一种污染土壤的污染消除方法与流程

本发明是关于土壤治污领域，特别是关于一种石油污染土壤的污染消除方法。

背景技术

石油会对土壤、水体、植被等环境造成严重危害，对表层20cm左右的土壤影响最为严重，可破坏士壤结构，降低通透性，粘连土粒，土地呈现盐碱化、板结化、沥青化：污染物进入土壤后，使土壤有机碳含量大幅度增加，而有效氮、有效磷却没有相应变化，导致碳、氮、磷比例失调，使土壤营养物质供给缺乏；同时，若石油附着在植物的根系表面，形成粘膜阻碍根系的呼吸与吸收，最终可导致作物减产；石油烃组分在粮食中积累，还可通过食物链最终传递给人类，损害健康。石油中多环芳烃类对动物及人毒性很大，以两环和三环pahs毒性最大，pahs通过呼吸、皮肤接触、饮食摄入等进入人体内，引起“三致”作用：即致癌、致畸、致突变。另外，有些石油烃没有被土壤吸附，便会渗进地表深处，污染地下水，大量消耗水中的溶解氧，阻碍水生植物光合作用，导致水生动物缺氧死亡。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种石油污染土壤的污染消除方法，其能够克服现有技术的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种石油污染土壤的污染消除方法，其特征在于：污染消除方法包括：

准备玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；

烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；

对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理；

对无氧碳化处理之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行破碎混合，得到秸秆混合物；

将秸秆混合物与被石油污染的土壤放入土壤处理箱中，之后对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理，得到经过初级处理的土壤；

配置无机处理剂；

将无机处理剂加入到经过初级处理的土壤中，之后对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理，得到经过次级处理的土壤；

提供用于降解石油的活菌；

将用于降解石油的活菌与经过次级处理的土壤混合，之后对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养。

在一优选的实施方式中，烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆具体为：烘干温度为100-150℃，烘干气氛为氩气气氛，烘干时间为10-20h；

对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理具体包括如下步骤：

将烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆放入热压罐；

对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行热压处理，其中，热压处理的条件为：热压气氛为氩气气氛，氩气气压为2-5mpa，热压温度为950-1050℃，热压时间为30-50h。

在一优选的实施方式中，在秸秆混合物中，无氧碳化处理之后的玉米秸秆、无氧碳化处理之后的棉花秸秆以及无氧碳化处理之后的水稻秸秆之间的质量比为1：(0.3-0.5)：(0.1-0.3)。

在一优选的实施方式中，秸秆混合物与被石油污染的土壤的质量比为1：(5-9)，对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理的具体工艺为：活化处理时的真空度低于0.01pa，活化处理温度为200-300℃，活化处理时间为5-8h。

在一优选的实施方式中，无机处理剂包括如下重量份的组分：碳酸钠100-150份、碳酸钾100-150份、珍珠岩粉30-70份、海泡石粉10-40份以及磷酸钙20-40份。

在一优选的实施方式中，无机处理剂与经过初级处理的土壤的质量比为1：(10-20)。

在一优选的实施方式中，对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理的具体工艺为：脱出处理时的真空度低于0.01pa，脱出处理温度为400-500℃，脱出处理时间为2-4h。

在一优选的实施方式中，用于降解石油的活菌的量为：每千克经过次级处理的土壤中含5x10¹⁰-7x10¹⁰cfu。

在一优选的实施方式中，对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养的具体工艺为：修复培养温度为30-40℃，修复培养时间为60-80天，修复培养时，土壤湿度为25-35％。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：石油污染的土壤对于农业和生态环境均具有巨大的破坏作用，同时石油污染的土壤对于身体健康也存在巨大损害。为了治理被石油污染的土壤，现有技术提出了很多针对被石油污染的土壤的污染治理方法。现有技术的方法的局限性在于：处理时间较慢，现有技术中基于活菌方式进行土壤处理的方法的处理周期一般至少需要3个月时间，有时为了达到更好的处理效果，处理周期可能需要延长到5个月甚至1年之久。需要指出的是，基于活菌方式进行土壤处理的方法对于处理条件都有很高的要求(由于活菌的特性)，所以(尤其对于我国北方干燥寒冷地区来说)延长处理时间意味着需要投入大量的能源来维持合适的温度和湿度，这可能造成土壤处理成本过高。本发明的方法通过加入有机处理剂(碳化的混合秸秆)、无机处理剂，并辅以活化处理和脱出处理，将土壤中存在的石油残留物提前“提取”出，解除了石油与土壤之间的紧密粘结，增加了活菌与石油残留物的接触面积，提高了土壤提取效率，加快了土壤处理速度。间接节省了大量能源，本申请的方法的实用性更强。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1是根据本发明一实施方式的方法流程图。如图所示，污染消除方法包括：

