一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法

申请号 CN201710470093.8 申请日 2017-06-20 公开(公告)号 CN107377613A 公开(公告)日 2017-11-24
申请人 青岛华茂环保科技有限公司; 发明人 张大磊;
摘要 本 发明 设计一种基于 乙醇 发酵 的原位处置含油 土壤 的构建方法。该法在污染场地内构建成含有防渗层、导流材料、乙醇发酵菌、餐厨垃圾及含油土壤的混合层,及喷洒离子 钛 溶液的纳米 磁性 材料层;运行过程中,将产生渗滤液并使其回流,经过表层磁性材料的 吸附 及离子钛的光催化协同作用,将油污染快速降解。经过该方法处理有机垃圾及含铬土壤,仅需10-20天时间即可将油及有机污染降解处置。
权利要求

1.一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是,包含以下构建步骤,将油污染场地土壤开挖,形成大坑,坑四周及底部铺设防渗材料,随后底部铺设导流材料,导流材料连通渗滤液收集系统,导流材料上方铺设含有乙醇发酵菌、热解处置的餐厨垃圾及含油土壤的混合层,混合层顶部铺设纳米磁性材料,表层喷洒离子溶液,形成纳米二化钛层。
2.如权利要求1所述的一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是,运行期间,每隔一段时间收集混合层渗滤液,并回流至顶部,调节pH后,喷洒在含有离子钛的纳米磁性材料层表面;运行期间,定期在表面补充喷洒离子钛溶液。
3.如权利要求1-2所述的一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是,混合层中乙醇发酵菌、热水解处置的餐厨垃圾及含油土壤的添加比例为1:(0.2-2):(1-
10);回流渗滤液的pH值调节在4-5范围,为使其发生芬顿反应创造条件。
4.如权利要求1-3所述的一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是,喷洒离子钛溶液量为每平方米纳米磁性材料20-50L,喷洒回流的渗滤液量为每平方米
20-50L;离子钛可以被二氧化钛等其它含钛材料替代,也可被其它光触媒材料替代。
5.如权利要求1-4所述的一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是,在运行的后期,当土壤中的油浓度含量大为降低后,可以往混合层中投加污泥,促使其酒精继续反应。
6. 如权利要求1-5所述的一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是, 乙醇发酵菌指能够利用源并将碳源转化为乙醇的菌种,包括酵母菌,米曲菌等,可以是单菌,也可以是复合菌。
7.如权利要求1-6所述的一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是,所开挖大坑深度2-8米,形状为倒梯形。
8.如权利要求1-7所述的一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是,每间隔不超过24h收集一次渗滤液,每间隔2-100天补充喷洒离子钛。
9.如权利要求1-8所述的一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,其特征是,热水解处置的餐厨垃圾指利用高温水热处理后的餐厨垃圾,可以被淀粉葡萄糖或者含有淀粉、葡萄糖的碳源所替代。

说明书全文

一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法

技术领域

[0001] 本发明提供一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法,将乙醇发酵菌、源及含油土壤混合堆放在构建的设施中,向其中导入酒精溶液,产生渗滤液并使其回流,经过表层纳米磁性材料及表层离子的光催化协同作用,将油快速降解,属环境保护领域。

背景技术

[0002] 随着工农业的发展和城市化进程的扩大,大量土壤被石油污染。目前石油处理方法主要有热解析法及高级化法,热解析法成本高,且容易生成大气污染。高级氧化法加入了大量的化学药剂,容易污染土壤。目前生物法越来越得到关注,申请号为CN201210304389.X介绍了一种利用酵母污泥修复石油土壤的方法。该方法思路是利用污泥作为石油降解菌的营养物质,促进石油降解菌生长从而达到修复目的。该方法虽然生态,但是处理周期长,因为油本身难溶于,不易被生物获取,同时土壤本身存在的石油降解菌也稀少,不过不通过外加微生物,很难降解。

