管，所述出液管口设置有过滤装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，包括罐体，所述罐体内设置有若干个加液管，所述加液管从罐体开口处沿罐体内壁延伸至罐体底部；所述罐体底部设置有出液管，所述出液管口设置有过滤装置。


2.根据权利要求1所述的一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，所述罐体还设置有封盖，所述封盖上还固定有搅拌装置；所述搅拌装置从所述封盖的中心位置延伸至所述罐体的内部。


3.根据权利要求2所述的一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，所述搅拌装置包括若干个搅拌叶，所述搅拌叶上均匀的设置有透过孔，所述透过孔上设置有净化装置。


4.根据权利要求1所述的一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，所述罐体底部设置有菌落载体层；所述菌落载体层用于固定培养后的菌落。


5.根据权利要求4所述的一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，所述罐体底部还设置有注射口；所述注射口从罐体底部延伸至所述菌落载体层上方。


6.根据权利要求3所述的一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，所述净化装置是内部设置有净化材料的网状过滤球构成，所述净化材料为碳纤维改性皂土；所述碳纤维改性皂土由碳纤维对皂土活化物进行改性得到。


7.根据权利要求6所述的一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，所述皂土活化物的制备方法为：
S1.称取乙醇镁加入至去离子水中，搅拌至溶解，置于60～80℃水浴条件下搅拌1～2h，得到乙醇镁活化液；向所述乙醇镁活化液中滴加浓度为0.1mol/L的盐酸溶液，至液体的pH为1.0～2.0，升温至80～100℃，回流反应12～24h，降温至室温后，得到镁基胶体液；
其中，乙醇镁与去离子水的质量比为1:5～10；
S2.将皂土加入至所述镁基胶体液中，滴加烷基酚聚氧乙烯醚，分散至均匀，置于60～80℃水浴条件下，搅拌2～3h，冷却至室温后，静置8～10h，过滤取固体物，使用去离子水洗涤至液体呈中性，先置于100～120℃下干燥2～3h，再置于500～550℃下煅烧3～5h，得到表面被镁基改性的皂土活化物；
其中，皂土、烷基酚聚氧乙烯醚与所述镁基胶体液1:0.05～0.1:2～5。


8.根据权利要求6所述的一种用于污染土壤生物修复的高效生物反应器，其特征在于，所述碳纤维改性皂土的制备方法为：
S1.将所述皂土活化物置于管式加热炉中，通入惰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱菊，魏再红，侯晓阳，缪海花，严文婕，谢国峰，梅芳，
申请(专利权)人：江苏华东新能源勘探有限公司江苏省有色金属华东地质勘查局八一三队，
类型：发明
国别省市：江苏;32