微生物修复污染土的方法及其修复桩技术

本发明专利技术公开了一种微生物修复污染土的方法及其修复桩，将搅拌技术与微生物修复技术相结合成桩，对污染场地进行修复治理，桩体包括原位污染土和修复液。该微生物修复桩施工流程包括：a.平整场地，测量放样；b.搅拌钻机定位，下沉注液搅拌；c.提升注液搅拌。微生物修复桩中的修复液促进微生物生长，微生物对微生物修复桩中的污染土进行修复；同时修复液扩散到微生物修复桩周边污染土中，促进微生物修复桩周边污染土中微生物的生长，从而对微生物修复桩周边污染土进行修复。本发明专利技术可应用于低渗透性污染土的微生物修复，可解决现有技术修复深度浅、在低渗透率土体中气体和营养物质扩散率低的问题，极大地提高了修复效率，同时缩短了施工时间。

【技术实现步骤摘要】
微生物修复污染土的方法及其修复粧
本专利技术属于环境岩土工程
，涉及一种利用微生物技术对污染土体进行修复的微生物修复污染土的方法及其修复桩。
技术介绍
污染土修复按方法分为物理修复、化学修复和生物修复，按实施方式分为原位修复和异位修复。微生物修复属于生物修复
，是利用土壤中的土著微生物或向污染土中投入经驯化的高效微生物，通过菌株的代谢活动降解土体中有机污染物或固定土体中无机污染物的过程。在适宜条件下，微生物可将有毒有害有机污染物完全降解成为无毒的副产品一二氧化碳、水、有机酸和甲烷。虽然微生物不能降解重金属等无机污染物，但可用于改变重金属价态，如将剧毒且移动性强的六价铬转变成毒性稍低且不易移动的三价铬。微生物修复具有以下优点:1)可将有机污染物彻底降解成无毒害得副产品；2)施工机械设备简单；3)可在原位或异位实施，原位修复因避免了挖运土体造成污染物的曝露而更安全，同时不会对周围环境造成扰动；4)相对于其他修复技术，生物修复所需成本最低，仅约为传统物化修复的1/3~1/5 ；5)只要含水量足够大，生物修复技术可用于所有类型的土体，包括低渗透性土。鉴于上述优点，微生物修复技术已被广泛用于有机物污染土的修复中。传统微生物原位修复技术包括生物通风法、生物强化技术和生物刺激。生物通风法主要通过真空设备或结合真空设备与鼓风设备，将夹带氮、磷等营养物质的气体强行注入土体中，驱使空气流过土体孔隙，促进营养物质在土体中的扩散以利于内原微生物的生长和代谢，然后将气体抽出，同时土体中的挥发性毒物也随之被去除。生物强化技术是向污染土中投入高效降解菌，同时提供微生物生长所需营养。生物刺激是通过定期向污染土中投加降解菌所需营养元素以及过氧化氢、氧气等电子受体，刺激微生物生长以增加微生物的生物量，从而加速降解污染物的目的。土体深层搅拌技术起源于二十世纪六十年代的日本和瑞典，最早应用于岩土工程领域，国内于1977年正式将此项技术应用于岩土工程。此技术于二十世纪八十年代和九十年代分别被美国和欧洲国家扩展到环境岩土工程应用中。土体深层搅拌法是一种原位处理技术，所需注入的材料——通常为水泥——通过配备有螺旋钻头和搅拌叶片的空心钻杆被注入土体中，钻杆牵引至不同深度，旋转搅拌叶片将注入的材料与土体搅拌均匀。传统的生物通风法、生物强化和生物刺激均为通过鼓风机或其他设备将夹带营养物质的气体经注入井强行注入土体中，驱使空气流过土体孔隙，带动营养物质在土体中扩散，从而促进微生物生长和代谢，以达污染物降解目的。这些技术存在的问题有:首先，注入井需开挖至受污染区，而开挖会产生弃土，尤其是受污染的弃土需经额外处理。其次，这些技术仅适用于非饱和土体中，一般修复深度较浅，且极大受制于土体渗透性，当受污染地层位于饱和区或受污染土层渗透系数较低或粘土含量较高时，这些方法将无法实施。