一种新型反应介质填充的可渗透反应墙工艺制造技术

本发明专利技术公开了新型反应介质填充的可渗透反应墙工艺，步骤分为，筛选高效降解菌：取受污染的地下水于富集培养基中，所得的混合菌液经过原油培养基驯化后，分离单菌即可得高效降解菌；固定化微生物：将酸改性坡缕石与菌液置于灭菌的富集培养基中，于摇床中恒温固定后，将离心分离所得的下层沉淀物冷冻干燥，即可得固定化微生物；缓释氧剂：将过氧化钙颗粒

【技术实现步骤摘要】
一种新型反应介质填充的可渗透反应墙工艺


[0001]本专利技术属于地下水污染修复
，涉及一种新型反应介质填充的可渗透反应墙工艺
。

技术介绍

[0002]目前，中国的地下水利用量占据全国水资源总量的三分之一
。
近年来，我国的加油站
、
油气田和其他的一些石化企业区域的地下水都在一定程度上受到石油类污染
。
石油在进入地下水环境中后，当达到一定浓度时，会改变土壤的理化性质和地下水的物质结构组成，间接或直接威胁生态环境中动植物和人类的生存
。
可渗透性反应墙
(Permeable reactive barrier
，
PRB)
技术作为地下水修复技术中的一种原位修复技术，具有对环境扰动小
、
效果稳定
、
成本低等优势，被广泛应用和研究
。
[0003]PRB
技术是通过在污染羽流经的方向上设置一道反应墙，墙中可填充各类具有良好渗透性的反应介质，当含有污染物的地下水经过时，通过一定的物理
、
化学或生物反应，将污染物净化去除
。
反应介质是决定
PRB
技术的关键因素
。
本专利技术选用负载有降解菌的改性坡缕石
、
缓释氧剂和双层氮源缓释剂组成的混合材料作为反应介质，通过改性坡缕石的物理化学吸附作用以及微生物的降解作用去除污染物，添加的两种缓释剂可以显著提高微生物的降解效果，最终达到长期
、
稳定
、
高效的修复受污染地下水的效果
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种新型反应介质填充的可渗透反应墙工艺，该工艺的优点在于利用缓释氧剂和双层氮源缓释剂来强化生物降解效果以及改性坡缕石吸附污染物，增强反应墙的修复效果，降低修复成本
。
[0005]为了达到目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种新型反应介质填充的可渗透反应墙工艺，其特征在于，包括以下工艺：
[0007]筛选高效降解菌：取受石油污染的地下水于富集培养基中，所得的混合菌液经过原油培养基驯化后，分离单菌即可得高效降解菌；
[0008]固定化微生物：将酸改性坡缕石与菌液置于灭菌的富集培养基中，于摇床中恒温固定后，将下层沉淀物冷冻干燥，即可得固定化微生物；
[0009]缓释氧剂：将一定量过氧化钙颗粒
、
可溶性淀粉及柠檬酸混合，加水搅拌至半固态后，填充至模具内，冻塑成型后即可得缓释氧剂；
[0010]双层氮源缓释剂：将液态石蜡注入模具底部，凝固后放入氮源缓释凝胶块，再注入液态石蜡，使其完全包覆凝胶块，完全凝固后即可得双层氮源缓释剂；
[0011]地下水油类降解：将负载有降解菌的改性坡缕石
、
缓释氧剂和双层氮源缓释剂组成的混合材料作为一种新型反应介质填充到可渗透反应墙中，通过物理化学吸附作用和微生物的降解作用去除污染物
。
[0012]作为优选，高效降油菌的筛选与驯化方法，包括以下步骤：
[0013](1)
获取菌群
[0014]从炼化企业不同区域地下水监测井中取受污染地下水5～
10mL
加入到液体富集培养基中，在
25
～
35℃、120
～
150rpm
的条件下，富集培养
24h
得到混合菌液，记为
S1
；
[0015](2)
细菌驯化
[0016]向已灭菌蒸馏水中加入原油配制
10000mg/L
的原油培养基，加入
2mL
混合菌液
S1
，在
30℃、150rpm
振荡条件下培养7天完成第一次驯化；再依次配制
15000mg/L
原油培养基和
2mL
第一次驯化后的菌液完成第二次驯化，配制
20000mg/L
原油培养基和
2mL
第二次驯化后的菌液完成第三次驯化，第三次驯化后的菌液记为
S2
；
[0017](3)
分离单菌
[0018]取
2mL
