一種可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置制造方法
【專利摘要】一種可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，包括用于堆放生物堆且能夠防止土壤滲濾液往下滲透的防滲透層，防滲透層上方具有布設(shè)于生物堆土壤中的軟性曝氣管，軟性曝氣管具有支撐骨架，支撐骨架外包裹有可透氣的織物，軟性曝氣管的尾端伸出堆體外并通過連接管接有三通接頭，三通管接頭的一路連接鼓風(fēng)機(jī)，另一路連接供水管。本土壤修復(fù)裝置采用鼓風(fēng)機(jī)向軟性曝氣管鼓風(fēng)，對(duì)生物堆進(jìn)行全方位曝氣，整體連續(xù)性好，曝氣效果十分理想；軟性曝氣管尾端還連接有供水管，可利用軟性曝氣管對(duì)堆體土壤補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)一管兩用，無(wú)需另外鋪設(shè)補(bǔ)水管，降低了成本；使用本裝置處理堆置規(guī)模不大的生物堆時(shí)，無(wú)需進(jìn)行翻堆操作即可確保有機(jī)污染物的快速、均勻降解。
【專利說(shuō)明】一種可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種降解土壤有機(jī)污染物的裝置，特別是一種可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，屬于污染土壤修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤是地球表面巖石風(fēng)化后形成的疏松表層，是地球上動(dòng)植物賴以生存的基礎(chǔ)，是生命活動(dòng)不可缺少的重要物質(zhì)。土壤污染是指人類活動(dòng)中的廢物直接或間接排放到土壤系統(tǒng)，導(dǎo)致土壤中某些有害物質(zhì)超出正常含量，引起土壤成分、結(jié)構(gòu)和功能退化的現(xiàn)象。
[0003]中國(guó)土壤污染簡(jiǎn)單分為耕地污染、工業(yè)場(chǎng)地污染、礦山污染。隨著工業(yè)化城市化進(jìn)程加快，城市“退二進(jìn)三”戰(zhàn)略的實(shí)施，搬遷企業(yè)主要包括化工、鋼鐵、有色冶金、機(jī)械制造、輕工等行業(yè)企業(yè)。這些企業(yè)廠區(qū)土壤、地下水環(huán)境受工業(yè)活動(dòng)和“三廢”的污染影響相當(dāng)嚴(yán)重，須在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)治理達(dá)到降低風(fēng)險(xiǎn)，以滿足改變土地利用性質(zhì)的需要。近年來(lái)，城市建設(shè)開發(fā)市場(chǎng)規(guī)模急劇膨脹，目前城市土地資源日趨緊缺。這些置換出來(lái)的工業(yè)用地及有可能被改變土地利用性質(zhì)，變成商業(yè)和居住用地等環(huán)境質(zhì)量要求較高的用地進(jìn)行開發(fā)建設(shè)?？梢?，城市土地資源重新規(guī)劃后工業(yè)用地面臨轉(zhuǎn)型，污染土壤的治理成為一種緊迫和必須的任務(wù)。
[0004]污染土壤的修復(fù)技術(shù)大致可分為物理、化學(xué)和生物三種方法。生物修復(fù)方法可分為植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)和微生物修復(fù)。作為一種經(jīng)濟(jì)高效的土壤修復(fù)技術(shù)，生物修復(fù)技術(shù)大量用于有機(jī)物污染的土壤修復(fù)處理。該技術(shù)是二十世紀(jì)末美國(guó)環(huán)保署推薦使用的治理土壤有機(jī)污染物的方法之一。生物法修復(fù)污染土壤是利用生物的生命代謝活動(dòng)減少土壤環(huán)境中的有毒有害物的濃度或使其完全無(wú)害化，從而使被污染的土壤環(huán)境能夠部分或完全地恢復(fù)到原初狀態(tài)。異位生物修復(fù)是將污染土壤挖掘出，置于一定的設(shè)備中，通過改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高微生物數(shù)量和活性，利用微生物代謝功能降解土壤有機(jī)污染物的技術(shù)。
[0005]生物堆處理有機(jī)污染土壤屬于土壤異位生物修復(fù)技術(shù)，是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術(shù)的結(jié)合，在對(duì)污染土壤理化性質(zhì)和微生物數(shù)量研究的基礎(chǔ)上，通過添加一定量的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；調(diào)節(jié)適宜的PH值、水份，并鼓入適量空氣充氧，滿足微生物所需氧氣。與此同時(shí)，接種高效微生物菌的菌種，提高微生物數(shù)量和活性。土壤保持定期翻動(dòng)，使微生物與污染物充分接觸，利用微生物代謝功能降解土壤中有機(jī)物。與在自然界中降解相比，生物堆技術(shù)可以大大提高土壤中有機(jī)物降解速率。
