【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土壤治理，具体涉及微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置及修复方法。
技术介绍
1、目前，针对土壤污染已开发出很多修复技术，如淋洗、电动修复、化学固定、植物法等，其中，电动修复法因其具有原位修复、操作简单、耗时较短等一系列优点而受到越来越多的关注。电动修复法的原理为：在土壤的电动处理过程中通过电解水产生氢离子和氢氧根离子，在电迁移和电渗的作用下向着相反的方向移动，其中，氢离子在向阴极迁移的过程中，被吸附阳离子在土壤表面上更容易解吸，在电场力的作用下，向阴极电解槽中移动。但常规的电动修复容易在阴极附近生成沉淀而造成土壤孔隙堵塞，进一步导致土壤中的重金属去除效果不佳，即所谓的“聚焦效应”。同时，土壤对于重金属的吸附能力也对电动修复具有显著影响。当前，解决电动修复过程中的阴极附近沉淀和重金属吸附土壤问题，是提高污染土壤重金属去除效果的有效措施之一。
2、常用的解决聚焦效应技术有：电解液ph调控、离子交换膜、螯合剂或极性交换等，它们在解决聚焦效应的同时也会带来土壤酸化，设备工艺复杂等问题，此外，黄土土壤胶体通常带负电(来源于胶核表面分子的解离)，由于静电引力的存在，黄土的吸附重金属能力给电动修复带来了新的难题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置及修复方法。本专利技术的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，通过设置包含有主阳极电解室、第一土样室、次阳极电解室、第二土样室和阴极
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，包括：电解槽、阳极液储槽和阴极液储槽；所述电解槽内依次设置有主阳极电解室、第一土样室、次阳极电解室、第二土样室和阴极电解室，所述阳极液储槽与主阳极电解室连通，所述阴极液储槽与阴极电解室连通。
3、上述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述第一土样室的容积为第二土样室容积的1.5倍。
4、上述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述主阳极电解室上开设有可供与阳极液储槽连通的第一溢流孔，所述阴极电解室上开设有可供与阴极液储槽连通的第二溢流孔。
5、上述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，还包括阳极电解液ph调控单元，所述阳极电解液ph调控单元包括蠕动泵、阳极液储存室、ph控制器和设置于主阳极电解室内的ph传感器，所述阳极液储存室与主阳极电解室连通，所述蠕动泵设置于阳极液储存室与主阳极电解室连通的管道上，所述蠕动泵和ph传感器均与ph控制器电连接。
6、上述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述主阳极电解室内设置有主阳极，所述次阳极电解室内设置有次阳极，所述阴极电解室内设置有阴极。
7、上述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，还包括直流稳压电源，所述直流稳压电源的正极与主阳极和次阳极均连接，所述直流稳压电源的负极与阴极连接。
8、此外，本专利技术还提供一种采用上述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置修复污染土样的方法，其特征在于，包括：将含有重金属的土体试样置于第一土样室和第二土样室，用铜绿假单胞菌预处理，得到土样，启动上述微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，进行电动修复。
9、上述的方法，其特征在于，包括：
10、步骤一、培养铜绿假单胞菌，得到铜绿假单胞菌菌液，具体包括：
11、步骤101、将铜绿假单胞菌种接到固体斜面培养基上培养；
12、步骤102、划线，将划线后菌株接种到种子培养基中培养，得到铜绿假单胞菌种子液；
13、步骤103、按照接种量为6％～10％，向铜绿假单胞菌种子液中加入液体培养基，进行摇床培养，得到铜绿假单胞菌菌液；
14、步骤二、将黄土与重金属离子溶液混合，得到土体试样，将所述土体试样置于第一土样室和第二土样室，用铜绿假单胞菌预处理，得到土样，具体包括：
15、步骤201、将黄土平均分成5份，每份分别喷洒重金属离子溶液，拌和，铺平，包裹，静置，得到土体试样；所述重金属为铜和/或铅；
16、步骤202、将3份所述土体试样置于第一土样室中，将2份所述土体试样置于第二土样室中，将步骤一所述铜绿假单胞菌菌液按照体积比为3:2分成两份，不需提纯，直接泵送至第一土样室和第二土样室，至铜绿假单胞菌菌液渗入土柱，完成铜绿假单胞菌预处理，得到土样；
17、步骤三、进行电动修复，具体包括：
18、步骤301、设置电场强度为1.5～2v/cm，启动直流稳压电源，进行电动修复；
19、步骤302、电动修复过程中，ph传感器实时传输主阳极电解室内的主阳极电解液的ph至ph控制器，当主阳极电解室内的主阳极电解液ph小于4，ph控制器控制蠕动泵启动，将阳极液储存室内主阳极电解液泵送至主阳极电解室内，多余主阳极电解液经第一溢流孔溢出至阳极液储槽。
20、上述的方法，其特征在于，步骤101中，所述固体斜面培养基中，酵母粉5～10g，氯化钠5～10g、胰蛋白胨8～12g，琼脂15～30g；步骤102中，每升所述种子培养基中，酵母粉为5～10g，氯化钠为5～10g、胰蛋白胨为8～12g，余量为去离子水；步骤103中，每升所述液体培养基中，各组分用量分别为，机油20～50g，蛋白胨0.5～2g，氯化钠0.5～2g，磷酸二氢钾0.1～1g，溴麝香草酚蓝水溶液0.1～1ml，所述溴麝香草酚蓝水溶液的质量百分浓度为1％，余量为去离子水。
21、上述的方法，其特征在于，步骤202中，所述铜绿假单胞菌菌液的质量为步骤201黄土质量的0.1～0.2倍。
22、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
