一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法技术

本发明专利技术属于土壤修复技术领域，公开了利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法。通过有机酸与微生物菌株结合制备有机酸

【技术实现步骤摘要】
一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法


[0001]本专利技术属于土壤修复
，具体涉及一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法。

技术介绍

[0002]随着电镀、采矿、电池制造业等工业活动的发展，镉、铅、汞、砷、铬、铜、镍、锌等有毒有害的重金属普遍存在于土壤中。若重金属污染土壤得不到及时的处理，容易造成水体的污染，危害人类健康，过量接触重金属污染土壤也会损害人类健康。土壤安全问题开始受到人们广泛重视。
[0003]针对目前重金属污染土壤的修复技术主要分为电动修复法、植物修复法、微生物修复法、固化/稳定化法和化学淋洗法等若干种。这其中化学淋洗法滤毒速度快，但是EDTA、柠檬酸等淋洗剂的残留会造成二次污染；微生物修复法重金属去除率高，对环境友好，但是往往需要数天乃至数月的较长的处理时间。在常规的单一修复技术普遍具有缺陷的情况下，使用化学
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微生物协同处理特别是化学
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微生物联合淋洗技术成为当前淋洗处理重金属污染土壤的发展方向。
[0004]一些代表性的专利，例如专利CN111014274A公开了一种原位淋洗与微生物深层钝化联合修复重金属污染土壤的方法，其主要使用FeCl3作为淋洗剂对土壤进行淋洗，然后使用活化硫酸盐还原菌作为钝化剂进行钝化，该技术未提及淋洗废液的后续处理问题。专利CN106479507A公开了一种复合土壤修复剂，利用生物降解高分子材料和其余辅助材料激活土壤土著微生物和材料协同作用稳定土壤中的重金属，然而被固定的重金属仍然存在于土壤中，存在再次释放可能。专利CN109513736A公开了一种利用淋洗剂和微生物协同洗脱土壤中重金属的方法，但是淋洗剂和微生物都留存于土壤中，并不进行分离。众所周知，重金属具有不可降解性，土壤中的重金属淋洗后会进入淋洗剂中，如果不在淋洗后分离土壤和淋洗废液，不管以何种形式存在，重金属将仍存留在土壤中；如果分离淋洗废液，据以上案例可知，尽管目前土壤淋洗技术的发展越来越完善，但是人们普遍忽略了淋洗废液的处理问题。淋洗剂如果处理不当，会产生二次污染。不仅如此，淋洗废液的处理方式极大地影响整个工艺的成本，处理工程量大和成本高是限制淋洗技术使用的重要因素之一。
[0005]因此，化学
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微生物联合淋洗技术得到发展的同时，亟待同步发展淋洗废液处理技术，对淋洗废液中的残余淋洗剂和重金属进行无害化处理，解决淋洗废液在处理量大和成本高的问题。

