一种铀或铯污染土壤的处理方法技术

本发明专利技术属于微生物技术领域，具体涉及一种放射性核素铀或铯污染土壤的处理方法。本发明专利技术采用铁栅筛、双板筛和螺旋筛对铀或铯污染土壤进行筛分，粒径大于０．２５ｍｍ的土粒为干净土粒，粒径小于０．２５ｍｍ的土粒为铀或铯污染土壤；将粒径小于０．２５ｍｍ的土粒与嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性菌液混合处理，经过滤后，沉淀为干净土壤，滤液转出，与硫酸盐还原菌活性菌液混合处理，铀或铯被沉淀下来，经过滤分离，铀或铯回收，水回用。本发明专利技术操作简便，成本低廉，实现了对微污染土壤中铀或铯的快速、高效去除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans A. f HT-3CCTCCN0 :M208130)于2008年9月16日在中国典型培养物保藏中心(地址中 国.武汉.武汉大学)保藏。 本专利技术涉及一种放射性核素铀-238(或铀-235)或铯微污染土壤的处理方 法。主要处理设施包括铁栅筛、双板筛和螺旋筛等土筛，以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.f菌， Acidithiobacillusferrooxidans CCTCC M208130)和硫酸盐还原菌(SRB菌)为主的二个 生物反应器，以及多级过滤器、真空泵和后续的处理装置。其工艺特征在于采用铁栅筛、双 板筛和螺旋筛对铀微污染土壤进行筛分，筛出较粗干净土粒，然后通过将经减容后的铀或 铯微污染土壤与A. f菌活性菌液在微生物促溶反应器中混合，在助剂的协同作用下促溶微 污染土壤中的铀或铯到液相，以及通过调节pH值，在微生物吸附沉淀反应器中利用SRB菌 活性菌液将液相中的铀或铯进一步沉淀下来。该方法也包括处理后的土壤悬液经过滤后水 的回用，以及微生物处理后的土壤达到我国暂行的《拟开放场址土壤中剩余放射性可接受 水平规定(HJ53-2000)》中对放射性核素铀或铯活度相应规定后，回填至挖掘处，达到快速、 高效去除微污染土壤中铀或铯的目的。 为了实现水的回用，微生物促溶反应器与吸附沉淀反应器处理结束后的出水需先 经初步静置，通过筛网流出，然后采用多级过滤器去除悬浮物和微生物。多级过滤器采用由 粗到细的三层高目数滤网(孔径依次为O. 3mm、50i!m和9iim)和最后二层微孔滤膜(孔径 依次为0. 45 ii m和0. 22 y m)组装而成，能够有效去除溶液中的悬浮物和微生物。为了加快 溶液通过各多级过滤器的流速，在各多级过滤器后均安装真空泵进行抽滤。 土壤微生物分析表明，土壤中含有多种微生物，喜中温的嗜酸氧化亚铁硫杆菌和 嗜酸氧化硫硫杆菌等硫杆菌与氧化亚铁钩端螺旋菌等嗜酸自养菌通常会伴生。本专利技术采用 硫粉和黄铁矿粉等配制反应培养基，因富含硫，以及其他营养物质，能为铀或铯微污染土壤 中伴生的多种嗜酸自养菌提供养分，为嗜酸氧化亚铁硫杆菌等嗜酸菌的前期快速生长繁殖 提供必要的营养条件，生长迟缓期可大为縮短。 本专利技术采用Na2S203、 DTPA、 EDTA_Na2、甲酸、柠檬酸、磷酸铵以及有机肥等配制促溶 助剂。其中的化25203可为微污染土壤中伴生的嗜酸自养菌提供养分，使其协同作用，以提 高反应速率；同时，S2032—是一种重金属配位体，一定浓度时，可与重金属离子形成稳定的络 合物，促其溶解。DTPA、甲酸和柠檬酸等有机酸可快速调节土壤的pH值，有利于微生物快速 生长繁殖和铀或铯的促溶(促溶助剂的PH值约为2. 0 3. 0)。磷酸铵可用于补充微生物 生长所需的氮源和磷源。DTPA和EDTA-N^对重金属的螯合作用可促进铀或铯的溶出。有 机肥料中含有丰富的有机营养物质和大量的微生物，可促进土壤中重金属的溶出，并有利 于改善土质，提高土壤肥力水平；其中的有机酸可与金属元素形成稳定的络合物，微生物活 体可促进土壤难溶性矿物质养分的释放。A.f菌的活性菌液与促溶助剂按l.O : (0.5 2. 0) (v/v)的比例混合后，按100. 0 200. 0g 土 /lOOmL A. f菌与促溶助剂混合液的量投入 铀微污染土壤，然后按15. 0 20. OmL/100g土的量将富含铁和硫的反应培养基投入微生物 促溶反应器，于25 35t:通气搅拌处理10 14天，微污染土壤中的铀或铯的去除率可达 90 98%。 