一種有機污染土壤的電化學與微生物協(xié)同修復一體化設備及修復方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于有機污染土壤修復的技術領域，具體地說是一種有機污染土壤的電化學與微生物協(xié)同修復一體化設備及修復方法。
【背景技術】
[0002]微生物降解一種常見的有機污染土壤修復技術之一，具有易于調控，處理效果好的優(yōu)點，已在國內外得到廣泛使用。但微生物降解技術處理周期長、效率低低的問題，制約了有機污染土壤的修復效率。而電化學氧化技術是通過直流電，在陽極上奪取電子使有機物氧化或先使低價金屬氧化為高價金屬離子，然后高價金屬離子再使有機物氧化的方法。目前，電化學氧化中的電化學高級氧化技術在處理難降解有機物的治理上顯現(xiàn)了高效的特征。
[0003]兩種技術對溶解氧含量有要求，一方面溶解氧可為微生物降解創(chuàng)造好氧環(huán)境，另一方面溶解氧含量的增加，也可以提高電化學氧化反應的強度。這提供了處理有機污染土壤的新思路，將電化學氧化技術與微生物降解技術相結合，建立多相集成的一體化反應器，協(xié)同處理有機污染土壤，提高處理效果。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種有機污染土壤的電化學與微生物協(xié)同修復一體化設備及修復方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]一種有機污染土壤的電化學與微生物協(xié)同修復一體化設備，包括直流電源、正電極、負電極、反應器、螺旋攪拌器、電機及泥漿儲蓄池，其中反應器的側壁上設有進樣口和出樣口，所述進樣口通過蠕動泵I和進樣管道與泥漿儲蓄池連接，所述螺旋攪拌器插入反應器內、并與設置于反應器外部的電機連接，所述正電極和負電極間隔排列于反應器內、并均與直流電源連接。
[0007]所述反應器內靠近負電極設有曝氣裝置，所述曝氣裝置與空氣壓縮器連接。所述正電極為鐵電極，所述負電極為石墨電極，所述鐵電極和石墨電極對稱設置于螺旋攪拌器的兩側。
[0008]所述反應器為釜式結構。所述反應器的進樣口和出樣口處均設有閥門。所述反應器內出樣口處設有濾網(wǎng)。
[0009]一種修復有機污染土壤的方法，所述反應器內添加待處理的有機污染土壤、并添加固定化微生物，通過調節(jié)反應器中溶解氧含量，在滿足微生物降解作用的基礎上，提高反應器中電化學氧化強度；電化學氧化將污染物礦化或降解為小分子污染物，微生物將污染物或電化學氧化產(chǎn)物進一步降解，從而實現(xiàn)高效降解土壤中的有機污染物。
[0010]所述反應器內的正電極和負電極進行電化學反應，所述螺旋攪拌器旋轉使有機污染土壤呈均相流體，利用電化學氧化與微生物降解的協(xié)同作用，降解土壤中有機污染物。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是:
[0012]本發(fā)明采用電化學氧化與微生物降解協(xié)同的一體處理有機污染土壤，待修復土壤的流態(tài)特征增強了電化學反應過程中的固液傳質，快速破碎有機大分子污染物，為微生物的降解作用優(yōu)化提供適宜條件。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明電化學氧化與微生物降解協(xié)同作用下實施例1芘降解率圖；
[0015]圖3為本發(fā)明電化學氧化與微生物降解協(xié)同作用下實施例2芘降解率圖。
[0016]其中:1為直流電源，2為鐵陽極，3為石墨陰極，4為釜式結構反應器主體，5為電動機及螺旋攪拌器，6為空氣壓縮器，7為濾網(wǎng)，8為進樣口，9為出樣口，10為蠕動泵II，11為閥門，12為泥漿儲蓄池，13為泥漿，14為固定化微生物，15為蠕動泵I。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
[0018]如圖1所不,本發(fā)明一種有機污染土壤的電化學與微生物協(xié)同修復一體化設備，包括直流電源1、正電極2、負電極3、反應器4、螺旋攪拌器5、電機及泥漿儲蓄池12，其中反應器4采用釜式結構，側壁上對稱設有進樣口 8和出樣口 9，反應器4內出樣口 9處設有濾網(wǎng)7。所述進樣口 8通過蠕動泵115和進樣管道與泥漿儲蓄池12連接，出樣口 9通過出樣管道與蠕動泵II10連接，進樣口 8和出樣口 9處均設有閥門11。所述螺旋攪拌器5插入反應器4內、并與設置于反應器4外部的電機連接，所述正電極2和負電極3間隔排列于反應器4內、并均與直流電源連接，正電極2和負電極3進行電化學反應。所述反應器4內靠近負電極3設有曝氣裝置，所述曝氣裝置與空氣壓縮器6連接。通過連續(xù)曝氣，強化電化學反應，從而降解有機污染物。所述正電極2為鐵電極，所述負電極3為石墨電極，所述鐵電極和石墨電極對稱設置于螺旋攪拌器5的兩側。所述反應器4為釜式結構。
[0019]所述有機污染土壤的電化學與微生物協(xié)同修復一體化設備處理有機污染土壤的方法為:所述反應器4內添加待處理的有機污染土壤、并添加固定化微生物14，通過調節(jié)反應器4中溶解氧含量，在滿足微生物降解作用的基礎上，提高反應器4中電化學氧化強度；電化學氧化將污染物礦化或降解為小分子污染物，微生物將污染物或電化學氧化產(chǎn)物進一步降解，從而實現(xiàn)高效降解土壤中的有機污染物。
[0020]所述反應器4內的正電極2和負電極3進行電化學反應，所述螺旋攪拌器5旋轉使有機污染土壤呈均相流體，加快溶解氧的傳質效率，增加電化學反應的反應速率。利用電化學氧化與微生物降解的協(xié)同作用，降解土壤中有機污染物。
[0021]實施例1
[0022](I)電化學氧化與微生物降解協(xié)同反應器的制備:反應器4的主體采用PVC釜式結構，體積1L，中間置電動機帶動的螺旋式攪拌器5，兩電極對稱置于螺旋式攪拌器5兩旁，兩電極距離6cm，通過空氣壓縮器6在陰極附近曝氣，進樣口 8和出樣口 9分別布于反應器4兩側、并分別與蠕動泵相連，用于進樣和出樣。
[0023](2)電化學氧化與微生物降解作用的運行參數(shù):土壤為芘污染壤土，壤土風干過60目篩,稱取風干土 200g,花濃度為100mg/kg,泥衆(zhòng)水土比為3:1,10g/L無水硫酸鈉為支持電解質，pH為6.8,攪拌器轉速380r/min,曝氣量1000ml/min,電壓梯度2v/cm,固定化微生物加入量為2%，一次的運行周期是3d，適宜溫度由電化學反應產(chǎn)熱提供。
[0024](3)電化學氧化與微生物降解協(xié)同修復有機污染土壤的操作:1)調節(jié)污泥水土比保持在設定比例，調節(jié)污泥PH在近中性條件下，開啟蠕動泵115，使泥漿13從泥漿儲蓄池12進入反應器4中，添加一定量的固定化微生物14，安置好兩電極位置。啟動螺旋式攪拌器5并使轉速保持在預定值，同時預曝氣15分鐘后，在陰極與陽極間施加電壓進行恒電流