23、1、本专利技术的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，通过设置包含有主阳极电解室、第一土样室、次阳极电解室、第二土样室和阴极电解室的电解槽，实现高效率脱除重金属污染土样中的重金属离子，可有效弱化重金属聚集或重金属离子解吸不足的缺陷，具有重金属脱除效率更高、均质化程度更显著的特点，相较于传统电动修复，本专利技术的强化后电动修复效率提高约3.5倍。
24、2、本专利技术采用上述微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置进行电动修复的方法中，包括用铜绿假单胞菌预处理土体试样，可在电动修复过程中，充分利用铜绿假单胞菌的发酵产物鼠李糖脂，与重金属离子螯合，获得游离络合物，实现对吸附于黄土颗粒上重金属离子的解吸，同时结合铜绿假单胞菌的较强环境耐受性，进一步提高电动修复效率。
25、3、优选的，本专利技术的采用上述微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置进行电动修复的方法中，用铜绿假单胞菌预处理土体试样为通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，包括：电解槽、阳极液储槽(13)和阴极液储槽(14)；所述电解槽内依次设置有主阳极电解室(3)、第一土样室(1)、次阳极电解室(16)、第二土样室(2)和阴极电解室(4)，所述阳极液储槽(13)与主阳极电解室(3)连通，所述阴极液储槽(14)与阴极电解室(4)连通。
2.根据权利要求1所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述第一土样室(1)的容积为第二土样室(2)容积的1.5倍。
3.根据权利要求1所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述主阳极电解室(3)上开设有可供与阳极液储槽(13)连通的第一溢流孔(71)，所述阴极电解室(4)上开设有可供与阴极液储槽(14)连通的第二溢流孔(72)。
4.根据权利要求1所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，还包括阳极电解液pH调控单元，所述阳极电解液pH调控单元包括蠕动泵(10)、阳极液储存室(19)、pH控制器(11)和设置于主阳极电解室(3)内的pH传感器(18)，所述阳
5.根据权利要求1所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述主阳极电解室(3)内设置有主阳极(51)，所述次阳极电解室(16)内设置有次阳极(52)，所述阴极电解室(4)内设置有阴极(53)。
6.根据权利要求5所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，还包括直流稳压电源(8)，所述直流稳压电源(8)的正极与主阳极(51)和次阳极(52)均连接，所述直流稳压电源(8)的负极与阴极(53)连接。
7.一种采用如权利要求1～6任一权利要求所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置修复污染土样的方法，其特征在于，包括：将含有重金属的土体试样置于第一土样室(1)和第二土样室(2)，用铜绿假单胞菌预处理，得到土样，启动上述微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，进行电动修复。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤101中，所述固体斜面培养基中，酵母粉5～10g，氯化钠5～10g、胰蛋白胨8～12g，琼脂15～30g；步骤102中，每升所述种子培养基中，酵母粉为5～10g，氯化钠为5～10g、胰蛋白胨为8～12g，余量为去离子水；步骤103中，每升所述液体培养基中，各组分用量分别为，机油20～50g，蛋白胨0.5～2g，氯化钠0.5～2g，磷酸二氢钾0.1～1g，溴麝香草酚蓝水溶液0.1～1mL，所述溴麝香草酚蓝水溶液的质量百分浓度为1％，余量为去离子水。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤202中，所述铜绿假单胞菌菌液的质量为步骤201黄土质量的0.1～0.2倍。
...【技术特征摘要】
1.一种微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，包括：电解槽、阳极液储槽(13)和阴极液储槽(14)；所述电解槽内依次设置有主阳极电解室(3)、第一土样室(1)、次阳极电解室(16)、第二土样室(2)和阴极电解室(4)，所述阳极液储槽(13)与主阳极电解室(3)连通，所述阴极液储槽(14)与阴极电解室(4)连通。
2.根据权利要求1所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述第一土样室(1)的容积为第二土样室(2)容积的1.5倍。
3.根据权利要求1所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述主阳极电解室(3)上开设有可供与阳极液储槽(13)连通的第一溢流孔(71)，所述阴极电解室(4)上开设有可供与阴极液储槽(14)连通的第二溢流孔(72)。
4.根据权利要求1所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，还包括阳极电解液ph调控单元，所述阳极电解液ph调控单元包括蠕动泵(10)、阳极液储存室(19)、ph控制器(11)和设置于主阳极电解室(3)内的ph传感器(18)，所述阳极液储存室(19)与主阳极电解室(3)连通，所述蠕动泵(10)设置于阳极液储存室(19)与主阳极电解室(3)连通的管道上，所述蠕动泵(10)和ph传感器(18)均与ph控制器(11)电连接。
5.根据权利要求1所述的微生物和双阳极联合电动修复污染黄土的装置，其特征在于，所述主阳极电解室(3)内设置有主阳极(51)，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑文杰，倪俊杰，胡文乐，王艺涵，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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