再次，气体注入量不易控制，注入量过小，会导致修复不彻底；注入量过大，则可能会导致挥发性污染气体逸散到地面以上的大气中，造成进一步的污染。此外，通过注入井强行注入夹带营养物质的空气，会导致注入井处的营养物质浓度过高，不利于微生物生长。当污染物沿竖向分布范围较大，且浓度沿竖向变化较大时，传统方法无法针对不同深度的污染浓度注入适量修复气体。为了扩展生物修复在渗透系数较低的土体中的有效性，增强生物修复在较深地层中的应用，需将修复液与受污染土体充分混合，保证修复液与受污染土接触充分，从而有效降解污染物。
技术实现思路
技术问题:本专利技术提供一种能保证修复液与受污染土，特别是低渗透性污染土的充分混合，克服修复液在低渗透性土体中扩散率低的问题，并能将修复深度扩展到地下10-50米，削弱地下水位和复杂地层条件对施工过程的影响，提高微生物修复低渗透性深埋污染土体有效性的微生物修复污染土的方法及其修复桩。 技术方案:本专利技术的微生物修复污染土的方法，包括以下步骤: 1)平整场地，根据坐标 基点在场地测放出钻孔桩位，钻孔按梅花形布置，钻孔为单孔桩钻孔或多联排桩钻孔； 2)施做导槽，搅拌钻机在钻孔桩位处定位，把修复液注入搅拌钻机钻杆中，然后启动搅拌钻机下沉搅拌，钻头下沉至受污染土层顶面深度时，开启液压泵将修复液注入土体中，边喷注边旋转钻杆，当钻头下沉至设计标高时，钻头停止下沉； 3)提升钻头及钻杆，同时继续喷注修复液，直至钻头提升至受污染土层顶面深度时，停止喷注修复液，将钻头提升出地表，完成一个微生物修复桩施工； 4)微生物修复桩中的修复液促进微生物生长，微生物对修复桩中的污染土进行修复；同时修复液渗透扩散到修复桩桩间范围内污染土中，促进微生物生长，微生物对修复桩桩间范围污染土进行修复。本专利技术的微生物修复污染土的方法，当搅拌钻机采用单轴搅拌钻机，施工形成的微生物修复桩为单孔桩，钻孔按如下方式进行梅花形布置:同一排钻孔相邻中心间距为X=1.1~1.5 D，两排钻孔纵向中心间距为Y=L 1.1~1.5 D，两排钻孔错开的横向中心间距为V = 0.55~0.75 D，其中D为钻孔直径。本专利技术的微生物修复污染土的方法，当搅拌钻机采用多轴搅拌钻机，施工形成的微生物修复桩为多联排桩，多联排桩的钻孔桩位按照如下方式进行梅花形布置:同一排钻孔相邻中心间距为X1= L+ 0.1~0.5 R，两排钻孔纵向中心间距为Y1= 1.Tl.5 R，两排钻孔错开的横向中心间距为V 1= L/2+0.05、.25 R，其中L为每幅多联排桩钻孔横截面长度，R为每幅多联排桩钻孔横截面宽度。上述微生物修复污染土的方法中，步骤2)和3)中注入修复液的压力为500-800kPa，修复液为微生物营养液或微生物营养液与微生物菌株的混合液。本专利技术的微生物修复桩，包括梅花形布置的钻孔，钻孔为单孔桩或多联排桩，钻孔中喷注有修复液。本专利技术微生物修复桩的一种优选方案中，钻孔为单孔桩钻孔，钻孔的梅花形布置形式为:同一排钻孔相邻中心间距为X = 1.Tl.5 D，两排钻孔纵向中心间距为Y =1.1~1.5 D，两排钻孔错开的横向中心间距为V = 0.55^0.75 D，其中D为钻孔直径。 本专利技术微生物修复桩的一种优选方案中，钻孔为多联排桩钻孔，钻孔的梅花形布置形式为:同一排钻孔相邻中心间距为X1= L+ 0.1~0.5 R，两排钻孔纵向中心间距为Y1=1.Tl.5 R，两排钻孔错开的横向中心间距为 1= L/2+0.05^0.25 R，其中L为每幅多联排桩钻孔横截面长度，R为每幅多联排桩钻孔横截面宽度。上述单孔桩钻孔的微生物修复桩，是按照上述微生物修复污染土的方法的步骤I)至步骤3)施工得到，特别是按照单孔桩方法施工得到的。