本发明专利技术公开了一种新型表面活性剂强化电动生物修复多环芳烃污染土壤工艺与技术，提供一种应用表面活性剂强化电动生物修复多环芳烃污染土壤的工艺及其参数，有效提高了生物修复难溶性有机污染物的效率，推进了电动修复和原位生物修复的研究。本工艺是俩极电解液混合循环并在电解液中添加表面活性剂和微生物进行电动注入，当电压梯度为1V/cm，电解液为菌悬液(含有营养盐)及表面活性剂，pH值为7.3，循环电解液的流速为800ml/h时，进行表面活性剂强化电动生物修复试验。试验结果表明新型表面活性剂强化电动生物修复这种工艺能有效提高污染土壤中菲的降解速度，提高芘和苯并芘的降解率，解决传统电动修复过程中土壤pH易发生酸碱变化问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护
，具体涉及采用电动修复技术对有机物污染土壤进行生物修复的
技术介绍
土壤是人类赖以生存、发展的根本，也是人类生态环境的重要组成部分。土壤污染大致可分为重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。其中，土壌的有机化学品作为影响土壤环境的主要污染物已成为国际上关注的热点，有毒、有害的有机化合物在环境中不断积累，到一定时间或一定条件下有可能给整个生态系统带来灾难性的后果。微生物修复技术作为有机污染物污染土壤的修复技术，一直倍受国内外科学家的青睐。主要是由于其具有环境友好，成本低，以及可以使有机污染物矿化为水和ニ氧化碳，不产生二次污染等优点。微生物降解有六个基本要素能源，碳源，营养物质，电子受体，适合的微生物以及适宜的环境条件。在现场微生物修复过程中，由于这些要素不能有效满足，导致在某些场合下，特别是修复工程的后期，污染物降解效率低下，限制微生物现场修复效率。电动修复(electrokinetic remediation)是近10年发展起来的新型原位修复技术，其优点在于适用于低滲透性土壌(由于水力传导性问题，其它传统技术的应用受到限制)的修复；比起其它的传统修复技术成本要少得多；修复时间短；对土壤性质和生态破坏较小，被称为绿色修复技木。因此，该方法ー经提出，就引起广泛关注，成为土壤修复ー项重要新兴技木。电场不仅可以促进目标污染物在土壌中的流动，还可以帮助微生物运输到污染点位，因此将电动修复应用到原位生物修复的过程中，可以解决一些制约微生物修复效率的瓶颈问题，将营养物质和微生物成功引入反应区。但是，在电动修复过程中也存在ー些问题在电动修复过程中土壌的pH易发生剧烈变化，形成酸性迁移带和碱性迁移帯，影响微生物的活性；地下污染区往往缺乏微生物代谢活动需要氮、磷等营养物，电动技术可以为生物修复输送营养物质，但是其在土壤污染区的输送分布并不均匀，影响生物修复的效果。电动生物修复技术，可以充分发挥两项技术的优点，互补缺点，提高目标污染物的修复效率。电场不仅可以促进污染物的移动，提高目标污染物的流动性及生物可利用性，还可以帮助将微生物及辅助试剂(如营养元素、电子受体等)运输到污染点位，克服了上述单独微生物修复技术中，污染物与微生物不能充分接触，或结合态污染物生物有效性低下的问题。同时，电动注入技术，可以有效节省特效微生物及营养元素等，降低修复的成本。但是，污染土壌中有些复杂有机物的溶解度较低，吸附能力特别強，这类强吸附性有机物受电动カ作用直接影响较小。而表面活性剂由于具有可降低表面张力，增加有机污染物溶解的作用，可以提高污染物的流动性和生物可利用性。在电动生物修复过程中加入表面活性剂能够增强复杂有机物的溶解性和提高电动力学的迁移效率，提高土壤中难溶性有机物的降、解率。2011年，孙红文等在电动生物修复过程中注入表面活性剂，基本解决了电动修复过程中土壌PH易发生酸碱变化和营养盐不均匀等问题，并且提高了污染土壌中多环芳烃的降解率，推进了电动修复和原位生物修复的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决原位电动生物修复技术过程中土壤中某些有机污染物溶解度低、吸附能力强、降解难的问题。提供一种应用表面活性剂强化电动生物修复多环芳烃污染土壤的エ艺及其參数，有效提高了生物修复难溶性有机物的效率。本专利技术的技术主要有以下几个方面(I)设计并制作符合本专利技术目的的电动装置； 装置安装好后进行表面活性剂强化电动生物修复多环芳烃污染土壤试验，试验土壤为菲、花和苯并花(BaP)污染的潮土,其浓度分别为100mg/kg、50mg/kg、10mg/kg。试验的电压梯度为lV/cm，调节循环泵的转速，循环电解液流速为800ml/h。电解液为枯草芽孢杆菌菌悬液(3. 