技术实现思路

[0006]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的目的在于提出一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法，通过有机酸与微生物菌株混合制备含酸微生物淋洗菌剂，利用有机酸与微生物菌剂的协同作用使重金属从固相土壤中高效转移到液相淋洗剂中，再通过静置时的微生物生物成矿作用沉淀废液中的重金属，达到重金属回收或处置的
目的。有机酸可以作为微生物菌剂繁殖的碳源而存在，在静置的过程中，利用微生物分解有机酸的能力处理淋洗废液中的有机酸，最终达到土壤安全修复和淋洗废液安全处理的目的。
[0007]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法，其特征在于包括如下步骤：
[0009]对受到污染的土壤进行挖掘、筛分和破碎处理，将破碎后的受污染土壤转移至喷淋装置，通过喷淋装置喷施有机酸
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微生物联合淋洗剂，搅拌使得污染土壤与有机酸
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微生物联合淋洗剂充分接触，待至重金属污染物由固相转移到液相，通过重力渗透分离淋洗废液和土壤；含有重金属污染物的淋洗废液通过静置可以使溶液中重金属沉淀分离，从而使溶液中重金属浓度达标；继续静置使得微生物消耗淋洗废液中的有机酸，达到降低废液化学需氧量COD的目的；淋洗后的土壤经检测达到修复标准后可以回填。
[0010]进一步地，所述的有机酸
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微生物联合淋洗剂通过微生物菌株和有机酸混合制备得到；混合配置联合淋洗剂时，所述的微生物菌株、有机酸与水的质量比为(1～2):(2～10):(500～2000)。
[0011]进一步地，所述的微生物菌株为芽孢八叠球菌属、寡养单胞菌属和硫杆菌属中的至少一种，所述的有机酸为柠檬酸、草酸、乙酸、酒石酸中的至少一种。
[0012]进一步地，淋洗过程中土壤质量与联合淋洗剂体积的比例(固液比单位g/ml)为1：(5～10)，淋洗时间为0.5～2h。
[0013]进一步地，分离出的淋洗废液静置20
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30h，使溶液中重金属沉淀分离。
[0014]进一步地，分离出的淋洗废液总计静置48h以上，使溶液中的有机酸被微生物消耗，废液的化学需氧量COD达到较低水平。
[0015]进一步地，所述的土壤为重金属污染土壤，土壤重金属含量超过国家标准《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600
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2018)和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618
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2018)中第一类用地土壤风险筛选值的1～3倍，重金属包括镉、铅、铜、汞、锌、砷、铬、镍中的至少一种。
[0016]本专利技术的原理为：在土壤淋洗过程中，污染场地土壤的可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的重金属在有机酸酸性条件下溶解，使重金属从土壤固相转移到有机酸
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微生物联合淋洗剂的液相，部分与有机酸络合，部分被微生物吸附到表面，达到土壤重金属减量的目的。在淋洗过程及后续的静置过程中，有机酸作为碳源被微生物利用，以满足微生物自身生理活动所需的能量，有机酸被微生物分解后，重金属重新以离子态释放到溶液中，继续被微生物自身表面吸附，实现微生物对重金属的二次富集。通过长时间静置淋洗废液，微生物会将自身表面吸附的重金属转移至体内，通过生物酶作用使重金属成矿，使重金属可以稳定存在于生物体内，无需投加沉淀剂，仅利用重力作用缓慢使富集重金属的微生物沉淀，从液相中分离。固液分离重金属后继续静置淋洗废液，溶液中残存的有机酸被微生物消耗，使得COD值不断下降，降低废液的有害程度，无需额外的处理步骤即可实现废液的自行净化。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：
[0018](1)微生物可以使重金属溶解，进入淋洗剂中，同时利用有机酸可以加快淋洗反应速率，加速重金属从固相土壤转移到液相淋洗剂中；本专利技术的联合淋洗液兼有化学淋洗和
微生物淋洗的优点，土壤修复效率高。
[0019](2)后续的淋洗废液处理步骤，仅仅需要静置过程，无需添加沉淀剂即可分离重金属，无需添加额外化学物质即可处理有机酸，淋洗废液净化过程简便，成本低廉，废液处理效果好。
[0020](3)目前现有技术中存在硫酸盐沉淀法，利用硫酸盐还原菌将环境中的硫酸根离子转化为硫离子，使得淋洗液中硫离子与重金属离子形成硫化物沉淀。本专利技术无需在后续淋洗废液处理过程中专门加入硫酸盐，节省了材料；使用柠檬酸等有机酸作为淋洗剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在受重金属污染土壤中喷淋有机酸
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微生物联合淋洗剂，搅拌使得土壤与有机酸
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微生物联合淋洗剂充分接触，待至重金属污染物由固相转移到液相，分离淋洗废液和土壤；(2)将含有重金属污染物的淋洗废液静置，使溶液中重金属沉淀分离；(3)继续静置使得微生物消耗淋洗废液中的有机酸。2.根据权利要求1所述的一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法，其特征在于：所述的有机酸
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微生物联合淋洗剂通过微生物菌株和有机酸混合制备得到；所述的微生物菌株为芽孢八叠球菌属、寡养单胞菌属和硫杆菌属中的至少一种，所述的有机酸为柠檬酸、草酸、乙酸、酒石酸中的至少一种。3.根据权利要求2所述的一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法，其特征在于：混合配置联合淋洗剂时，所述的微生物菌株、有机酸与水的质量比为(1～2):(2～10):(500～2000)。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种利用有机酸和微生物联合淋洗修复土壤的方法，其特征在于：淋洗过程中土壤质量与联合淋洗剂体积的比例(固液比单位g/ml)...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志华，邓洪，刘学明，王建乐，杨乔木，薛琦，邱雪，
申请(专利权)人：华南理工大学广州珠合工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：