上述多联排桩钻孔的微生物修复桩，是按照上述微生物修复污染土的方法的步骤I)至步骤3)施工得到，特别是按照多联排桩方法施工得到的。有益效果:本专利技术与现有技术相比，具有以下优点: 本专利技术的微生物修复污染土的方法及其修复桩，综合微生物修复技术和土体深层搅拌技术。桩体包括原位污染土和修复液，可由桩体中修复液提供微生物生长所需养分，从而促进微生物生长并降解污染物，达到修复污染土的目的。同时，按梅花形布桩，桩体中修复液可渗透扩散到桩体周围桩间范围内的污染土中，促进桩体周围桩间范围内污染土中微生物的生长，从而修复桩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微生物修复污染土的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）平整场地，根据坐标基点在场地测放出钻孔桩位，钻孔按梅花形布置，所述钻孔为单孔桩钻孔或多联排桩钻孔；2）施做导槽，搅拌钻机在钻孔桩位处定位，把修复液注入搅拌钻机钻杆中，然后启动搅拌钻机下沉搅拌，钻头下沉至受污染土层顶面深度时，开启液压泵将修复液注入土体中，边喷注边旋转钻杆，当钻头下沉至设计标高时，钻头停止下沉；3）提升钻头及钻杆，同时继续喷注修复液，直至钻头提升至受污染土层顶面深度时，停止喷注修复液，将钻头提升出地表，完成一个微生物修复桩施工；4）微生物修复桩中的修复液促进微生物生长，微生物对修复桩中的污染土进行修复；同时修复液渗透扩散到修复桩桩间范围内污染土中，促进微生物生长，微生物对修复桩桩间范围污染土进行修复。

【技术特征摘要】
1.一种微生物修复污染土的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)平整场地，根据坐标基点在场地测放出钻孔桩位，钻孔按梅花形布置，所述钻孔为单孔桩钻孔或多联排桩钻孔； 2)施做导槽，搅拌钻机在钻孔桩位处定位，把修复液注入搅拌钻机钻杆中，然后启动搅拌钻机下沉搅拌，钻头下沉至受污染土层顶面深度时，开启液压泵将修复液注入土体中，边喷注边旋转钻杆，当钻头下沉至设计标高时，钻头停止下沉； 3)提升钻头及钻杆，同时继续喷注修复液，直至钻头提升至受污染土层顶面深度时，停止喷注修复液，将钻头提升出地表，完成一个微生物修复桩施工； 4)微生物修复桩中的修复液促进微生物生长，微生物对修复桩中的污染土进行修复；同时修复液渗透扩散到修复桩桩间范围内污染土中，促进微生物生长，微生物对修复桩桩间范围污染土进行修复。2.根据权利要求1所述的微生物修复污染土的方法，其特征在于，所述搅拌钻机采用单轴搅拌钻机，施工形成的微生物修复桩为单孔桩，钻孔按如下方式进行梅花形布置:同一排钻孔相邻中心间距为X = 1.1~1.5 D，两排钻孔纵向中心间距为Y = 1.1~1.5 D，两排钻孔错开的横向中心间距为V = 0.55^0.75 D，其中D为钻孔直径。3.根据权利要求1所述的微生物修复污染土的方法，其特征在于，所述搅拌钻机采用多轴搅拌钻机，施工形成的微生物修复桩为多联排桩，所述多联排桩的钻孔桩位按照如下方式进行梅花形布置:同一排钻孔相邻中心间距为X1= L+ 0.1~0.5 R，两排钻孔纵向中心间距为Y1= 1.Tl.5 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜延军，杨玉玲，魏明俐，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：