一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置

本发明属于土壤污染治理领域，具体涉及一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置。

背景技术：

1、随着我国经济发展速度的日益加快，对石油资源的开发和利用也显著增多，与此同时，我国的石油污染现象也非常普遍，据统计，我国被有机物污染的土壤面积达2×107km2，大部分来自石油污染。石油作为一种复杂的混合物，具有致畸、致癌、致突变作用，对土壤也会造成严重的污染，其主要表现为一方面石油中包含大量的有毒有害物质像多环芳烃等，这些有毒有害物质进入土壤之后会通过食物链和食物网富集在动植物体内从而严重危害生态安全和人体健康；另一方面石油不溶于水，当石油泄漏事故发生之后，高浓度的石油会吸附在土壤颗粒表面，从而阻断大气中氧气对土壤微生物的供应，从而导致土壤形成缺氧或者厌氧环境，而这会影响土壤微生物的群落结构，造成土壤板结和肥力下降等问题。

2、在过去的几十年间，石油污染修复的方法一直被广泛关注，如热处理、土壤冲洗、和高级氧化工艺等，这些技术虽然耗时短并且高效，但是较为昂贵，不利于环境的修复，同时技术复杂，还可能会对环境造成二次污染。微生物修复技术被认为是简单的、无害的、相对经济的、生态友好型的一种可持续的修复方法，其具体是指利用能降解污染物的微生物菌群，在一定的环境条件下，将污染物作为微生物生长的碳源和能源，进而降低有毒污染物活性或将污染物降解成无毒物质。由于降解石油烃的微生物是耗氧微生物，高浓度的石油会阻断土壤中的氧气供应，使得黏土形成大小不一的小球，这都会造成土壤形成缺氧或厌氧环境，从而影响石油烃的降解效率。

技术实现思路

1、本发明提供一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置，能够解决现有技术中存在问题：降解石油烃的微生物是耗氧微生物，高浓度的石油会阻断土壤中的氧气供应，使得黏土形成大小不一的小球，这都会造成土壤形成缺氧或厌氧环境，从而影响石油烃的降解效率的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

3、本发明实施例提供一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置，其特征在于，包括生物反应器(6)，所述生物反应器(6)为密闭反应器，用于放置混合均匀的石油烃污染土壤和有机肥混合物；所述生物反应器(6)的顶部连接有球形冷凝管(1)、玻璃塞(3)和回流管(4)；所述冷凝管(1)的上端排水口(1-1)连接有第一胶皮管，所述第一胶皮管连接到水龙头上；所述冷凝管(1)的下端排水口(1-2)连接有第二胶皮管，所述第二胶皮管用于方便排水；所述回流管(4)的上端通过第三胶皮管连接到氧气瓶，所述回流管(4)的下端通过第四胶皮管延伸至生物反应器(6)下部的石油烃污染土壤中，与生物反应器(6)底部的曝气盘(2)进行连接；

4、其中，在降解土壤中高浓度石油烃反应前，将与有机肥混合物均匀的石油烃污染土壤的质量为600～1200g，放入生物反应器(6)中，调节混合物含水率至56％，并进行密封；装置连接完成后，打开水龙头，使所述冷凝管(1)进行回流，控制水流流速，使得冷凝管(1)的下端排水口(1-2)的第二胶皮管水排出速率为每2秒1滴；打开氧气瓶阀门，调整气体速率为0.5l/min，形成氧气实验组(s1)；将氧气瓶替换为空气瓶，按照上述方式形成空气对照组(s2)；向氧气实验组(s1)和空气对照组(s2)中生物反应器分别通气一段时间后，用带火星的小纸片在冷凝管(1)的上端开口处(1-3)检验，氧气实验组(s1)带火星的小纸片会复燃，表明该组生物反应器(6)中是纯氧环境，氧气充足，空气实验组(s2)中的冷凝管的上端开口处的带火星的小纸片未复燃；修复实验持续30天，期间定期测量两组温度并取样，测定样品中的ph值、温度、细菌总数、细菌群落结构、以及总石油烃含量；30天后，两组实验数据对比：空气对照组(s2)中的土壤中的石油烃的含量变化不大，降解速率比较缓慢，而氧气实验组(s1)的石油烃含量大幅降低，因此可以得出纯氧条件下可以提高土壤中微生物降解土壤中石油烃的效率。