[0006]目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于土壤有機(jī)污染物的生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了一系列的研究。但仍未能有可供商業(yè)化應(yīng)用且成本低廉、操作方便的土壤異位生物修復(fù)方法，更未有成熟的可供工業(yè)化應(yīng)用的設(shè)備問世。
[0007]針對(duì)上述問題， 申請(qǐng)人:于2012年08月17日申請(qǐng)了實(shí)用新型專利“一種用于降解土壤有機(jī)污染物的裝置”，專利號(hào):ZL 201220408937.9。其設(shè)置有用于堆放土壤的基座，基座內(nèi)縱橫交錯(cuò)的設(shè)置有曝氣管，利用曝氣管對(duì)生物堆進(jìn)行曝氣。使用該裝置進(jìn)行土壤修復(fù)時(shí)，為了確保土壤中有機(jī)污染物被降解得更快速更均勻，需要定期進(jìn)行翻堆操作，因此需要投入的人力較大；并且修建基座也需耗費(fèi)人力物力，增加了修復(fù)成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，通過添加結(jié)構(gòu)性物質(zhì)提高生物堆土壤的疏松性以及布設(shè)軟性曝氣管改善生物堆體內(nèi)部的通氣性能，改善土壤微生態(tài)環(huán)境；其效果在于中、小規(guī)模生物堆運(yùn)行時(shí)可以免翻堆，并且根據(jù)實(shí)際情況需要，也能很方便實(shí)施土壤翻堆，操作靈活性強(qiáng)。
[0009]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是:一種可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，包括用于堆放生物堆且能夠防止土壤滲濾液往下滲透的防滲透層，所述防滲透層上方具有布設(shè)于生物堆土壤中的軟性曝氣管，所述軟性曝氣管具有支撐骨架，所述支撐骨架外包裹有可透氣的織物，所述軟性曝氣管的尾端伸出堆體外并通過連接管接有三通接頭，三通管接頭的一路連接鼓風(fēng)機(jī)，另一路連接供水管。
[0010]本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)如下:
[0011]1、所述軟性曝氣管的支撐骨架為高強(qiáng)力彈簧硬鋼絲；所述包裹于支撐骨架外的可透氣織物為高強(qiáng)力尼龍紗織物。
[0012]2、所述生物堆的堆體表面鋪設(shè)防止有機(jī)污染物揮發(fā)的覆蓋膜。
[0013]3、所述生物堆的土壤中混入有經(jīng)破碎的改善土壤結(jié)構(gòu)性的物質(zhì):秸桿和菇渣。
[0014]4、所述軟性曝氣管分為三層，分別置于生物堆體底層、中層和上層。
[0015]5、所述生物堆的高度為1.5m-2m,寬度為3_5米；長(zhǎng)度為5m_10m ;所述生物堆堆體底層的軟性曝氣管高出防滲透層0.2m,中層的軟性曝氣管高出防滲透層0.7-0.9m，上層的軟性曝氣管高出防滲透層1.2-1.4m。
[0016]6、生物堆的堆體內(nèi)橫向插入有首尾與大氣相通的兩排主動(dòng)曝氣管，所述主動(dòng)曝氣管與軟性曝氣管結(jié)構(gòu)相同，第一排主動(dòng)曝氣管高出防滲透層0.4-0.5m，第二排主動(dòng)曝氣管高出防滲透層0.8-1.0m。
[0017]7、本裝置還包括生物堆體外部用于保持土壤濕潤(rùn)的噴水裝置。
[0018]8、本裝置還包括用于監(jiān)測(cè)堆體運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括用于監(jiān)測(cè)土壤含水量的一號(hào)探頭、用于監(jiān)測(cè)土壤CO2及O2含量的二號(hào)探頭、用于監(jiān)測(cè)土壤溫度的三號(hào)探頭，所述一號(hào)探頭、二號(hào)探頭、三號(hào)探頭均插入堆體中部土壤中離防滲透層40Cm、90Cm、130cm處，分別用于監(jiān)測(cè)堆體不同深度的土壤含水量、土壤CO2及O2含量、土壤溫度。
[0019]9、本裝置還包括作為土壤以及菇渣破碎裝置的微型旋耕松土機(jī)、作為秸桿破碎裝置的小型秸桿鍘草機(jī)。