第三次驯化后的菌液
S2
至液体富集培养基中富集培养
24h
后，取
1mL
富集菌液加入装有
9mL
灭菌去离子水的试管，混匀，之后均从前试管取
1mL
菌液至后试管，设置梯度
10
‑3‑
10
‑9，最后取
0.1mL
进行涂布
。
涂好的琼脂平板倒置于培养箱中培养，选出生长单菌落的平板，接种环挑取单菌落，
30℃
富集培养
24h
，即获得单菌富集液；
[0019](4)
获得高效降油菌
[0020]各添加
4mL
不同单菌富集液于
100mL
的原油浓度为
1000mg/L
含油水样中，挑选出对原油的降解率较高的降油菌
。15℃、120rpm
振荡
7d
后通过石油醚萃取
‑
紫外分光光度法测定原油降解率
。
选取出三株单菌作为最终的石油烃降解菌
。
经测序比对后分别确定为粘质沙雷氏菌
(Serratia marcescens)、
沙雷氏菌
(Serratia)
和克雷伯氏菌
(Klebsiella pneumoniae)。
[0021]作为优选，所述的坡缕石的改性包括以下步骤：
[0022]将坡缕石
(20
～
40
目
)
用去离子水清洗3～5遍，洗去杂质后置于烘箱中
60℃
干燥
12h。
将
2g
坡缕石依次置于
5mol
·
L
‑1盐酸溶液中，放入振荡培养箱
30℃、135rpm
条件下恒温分别反应
6h
和
12h
后，对柴油和原油的吸附量最高，用去离子水冲洗至滤液
pH
值为6，放入烘箱中
60℃
干燥
18h
，即可得到改性坡缕石
。
[0023]作为优选，固定化所用的菌为：所筛得的粘质沙雷氏菌
、
沙雷氏菌和克雷伯氏菌组成的复配菌，其复配体积比例为
1:2:1。
[0024]作为优选，固定化微生物包括以下步骤：
[0025]将
10g
改性坡缕石和
50mL
菌液置于灭菌的液体富集培养基中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新型反应介质填充的可渗透反应墙工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
筛选高效降油菌：取受炼化企业污染的地下水5～
10mL
于液体富集培养基中，在
25
～
35℃、120
～
150rpm
的条件下，富集培养
24h
以上可得混合菌液，将菌液于原油培养基中三次驯化，分离单菌后进行降油实验，其降油率较高者即为高效降油菌
。(2)
固定化微生物：将
10g
改性坡缕石和
50mL
菌液置于灭菌的液体富集培养基中，于
120
～
150rpm
摇床中
15
～
20℃
恒温固定5～
40h
，在
800
～
1200rpm
下离心分离，将下层沉淀物进行真空冷冻干燥，即得到负载有降解菌的改性坡缕石
。(3)
缓释氧剂：将过氧化钙颗粒
、
可溶性淀粉以及柠檬酸混合，缓慢添加去离子水，搅拌呈半固态的软膏后，填充至
1cm3的模具内，于
‑
20℃
下冰冻
24h
，待冻塑成型后即可得缓释氧剂
。(4)
双层氮源缓释剂：一定量的石蜡加热熔化至液态铺满
2cm3的模具底部，待凝固后将氮源缓释凝胶块放入模具中，继续用石蜡填满模具，使石蜡能够完全包覆凝胶块，完全凝固后即制备出双层氮源缓释凝胶块
。(5)
地下水油类降解：将负载有降解菌的改性坡缕石
、
缓释氧剂和双层氮源缓释剂组成的混合材料作为一种新型反应介质填充到可渗透反应墙中
。
通过改性坡缕石的物理化学吸附作用以及微生物的降解作用去除污染物，其中添加的两种缓释剂可以显著提高微生物的降解效果
。2.
根据权利要求1所述的新型反应介质填充的可渗透反应墙工艺，其特征在于，所述分离后的单菌经测序比对后分别确定为粘质沙雷氏菌
(Serratia marcescens)、
沙雷氏菌
(Serratia)
和克雷伯氏菌
(Klebsiella pneumoniae)。3.
根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙娟，赵桐，徐昕玉，魏鹏硕，陈秋颖，石双欣，曲静，刘芳，刘春爽，张秀霞，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：