该方法操作简便，成本低廉，实现了对微污染土壤中铀或铯的快速、高效去除，处 理后的土壤经定期犁耙和适施石灰等碱性土壤改良剂，土壤质量可以在短期内得到完全恢 复。附图说明 附图1和2为本专利技术铀-238(或铀-235)或铯微污染土壤的处理工艺流程示意图， 其中1为铁栅筛，2为双板筛，3为螺旋筛，4为微生物促溶反应器，5为数显电动搅拌器，6 为筛网，7为嗜酸氧化亚铁硫杆菌培菌池，8为硫酸盐还原菌培菌池，9为微生物吸附沉淀反 应器，10为后期处理池，11为回用水贮存池，12为多级过滤器，13为真空泵，14为水泵，15 为阀门。具体实施方式 实施例1 : 1)活化嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)活化培养基配方为0.40g KC1， 0. 50g MgS04 7H20， 0. 10g Ca (N03) 2 4H20， 0. Olg CuS04 5H20， 0. 10g KH2P04， 0. 40g(NH4)2Fe(S04)2 *6H20，990mL自来水。调培养液pH值至2. 0 2. 3，在0. IMPa蒸汽压 力下灭菌30min，冷却。然后将10mL 30% FeS04单独过滤灭菌后加入已灭菌的上述溶液中。 取活化培养基150mL于500mL锥形瓶中，吸取20mL A. f菌的活性菌液加入到活化培养基中， 然后置于28 32t:的恒温振荡器中振荡培养14天。按同样方法逐渐减少接种量进行转移 培养，经过反复转移培养并过滤，获得A. f菌的活性菌液(微生物生物量为10 15g/L)。 2)活化硫酸盐还原菌(SRB菌)SRB菌活化培养基配方为1. 00g NH4C1 ， 2. 00gMgS04 *7H20，0. 10g CaCl2 *2H20，0. 50g Na2S04，0. 50g K2HP04， 1. 00g酵母膏，4. OOmL乳 酸钠，自来水加至1000mL，调培养液pH值至7. 0 7. 5。密封后在0. lMPa蒸汽压力下灭菌 15 20min后冷却至室温。称取硫酸亚铁铵1. 2g，抗坏血酸0. 4g，在无菌箱(室)内均匀 地摊在离紫外线灯30cm处灭菌30min。在无菌操作下，把硫酸亚铁铵和抗坏血酸分别溶解 于事先准备好的40mL无菌水中。按每lOOmL培养基加入1. OmL硫酸亚铁铵溶液和1. OmL 抗坏血酸溶液的量将硫酸亚铁铵和抗坏血酸加入培养液中。在厌氧条件下接种，接种后培 养液的体积占培养瓶的95 98% ， 32 37t:密闭静置培养48 72小时，获得SRB菌的活 性菌液(微生物生物量为10 15g/L)。 3)富含铁和硫的反应培养基的配制(NH4)2S042. 50g， KH2P042. 50g， MgS04 7H20 0. 50g， CaCl2 2H20 0. 25g， FeS04 7H20 4. 50g，硫粉2. 20g，黄铁矿粉1. 80g，加自来水至 1000mL混合均匀。4)促溶助剂的配制:Na2S203 5H20 23. 80g， DTPA 20. 50g，甲酸14. 65mL，拧檬酸 7. 50g，磷酸铵0. 36g， EDTA-Na213. 15g，有机肥料23. 70g，加自来水至lOOOmL混合均匀。 5)取铀-238微污染土壤依次通过铁栅筛、双板筛和螺旋筛，筛出较大粒径干净土粒后，粒径小于0. 25mm的土粒为减容后待处理污染土壤。 6)在微生物促溶反应器(4)内，将A. f菌的活性菌液与促溶助剂按1.0:1.5 (v/ v)的比例混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铀或铯污染土壤的处理方法，其特征是：使用嗜酸氧化亚铁硫杆菌ＡｃｉｄｉｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓＣＣＴＣＣＭ２０８１３０和硫酸盐还原菌Ｓｕｌｆａｔｅｒｅｄｕｃｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁世斌，董微，李娜，
申请(专利权)人：中国科学院成都生物研究所，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]