[0020]利用本實(shí)用新型進(jìn)行有機(jī)污染土壤生物修復(fù)時(shí)，先將土壤、秸桿、菇渣進(jìn)行破碎，并加入肥料后按比例混合，堆放于防滲透層上，完成建堆；建堆過程中在堆體內(nèi)不同高度位置布設(shè)軟性曝氣管和主動(dòng)曝氣管；由于軟性曝氣管的尾端通過三通接頭分別連接有鼓風(fēng)機(jī)和供水管，因此可用軟性曝氣管進(jìn)行被動(dòng)曝氣和補(bǔ)水；并堆體表面鋪設(shè)覆蓋膜，避免生物堆運(yùn)行過程中的有機(jī)污染物揮發(fā)造成的二次污染；建堆完成后在根據(jù)生物堆的運(yùn)行情況進(jìn)行主動(dòng)曝氣和補(bǔ)水，使得生物堆內(nèi)的有機(jī)污染物得到快速降解。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0022]首先，本土壤修復(fù)裝置采用軟性曝氣管對(duì)生物堆土壤進(jìn)行曝氣，由于軟性曝氣管的特殊結(jié)構(gòu)，其外包裹的被覆材料表面具有密集的小孔，且能夠全方位透氣，整體連續(xù)性好，曝氣效果十分理想；其次，軟性曝氣管尾端還連接有供水管，因此可利用軟性曝氣管對(duì)堆體補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)一管兩用，無(wú)需另外鋪設(shè)補(bǔ)水管，降低了成本；然后，軟性曝氣管分層設(shè)置于生物堆體內(nèi)，使得曝氣更均勻，并且設(shè)置有主動(dòng)曝氣管，提高曝氣效果；再者，生物堆內(nèi)混合有調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)的秸桿、菇渣，增加了生物堆土壤的疏松度，進(jìn)一步提高了整體生物堆曝氣效果，供養(yǎng)更加充分，有利于提高微生物代謝活性，從而促進(jìn)土壤微生物對(duì)有機(jī)污染物的分解。
[0023]使用本裝置處理堆置規(guī)模不大的生物堆時(shí)，無(wú)需進(jìn)行翻堆操作即可確保有機(jī)物的快速、均勻降解；若處理規(guī)模較大的生物堆，則可根據(jù)實(shí)際情況，將堆體上層和中層的軟性曝氣管移出，后進(jìn)行翻堆操作，翻堆結(jié)束后可再次將軟性曝氣管重新鋪設(shè)于生物堆體內(nèi)。由于軟性曝氣管可以彎曲和適當(dāng)拉伸，移動(dòng)很方便，只要表面包裹的被覆材料沒有嚴(yán)重破損，便可以重復(fù)使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是軟性曝氣管的支撐骨架結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，本實(shí)施例可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，包括用于堆放生物堆8且能夠防止土壤滲濾液往下滲透的防滲透層1，防滲透層I上方具有布設(shè)于生物堆土壤中的軟性曝氣管2，如圖2所示，軟性曝氣管2具有支撐骨架3 (由高強(qiáng)力彈簧硬鋼絲制成)，支撐骨架3外包裹有可透氣的高強(qiáng)力尼龍紗織物(圖2中未畫出)，軟性曝氣管2的尾端通過連接管4 (硬質(zhì)的PVC管)伸出堆體外并接有三通接頭5，三通管接頭5的一路連接鼓風(fēng)機(jī)6，另一路連接供水管7，生物堆的堆體表面鋪設(shè)防止有機(jī)污染物揮發(fā)的覆蓋膜(圖中未畫出)。本例中，防滲透層選用聚乙烯土工膜，軟性曝氣管選用農(nóng)業(yè)灌溉用軟式透水管，覆蓋膜為聚乙烯土工膜。
[0028]本實(shí)施例中，生物堆的土壤中混入有經(jīng)破碎、改善土壤結(jié)構(gòu)性的物質(zhì):秸桿和菇渣。秸桿可以提高土壤的疏松度，提高曝氣效果，保證土壤中好氧微生物有優(yōu)良的供氧環(huán)境，菇渣提供大量碳源，也起到一定改善土壤結(jié)構(gòu)的作用，有利于對(duì)土壤中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解。
[0029]本生物堆的高度為1.5mm，寬度為4米；長(zhǎng)度為8m。了達(dá)到更好的曝氣效果，本實(shí)施例軟性曝氣管2分為三層，分別置于生物堆體底層、中層和上層。生物堆堆體底部的軟性曝氣管高出防滲透層0.2m,中部的軟性曝氣管高出防滲透層0.7m，上部的軟性曝氣管高出防滲透層1.2m。如圖1所示，本實(shí)施例的生物堆8的堆體內(nèi)橫向插入有首尾與大氣相通的兩排(每排3根)主動(dòng)曝氣管，主動(dòng)曝氣管與軟性曝氣管結(jié)構(gòu)相同，第一排主動(dòng)曝氣管91高出防滲透層0.5m，第二排主動(dòng)曝氣管92高出防滲透層0.9m。
[0030]為了檢測(cè)生物堆的運(yùn)行狀態(tài)，本裝置還包括用于監(jiān)測(cè)堆體運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(圖中未畫出)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括用于監(jiān)測(cè)土壤含水量的一號(hào)探頭、用于監(jiān)測(cè)土壤CO2及O2含量的二號(hào)探頭、用于監(jiān)測(cè)土壤溫度的三號(hào)探頭，所述一號(hào)探頭、二號(hào)探頭、三號(hào)探頭均插入堆體中部土壤中高出防滲透層40cm、100cm處，分別用于監(jiān)測(cè)堆體不同深度的土壤含水量、土壤CO2及O2含星、土壤溫度。
