一种用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器及构建方法技术

本发明专利技术属于有机污染土壤生物修复技术领域，进一步的说是一种用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器及构建方法。微元反应器为水养调和层与生物降解层，两层之间加设土工布；其中，水养调和层由清洁粘质土壤、膨润土、水养制剂构成；生物降解层由轻度污染土壤、草炭土、功能微生物菌剂构成。本发明专利技术所提供的微元反应器将污染场地的管控处置与自然降解修复过程相结合，对于场地的安全开发与再利用具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器及构建方法


[0001]本专利技术属于有机污染土壤生物修复
，进一步的说是一种用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器及构建方法。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的不断发展，在结合城市布局合理规划的同时，诸多早期建立起的化工厂陆续进行厂区搬迁，集中至远离城市主城区发展，而遗留下来的原址区域大多位于城市市区内，并伴随有土壤污染问题。
[0003]针对城市市区内出现的场地污染问题，鉴于场地周边存在居民住宅，同时还存在污染场地的开发需求，致使污染场地的治理需求迫切，但在一般处置过程中又易造成二次污染威胁。如采用清挖处置模式的异位修复技术虽可以彻底将污染因子从污染场地内清除，但在挖掘过程中极易造成污染扩散，给周边居民带来潜在的人体健康风险问题，且异位处置成本较高，经济负担加重。对此，采用风险管控处置措施，针对污染场地区域进行有效隔离，可以实现区域上方的安全利用。对此，虽然实现了现阶段污染场地的低成本安全处置与利用，但场地内的污染因子并未得到有效削减，随着场地利用时间的延长，原污染区域内的潜在污染因子暴露风险不断增加，始终成为污染安全隐患。
[0004]为了高效、经济、可靠地实现污染场地的安全处置与场地所在区域的安全开发利用，并同时实现污染因子的安全阻隔管控与有效降解去除，可将阻隔措施与强化的生物降解过程相结合，通过构建持续稳定的原位土壤中微生物代谢微环境，达到污染因子持续降解与安全管控的目的。对此，本专利提供了一种兼具污染因子阻隔控制与强化自然降解过程的微元反应器，利用微元反应器持续向污染土壤层内通过物质交换过程输送营养物质与功能微生物，同时将交换至微元反应器内部的污染因子进行强化生物降解，进而逐步实现持续的污染因子降解过程。该种微元反应器针对污染区域的原位治理应用安全可靠，具有良好的应用于推广前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种用于有机污染土壤强化自然降解的微元反应器及其构建方法与应用
[0006]为实现上述目的本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器，微元反应器为水养调和层与生物降解层，两层之间加设土工布；其中，水养调和层由清洁粘质土壤、膨润土、水养制剂构成；
[0008]生物降解层由轻度污染土壤、草炭土、功能微生物菌剂构成。
[0009]所述微元反应器原位构建于待处理污染土壤中，其中，反应器中生物降解层置于污染土壤上。
[0010]所述在水养调和层与生物降解层之间采用土工布进行分隔，土工布选用单位面积质量为400～600g/m2。
[0011]所述水养调和层制成后的总体渗透系数达到1～5
×
10
‑6cm/s，初始含水量达物料整体最大持水量的40％～90％，水养调和层适宜厚度范围达300～500mm；其由清洁粘质土壤、膨润土、水养制剂构成，
[0012]所述清洁粘质土壤占水养调和层70％～85％(w/w)，其中，清洁粘质土壤中粒径<0.002mm的组分占清洁粘质土壤的25％～65％(w/w)；
[0013]所述膨润土占水养调和层10％～20％(w/w)，其为粒径范围在200～300目的钠基膨润土；
[0014]所述水养制剂占水养调和层5％～10％(w/w)，由工业级(NH4)3PO3、工业级KNO3、秸秆生物炭构成；其中，加入后使混合物料中速效氮含量达200～300mg/kg、速效磷含量达80～120mg/kg、速效钾含量达1000～1500mg/kg、可溶性有机碳含量达200～500mg/kg；
[0015]所述生物降解层宜厚度范围为500～800mm，其由轻度污染土壤、草炭土和功能微生物菌剂构成；
[0016]所述轻度污染土壤占生物降解层70％～85％(w/w)；其，轻度污染土壤为土壤中所要处置的目标污染物，将其相应含量施加到清洁土壤中孵育120h后，使土壤中土著微生物丰度的致死率不超过初始含量的50％，即目标污染物含量不超过土著微生物致死效应的EC50值；