发明内容

[0003] 针对现有技术的不足,本发明设计一种基于乙醇发酵的原位处置含油土壤的构建方法。该法在污染场地内构建成含有防渗层、导流材料、乙醇发酵菌、餐厨垃圾及含油土壤的混合层,及喷洒离子钛溶液的纳米磁性材料层;运行过程中,将产生渗滤液并使其回流,经过表层磁性材料的吸附及离子钛的光催化协同作用,将油污染快速降解。经过该方法处理有机垃圾及含铬土壤,仅需10-20天时间即可将油及有机污染降解处置。
[0004] 本发明的具体详细技术方案包括以下步骤:(1)将油污染场地土壤开挖,形成大坑,坑四周及底部铺设防渗材料,随后底部铺设导流材料,导流材料连通渗滤液收集系统,导流材料上方铺设含有乙醇发酵菌、热水解处置的餐厨垃圾及含油土壤的混合层,混合层顶部铺设纳米磁性材料,表层喷洒离子钛溶液,形成纳米二氧化钛层;(2)运行期间,每隔一段时间收集混合层渗滤液,并回流至顶部,调节pH后,喷洒在含有离子钛的纳米磁性材料层表面;运行期间,定期在表面补充喷洒离子钛溶液。
[0005] 本工艺的原理是,利用乙醇发酵菌,将碳源转化为乙醇,乙醇可以将土壤中的油萃取出来,随着渗滤液进入场地顶部,回灌后,油被纳米磁性材料吸附,乙醇下渗到混合层继续参与生化反应。被吸附后的油在钛的光催化作用下继续氧化,同时钛光催化过程中释放的羟基自由基,在pH在4-5范围内,与磁性纳米材料释放的Fe离子形成芬顿反应,快速氧化油污染,促进土壤的修复。
[0006] 相比传统的含油土壤处理方法,本方法有如下优势:1.本技术较为生态,将餐厨垃圾转化为酒精,萃取土壤中的油,随后通过吸附及光催化得以降解。
[0007] 2.系统中巧妙引用了光催化及芬顿作用,将油快速降解,其中纳米磁性材料即起到了吸附渗滤液油的作用,也起到了释放Fe离子参与芬顿反应的作用。而纳米钛起到了释放羟基自由基的作用。
[0008] 附图说明图1:构建设施示意图;其中:1,纳米磁性材料;2,防渗材料;3,混合层;4,导流材料;5,渗滤液收集装置。

具体实施方式

[0009] 实例1所处置含油土壤中油浓度为1026mg/kg。
[0010] 首先将餐厨垃圾在150℃温度下进行热水解反应1h,随后用于反应。
[0011] 将油污染场地土壤开挖,形成大坑,坑深度5米,坑四周及底部铺设防渗材料,随后底部铺设导流材料,导流材料连通渗滤液收集系统,导流材料上方铺设含有乙醇发酵菌、餐厨垃圾与含油土壤的混合层,混合层中乙醇发酵菌、餐厨垃圾与含油土壤的添加比例为1:1:10;混合层顶部铺设纳米磁性材料,表层喷洒离子钛溶液,形成纳米二氧化钛层;喷洒离子钛溶液量为每平方米30L;
(2)运行期间,每隔16小时收集渗滤液,回流至顶部,喷洒在含有离子钛的纳米磁性材料层表面,调节渗滤液pH在4,油在纳米磁性材料层表面被吸附后被光催化及芬顿反应降解;
(3)运行期间,2-3天在表面补充喷洒离子钛溶液,喷洒离子钛溶液量为每平方米纳米磁性材料30L。
[0012] 经过10天处置,含油土壤中油含量低于5mg/kg。
[0013] 实例2所处置含油土壤中油浓度为2500mg/kg。
[0014] 将油污染场地土壤开挖,形成大坑,坑深度5米,坑四周及底部铺设防渗材料,随后底部铺设导流材料,导流材料连通渗滤液收集系统,导流材料上方铺设含有乙醇发酵菌与含油土壤的混合层,混合层中乙醇发酵菌、面粉与含油土壤的添加比例为1:1:5;混合层顶部铺设纳米磁性材料,表层喷洒离子钛溶液,形成纳米二氧化钛层;喷洒离子钛溶液量为每平方米20L;(2)运行期间,每隔24小时收集渗滤液,回流至顶部,喷洒在含有离子钛的纳米磁性材料层表面,调节渗滤液pH在4,油在纳米磁性材料层表面被吸附后被光催化及芬顿反应降解;
(3)运行期间,2-3天在表面补充喷洒离子钛溶液,喷洒离子钛溶液量为每平方米纳米磁性材料30L。
[0015] 本实例中乙醇发酵菌是酵母菌及米曲菌的混合菌。
[0016] 经过10天处置,含油土壤中油含量低于10mg/kg。
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