[0031]實(shí)際使用時(shí)，首先將土壤和料渣(秸桿和菇渣)分別破碎，然后將破碎后的土壤和料渣(秸桿和菇渣)按照一定比例混合，以便于土壤中的微生物充分與料渣接觸。建堆后每天用鼓風(fēng)機(jī)6向生物堆間歇鼓風(fēng)共約20小時(shí)，以保證生物堆中氧氣含量充裕，以提高土堆中好氧微生物的代謝水平和數(shù)量，促進(jìn)微生物對(duì)土壤有機(jī)污染物的分解。每天用灑水裝置向生物堆體表面灑水I次。根據(jù)氣溫狀況每周利用軟性曝氣管對(duì)堆體內(nèi)部土壤進(jìn)行補(bǔ)水，以保持土壤含水量為一定水平。根據(jù)CO2含量數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)變化情況綜合判斷堆體運(yùn)行進(jìn)程。
[0032]本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施例。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，包括用于堆放生物堆且能夠防止土壤滲濾液往下滲透的防滲透層，所述防滲透層上方具有布設(shè)于生物堆土壤中的軟性曝氣管，所述軟性曝氣管具有支撐骨架，所述支撐骨架外包裹有可透氣的織物，所述軟性曝氣管的尾端伸出堆體外并通過連接管接有三通接頭，三通管接頭的一路連接鼓風(fēng)機(jī)，另一路連接供水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:所述軟性曝氣管的支撐骨架為高強(qiáng)力彈簧硬鋼絲；所述包裹于支撐骨架外的可透氣織物為高強(qiáng)力尼龍紗織物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:所述生物堆的堆體表面鋪設(shè)防止有機(jī)污染物揮發(fā)的覆蓋膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:所述生物堆的土壤中混入有經(jīng)破碎的改善土壤結(jié)構(gòu)性的物質(zhì):秸桿和菇渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:所述軟性曝氣管分為三層，分別置于生物堆體底層、中層和上層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:所述生物堆的高度為1.5m-2m,寬度為3_5米；長(zhǎng)度為5m_10m ;所述生物堆堆體底層的軟性曝氣管高出防滲透層0.2m,中層的軟性曝氣管高出防滲透層0.7-0.9m，上層的軟性曝氣管高出防滲透層1.2-1.4m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:生物堆的堆體內(nèi)橫向插入有首尾與大氣相通的兩排主動(dòng)曝氣管，所述主動(dòng)曝氣管與軟性曝氣管結(jié)構(gòu)相同，第一排主動(dòng)曝氣管高出防滲透層0.4-0.5m，第二排主動(dòng)曝氣管高出防滲透層 0.8~1.0m0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:本裝置還包括生物堆體外部用于保持土壤濕潤(rùn)的噴水裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:本裝置還包括用于監(jiān)測(cè)堆體運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括用于監(jiān)測(cè)土壤含水量的一號(hào)探頭、用于監(jiān)測(cè)土壤CO2及O2含量的二號(hào)探頭、用于監(jiān)測(cè)土壤溫度的三號(hào)探頭，所述一號(hào)探頭、二號(hào)探頭、三號(hào)探頭均插入堆體中部土壤中離防滲透層40cm、90cm、130cm處，分別用于監(jiān)測(cè)堆體不同深度的土壤含水量、土壤CO2及O2含量、土壤溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述可代替翻堆的有機(jī)污染土壤異位生物修復(fù)裝置，其特征在于:本裝置還包括作為土壤以及菇渣破碎裝置的微型旋耕松土機(jī)、作為秸桿破碎裝置的小型秸桿鍘草機(jī)。
【文檔編號(hào)】B09C1/10GK203484407SQ201320568574
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】展漫軍, 張磊, 杭靜, 李婧, 卜現(xiàn)亭 申請(qǐng)人:南京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院