[0017]所述草炭土占生物降解层10％～25％(w/w)；其中，草炭土有机质含量≥30％(w/w)。
[0018]所述功能微生物菌剂占生物降解层5％～10％(w/w)。
[0019]所述功能微生物菌剂为凡具有有机污染物降解能力的菌株均可。
[0020]一种所述的用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器的构建方法，于待处理污染土壤上清挖，而后依次添加生物降解层、土工布和水养调和层。
[0021]一种所述的用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器的应用，所述反应器原位构建于待处理污染土壤中，在原位强化自然降解处置污染土壤中的应用。
[0022]所述通过微元反应器中通过水养调和层向生物降解层缓释水分与营养物质，保障生物降解层内稳定生境，再通过生物降解层与污染土壤层之间的污染物迁移与物质交换方式，实现针对污染土壤层中有机污染物的强化自然降解。
[0023]本专利技术所具有的优点包括：
[0024]1)本专利技术中所述的微元反应器由水养调和层和生物降解层构成，水养调和层兼具阻隔其下部污染物向上扩散暴露、保持生物降解层内稳定持续的微生物降解环境的功能；
[0025]2)本专利技术中所述的水养调和层具有向生物降解层内缓释释放水分与速效氮、速效磷、速效钾、可溶性有机碳的功能，保障生物降解层内的微生物代谢所需营养物质充足稳定；
[0026]3)本专利技术中所述的生物降解层，其功能在于将其下部的污染土壤中的污染物向上交换或扩散到生物降解层中时，可以快速将有机污染物代谢降解清除，与此同时，生物降解层内所含功能微生物还具有向污染土层中迁移补给功能微生物的作用，从而实现强化污染土层中有机污染物自然降解过程；
[0027]4)本专利技术中所述的生物降解层，通过自身的生物降解作用与强化原位污染土层的自然降解作用，总体表现为构建生物降解阻隔屏障，利用持续缓释的水养补给条件，维持可持续的良好的微生物降解环境与强化自然降解功能；
[0028]5)本专利技术中所述的生物降解层内，包含轻度污染土壤组分，有利于保持功能微生物针对其下部污染土壤内污染因子持续的代谢活性，由于绝大多数微生物的有机污染物代谢功能均为诱导型活性，一旦失去污染因子作为诱导物后，其降解能力将会丢失或弱化，长期条件下将难以维系功能微生物的降解活性，故而利用轻度污染土壤可以更好的保持其微生物修复功能，是强化自然降解的体现形式之一；
[0029]6)本专利技术中所述的位于水养调和层与生物降解层之间的土工布，具有维持生物降解层结构稳定的功能，同时，土工布的透水性进一步保障向生物降解层内进行均匀的水养补给调配；
[0030]7)本专利技术所提供的的微元反应器技术可根据污染场地或污染区域面积进行无限放大，完全覆盖污染区域即可实现针对原位污染土壤的强化自然降解效果。
附图说明
[0031]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器，其特征在于：微元反应器为水养调和层与生物降解层，两层之间加设土工布；其中，水养调和层由清洁粘质土壤、膨润土、水养制剂构成；生物降解层由轻度污染土壤、草炭土、功能微生物菌剂构成。2.按权利要求1所述的用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器，其特征在于：所述微元反应器原位构建于待处理污染土壤中，其中，反应器中生物降解层置于污染土壤上。3.按权利要求1所述的用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器，其特征在于：所述在水养调和层与生物降解层之间采用土工布进行分隔，土工布选用单位面积质量为400～600g/m2。4.按权利要求2所述的用于有机污染土壤强化自然降解处置的微元反应器，其特征在于：所述水养调和层制成后的总体渗透系数达到1～5
×
10
‑6cm/s，初始含水量达物料整体最大持水量的40％～90％，水养调和层适宜厚度范围达300～500mm；其由清洁粘质土壤、膨润土、水养制剂构成，所述清洁粘质土壤占水养调和层70％～85％(w/w)，其中，清洁粘质土壤中粒径<0.002mm的组分占清洁粘质土壤的25％～65％(w/w)；所述膨润土占水养调和层10％～20％(w/w)，其为粒径范围在200～300目的钠基膨润土；所述水养制剂占水养调和层5％～10％(w/w)，由工业级(NH4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴阳，王卅，黄殿男，
申请(专利权)人：辽宁中博生态环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：