步骤101：准备玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；

步骤102：烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；

步骤103：对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理；

步骤104：对无氧碳化处理之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行破碎混合，得到秸秆混合物；

步骤105：将秸秆混合物与被石油污染的土壤放入土壤处理箱中，之后对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理，得到经过初级处理的土壤；

步骤106：配置无机处理剂；

步骤107：将无机处理剂加入到经过初级处理的土壤中，之后对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理，得到经过次级处理的土壤；

步骤108：提供用于降解石油的活菌(石油处理活菌可以是本领域公知的任何品种的活菌，例如枯草芽孢杆菌、假单胞菌、青霉菌等等)；

步骤109：将用于降解石油的活菌与经过次级处理的土壤混合，之后对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养。

实施例1

污染消除方法包括：准备玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理；对无氧碳化处理之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行破碎混合，得到秸秆混合物；将秸秆混合物与被石油污染的土壤放入土壤处理箱中，之后对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理，得到经过初级处理的土壤；配置无机处理剂；将无机处理剂加入到经过初级处理的土壤中，之后对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理，得到经过次级处理的土壤；提供用于降解石油的活菌；将用于降解石油的活菌与经过次级处理的土壤混合，之后对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养。烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆具体为：烘干温度为100℃，烘干气氛为氩气气氛，烘干时间为10h；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理具体包括如下步骤：将烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆放入热压罐；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行热压处理，其中，热压处理的条件为：热压气氛为氩气气氛，氩气气压为2mpa，热压温度为950℃，热压时间为30h。在秸秆混合物中，无氧碳化处理之后的玉米秸秆、无氧碳化处理之后的棉花秸秆以及无氧碳化处理之后的水稻秸秆之间的质量比为1：0.3：0.1。秸秆混合物与被石油污染的土壤的质量比为1：5，对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理的具体工艺为：活化处理时的真空度低于0.01pa，活化处理温度为200℃，活化处理时间为5h。无机处理剂包括如下重量份的组分：碳酸钠100份、碳酸钾100份、珍珠岩粉30份、海泡石粉10份以及磷酸钙20份。无机处理剂与经过初级处理的土壤的质量比为1：10。对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理的具体工艺为：脱出处理时的真空度低于0.01pa，脱出处理温度为400℃，脱出处理时间为2h。用于降解石油的活菌的量为：每千克经过次级处理的土壤中含5x10¹⁰cfu。对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养的具体工艺为：修复培养温度为30℃，修复培养时，土壤湿度为25％。

实施例2

污染消除方法包括：准备玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理；对无氧碳化处理之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行破碎混合，得到秸秆混合物；将秸秆混合物与被石油污染的土壤放入土壤处理箱中，之后对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理，得到经过初级处理的土壤；配置无机处理剂；将无机处理剂加入到经过初级处理的土壤中，之后对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理，得到经过次级处理的土壤；提供用于降解石油的活菌；将用于降解石油的活菌与经过次级处理的土壤混合，之后对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养。烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆具体为：烘干温度为150℃，烘干气氛为氩气气氛，烘干时间为20h；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理具体包括如下步骤：将烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆放入热压罐；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行热压处理，其中，热压处理的条件为：热压气氛为氩气气氛，氩气气压为5mpa，热压温度为1050℃，热压时间为50h。在秸秆混合物中，无氧碳化处理之后的玉米秸秆、无氧碳化处理之后的棉花秸秆以及无氧碳化处理之后的水稻秸秆之间的质量比为1：0.5：0.3。秸秆混合物与被石油污染的土壤的质量比为1：9，对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理的具体工艺为：活化处理时的真空度低于0.01pa，活化处理温度为300℃，活化处理时间为8h。无机处理剂包括如下重量份的组分：碳酸钠150份、碳酸钾150份、珍珠岩粉70份、海泡石粉40份以及磷酸钙40份。无机处理剂与经过初级处理的土壤的质量比为1：20。对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理的具体工艺为：脱出处理时的真空度低于0.01pa，脱出处理温度为500℃，脱出处理时间为4h。用于降解石油的活菌的量为：每千克经过次级处理的土壤中含7x10¹⁰cfu。对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养的具体工艺为：修复培养温度为40℃，修复培养时，土壤湿度为35％。