5、根据本发明一可选实施例，生物反应器(6)为玻璃器皿。

6、根据本发明一可选实施例，所述生物反应器(6)中有机肥混合物包括为厨余垃圾，厨余垃圾作为营养物质；所述厨余垃圾包括食材、鸡蛋和秸秆粉末，且食材采用绞肉机充分搅碎，搅碎食材与预设量的鸡蛋充分混匀备好，混合均匀食材和鸡蛋与秸秆粉末质量比3：1。

7、根据本发明一可选实施例，所述生物反应器(6)中的有机肥混合物与石油烃污染土壤按照干重比1：1均匀混合。

8、有益效果：本发明提供了一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置，包括生物反应器，生物反应器为密闭反应器，用于放置混合均匀的石油烃污染土壤和有机肥混合物；生物反应器的顶部连接有球形冷凝管、玻璃塞和回流管；冷凝管的上端排水口连接有第一胶皮管，第一胶皮管连接到水龙头上；冷凝管的下端排水口连接有第二胶皮管，第二胶皮管用于方便排水；回流管的上端通过第三胶皮管连接到氧气瓶，所述回流管的下端通过第四胶皮管延伸至生物反应器下部的石油烃污染土壤中，与生物反应器底部的曝气盘进行连接；与现有技术相比，本发明具有装置造价低廉、操作简单、运输方便和实验效率高的优点，该装置能够保持生物反应器的石油烃污染土壤含水率不变，简单易操控；且该装置能够通过装置上方的冷凝管实现水的循环利用。

技术特征：

1.一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置，其特征在于，包括生物反应器(6)，所述生物反应器(6)为密闭反应器，用于放置混合均匀的石油烃污染土壤和有机肥混合物；所述生物反应器(6)的顶部连接有球形冷凝管(1)、玻璃塞(3)和回流管(4)；所述冷凝管(1)的上端排水口(1-1)连接有第一胶皮管，所述第一胶皮管连接到水龙头上；所述冷凝管(1)的下端排水口(1-2)连接有第二胶皮管，所述第二胶皮管用于方便排水；所述回流管(4)的上端通过第三胶皮管连接到氧气瓶，所述回流管(4)的下端通过第四胶皮管延伸至生物反应器(6)下部的石油烃污染土壤中，与生物反应器(6)底部的曝气盘(2)进行连接；

2.根据权利要求1所述的一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置，其特征在于，生物反应器(6)为玻璃器皿。

3.根据权利要求1所述的一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置，其特征在于，所述生物反应器(6)中有机肥混合物包括为厨余垃圾，厨余垃圾作为营养物质；所述厨余垃圾包括食材、鸡蛋和秸秆粉末，且食材采用绞肉机充分搅碎，搅碎食材与预设量的鸡蛋充分混匀备好，混合均匀食材和鸡蛋与秸秆粉末质量比3：1。

4.根据权利要求3所述的一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置，其特征在于，所述生物反应器(6)中的有机肥混合物与石油烃污染土壤按照干重比1：1均匀混合。

技术总结
本发明公开了一种高效降解土壤中高浓度石油烃的装置，包括生物反应器，生物反应器的顶部连接有球形冷凝管、玻璃塞和回流管；冷凝管的上端排水口连接有第一胶皮管，第一胶皮管连接到水龙头上；冷凝管的下端排水口连接有第二胶皮管，第二胶皮管用于方便排水；回流管的上端通过第三胶皮管连接到氧气瓶，回流管的下端通过第四胶皮管延伸至生物反应器下部的石油烃污染土壤中，与生物反应器底部的曝气盘进行连接；与现有技术相比，本发明具有装置造价低廉、操作简单、运输方便和实验效率高的优点，该装置能够保持生物反应器的石油烃污染土壤含水率不变，简单易操控；且该装置能够通过装置上方的冷凝管实现水的循环利用。

技术研发人员：江洋,汤振华,杨紫丽,曾宇航,毛业金
受保护的技术使用者：长江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15