0X108CFU/ml)，其中含有营养盐NH4N03(2g/L)，pH值为7. 3，其中试验EKl电解液中不添加表面活性剂，试验EK2添加Tween80 (500mg/L)，试验EK3添加羟丙基P环糊精(1000mg/L)。在试验运行中分别在距阳极0、5、10、15、20cm处取样，并测定土样中含有的菲、芘和BaP的浓度。(2)附图说明图I为电动装置运行示意图；图2为试验EKl 土壤中菲的残留率；图3为试验EKl 土壤中芘的残留率；图4为试验EKl 土壤中BaP的残留率；图5为试验EK2 土壤中菲的残留率；图6为试验EK2 土壤中芘的残留率；图7为试验EK2 土壤中BaP的残留率；图8为试验EK3 土壤中菲的残留率；图9为试验EK3 土壤中芘的残留率；图10为试验EK3 土壤中BaP的残留率。具体实施例方式为了对本专利技术有明确的理解。现结合实施例对本专利技术作进ー步说明。第一歩自行设计并制作电动装置參照国内外相关研究，根据专利技术过程中具体的实验要求并结合预备实验的结论，自行设计实验所需的电动装置，并进行加工制造。第二步表面活性剂强化电动生物修复多环芳烃污染土壌安装制作的电动装置，并进行表面活性剂强化电动生物修复多环芳烃污染土壤试验，试验土壤为菲、芘和苯并芘(BaP)污染的潮土，其浓度分别为100mg/kg、50mg/kg、10mg/kg。试验的电压梯度为lV/cm,调节循环泵的转速,循环电解液流速为800ml/h。电解液为枯草芽孢杆菌菌悬液(3.0\10*^^/1111)，其中含有营养盐順4勵3(2§/1)，pH值为7.3，其中试验EKl电解液中不添加表面活性剂，试验EK2添加Tween80 (500mg/L)，试验EK3添加羟丙基^环糊精(1000mg/L)。试验结果表明，当循环电解液的流速为800ml/h，试验在运行过程中能很好地将士壤PH值控制在7. 0 7. 8之间，解决了在电动修复过程中pH易发生剧烈变化，形成酸性迁移带和碱性迁移带的问题。试验EKl中非、花和BaP的残留率分别显不在图2、图3和图4上。由图2可以看出，在试验运行60d后，EKl试验土壤中菲的残留率大约在12%左右，其中最低点出现在距阳极20cm处(靠近阴极)，其菲残留率为10.8%。EKl试验运行60d后，土壤中芘的残留率大约在38 41%之间，其中最低点出现在距阳极15cm处，其土样中芘的残留率为38%。土壤中BaP的残留率大约在45 50%之间，其中最低点出现在距阳极15cm处，其残留率为45. 8%。 试验EK2中菲、芘和BaP的残留率分别显示在图5、图6和图7上。试验EK2运行60d后，土壤中菲的残留率大约在5 10%左右，其中在试验运行40d后，土壤中菲的残留率就已经到10%以下；花的残留率大约在26 30%之间，其中最低点出现在极20cm处，其土样中芘的残留率为26. 9%;土壤中BaP的残留率大约在41 46%之间，其中最低点出现在距阳极15cm处，其残留率为41. 3%。试验EK3中菲、芘和BaP的残留率分别显示在图8、图9和图10上。试验EK3运行60d后，土壤中菲的残留率大约在5 10%左右，其中在试验运行30d后，土壤中菲的残留率就已经达到10%左右；芘的残留率大约在20 25%之间，其中最低点出现在极5cm处，其土样中芘的残留率为20. 6%;土壤中BaP的残留率大约在38 42%之间，其中最低点出现在距阳极IOcm处，其残留率为38.本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种新型表面活性剂强化电动生物修复多环芳烃污染土壤技术与エ艺，此エ艺的特征主要包括为了提高土壤中难溶性有机污染物的溶解性，表面活性剂和微生物加入循环电解液后电动注入土壌的使用方式，以及ー些试验參数，如电压梯度、循环电解液流速、表面活性剂种类和浓度等。2.根据权利要求I所述的在电动强化生物修复过程中，其特征在于 (1)俩极电解液混合循环使用，避免了两级电解液流速的微弱差异，引起长期运行过程中，两个电极区域产生很大差异的问题，并且保证了电场中的土壌PH均匀，解决了电动修复过程中土壤pH易发生酸碱变化的问题。(2)在电压梯度为lV/cm,循环电解液的流速为800ml/h时,能很好的控制电动装置土壤中PH的变化，为生物修复多环芳烃...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙红文，许伟，王翠苹，张志远，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：
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