实施例3

污染消除方法包括：准备玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理；对无氧碳化处理之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行破碎混合，得到秸秆混合物；将秸秆混合物与被石油污染的土壤放入土壤处理箱中，之后对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理，得到经过初级处理的土壤；配置无机处理剂；将无机处理剂加入到经过初级处理的土壤中，之后对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理，得到经过次级处理的土壤；提供用于降解石油的活菌；将用于降解石油的活菌与经过次级处理的土壤混合，之后对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养。烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆具体为：烘干温度为110℃，烘干气氛为氩气气氛，烘干时间为12h；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理具体包括如下步骤：将烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆放入热压罐；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行热压处理，其中，热压处理的条件为：热压气氛为氩气气氛，氩气气压为3mpa，热压温度为980℃，热压时间为32h。在秸秆混合物中，无氧碳化处理之后的玉米秸秆、无氧碳化处理之后的棉花秸秆以及无氧碳化处理之后的水稻秸秆之间的质量比为1：0.35：0.15。秸秆混合物与被石油污染的土壤的质量比为1：6，对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理的具体工艺为：活化处理时的真空度低于0.01pa，活化处理温度为210℃，活化处理时间为6h。无机处理剂包括如下重量份的组分：碳酸钠110份、碳酸钾110份、珍珠岩粉40份、海泡石粉20份以及磷酸钙25份。无机处理剂与经过初级处理的土壤的质量比为1：12。对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理的具体工艺为：脱出处理时的真空度低于0.01pa，脱出处理温度为420℃，脱出处理时间为2.5h。用于降解石油的活菌的量为：每千克经过次级处理的土壤中含6.5x10¹⁰cfu。对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养的具体工艺为：修复培养温度为35℃，修复培养时，土壤湿度为30％。

实施例4

污染消除方法包括：准备玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理；对无氧碳化处理之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行破碎混合，得到秸秆混合物；将秸秆混合物与被石油污染的土壤放入土壤处理箱中，之后对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理，得到经过初级处理的土壤；配置无机处理剂；将无机处理剂加入到经过初级处理的土壤中，之后对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理，得到经过次级处理的土壤；提供用于降解石油的活菌；将用于降解石油的活菌与经过次级处理的土壤混合，之后对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养。烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆具体为：烘干温度为120℃，烘干气氛为氩气气氛，烘干时间为15h；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理具体包括如下步骤：将烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆放入热压罐；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行热压处理，其中，热压处理的条件为：热压气氛为氩气气氛，氩气气压为3mpa，热压温度为1000℃，热压时间为35h。在秸秆混合物中，无氧碳化处理之后的玉米秸秆、无氧碳化处理之后的棉花秸秆以及无氧碳化处理之后的水稻秸秆之间的质量比为1：0.4：0.2。秸秆混合物与被石油污染的土壤的质量比为1：7，对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理的具体工艺为：活化处理时的真空度低于0.01pa，活化处理温度为250℃，活化处理时间为6.5h。无机处理剂包括如下重量份的组分：碳酸钠130份、碳酸钾130份、珍珠岩粉50份、海泡石粉30份以及磷酸钙30份。无机处理剂与经过初级处理的土壤的质量比为1：15。对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理的具体工艺为：脱出处理时的真空度低于0.01pa，脱出处理温度为450℃，脱出处理时间为3h。用于降解石油的活菌的量为：每千克经过次级处理的土壤中含6x10¹⁰cfu。对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养的具体工艺为：修复培养温度为35℃，修复培养时，土壤湿度为30％。

实施例5

污染消除方法包括：准备玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理；对无氧碳化处理之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行破碎混合，得到秸秆混合物；将秸秆混合物与被石油污染的土壤放入土壤处理箱中，之后对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理，得到经过初级处理的土壤；配置无机处理剂；将无机处理剂加入到经过初级处理的土壤中，之后对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理，得到经过次级处理的土壤；提供用于降解石油的活菌；将用于降解石油的活菌与经过次级处理的土壤混合，之后对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养。烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆具体为：烘干温度为140℃，烘干气氛为氩气气氛，烘干时间为18h；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理具体包括如下步骤：将烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆放入热压罐；对烘干之后的玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行热压处理，其中，热压处理的条件为：热压气氛为氩气气氛，氩气气压为4mpa，热压温度为1030℃，热压时间为45h。在秸秆混合物中，无氧碳化处理之后的玉米秸秆、无氧碳化处理之后的棉花秸秆以及无氧碳化处理之后的水稻秸秆之间的质量比为1：0.45：0.25。秸秆混合物与被石油污染的土壤的质量比为1：8，对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理的具体工艺为：活化处理时的真空度低于0.01pa，活化处理温度为280℃，活化处理时间为7h。无机处理剂包括如下重量份的组分：碳酸钠140份、碳酸钾140份、珍珠岩粉60份、海泡石粉35份以及磷酸钙35份。无机处理剂与经过初级处理的土壤的质量比为1：18。对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理的具体工艺为：脱出处理时的真空度低于0.01pa，脱出处理温度为470℃，脱出处理时间为3.5h。用于降解石油的活菌的量为：每千克经过次级处理的土壤中含6.5x10¹⁰cfu。对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养的具体工艺为：修复培养温度为35℃，修复培养时，土壤湿度为32％。

准备石油污染的土壤，测定石油污染土壤中的石油的含量为约150mg/kg，然后使用实施例1-5的方法对前述石油污染的土壤进行处理，然后测定处理之后的土壤中的石油含量(单位为mg/kg，处理时间分别为60、70、80天)。结果列于表1。

表1

对比例1

不烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆，直接对玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆进行无氧碳化处理。

对比例2

不对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理。

对比例3

不对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理。

对比例4

烘干玉米秸秆、棉花秸秆以及水稻秸秆具体为：烘干温度为200℃，烘干气氛为氩气气氛，烘干时间为30h。

对比例5

热压处理的条件为：热压气氛为氩气气氛，氩气气压为1mpa，热压温度为900℃，热压时间为60h。

对比例6

在秸秆混合物中，无氧碳化处理之后的玉米秸秆、无氧碳化处理之后的棉花秸秆以及无氧碳化处理之后的水稻秸秆之间的质量比为1：0.1：0.05。

对比例7

秸秆混合物与被石油污染的土壤的质量比为1：4

对比例8

对加入秸秆混合物的被石油污染的土壤进行污染物活化处理的具体工艺为：活化处理时的真空度低于0.01pa，活化处理温度为500℃，活化处理时间为10h。

对比例9

无机处理剂包括如下重量份的组分：碳酸钠50份、碳酸钾50份、珍珠岩粉80份、海泡石粉50份以及磷酸钙50份。

对比例10

无机处理剂与经过初级处理的土壤的质量比为1：5。

对比例11

对加入无机处理剂的经过初级处理的土壤进行污染物脱出处理的具体工艺为：脱出处理时的真空度低于0.01pa，脱出处理温度为600℃，脱出处理时间为5h。

对比例12

对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养的具体工艺为：修复培养温度为35℃，修复培养时间为50天，修复培养时，土壤湿度为30％。

对比例13

对加入用于降解石油的活菌的经过次级处理的土壤进行修复培养的具体工艺为：修复培养温度为35℃，修复培养时间为100天，修复培养时，土壤湿度为30％。

准备石油污染的土壤，测定石油污染土壤中的石油的含量为约150mg/kg，然后使用对比例1-11的方法对前述石油污染的土壤进行处理，然后测定处理之后的土壤中的石油含量(单位为mg/kg，处理时间分别为60、70、80天)。结果列于表2(其中对比例12和对比例13的测试结果单列于表2后)。

表2

对比例12的50天处理之后土壤石油含量112mg/kg。

对比例13的100天处理之后土壤石油含量49mg/kg。

注：以上对比例中没有列出的条件和参数与实施例1相同。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。