一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法，通過向沼渣中添加碳源及硫酸鹽，使沼渣中硫酸鹽還原菌群迅速生長，同時(shí)產(chǎn)生硫化物；隨后加入鉻酸鹽，消耗抑制硫酸鹽還原菌生長的硫化物，而硫化物的存在也大大降低了鉻酸鹽對硫酸鹽還原菌的毒性，同時(shí)使所培養(yǎng)的硫酸鹽還原菌群耐Cr(VI)性能提高。
【專利說明】
一種利用沼渣制備含CKVi)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法，通過向沼渣中添加碳源及硫酸鹽，使沼渣中硫酸鹽還原菌群迅速生長，同時(shí)產(chǎn)生硫化物;隨后加入鉻酸鹽，消耗抑制硫酸鹽還原菌生長的硫化物，而硫化物的存在也大大降低了鉻酸鹽對硫酸鹽還原菌的毒性，同時(shí)使所培養(yǎng)的硫酸鹽還原菌群耐Cr(VI)性能提高，屬環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、制革、油漆、顏料等行業(yè)常用的基本原料，在上述行業(yè)的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含鉻廢氣、廢水和廢渣，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。而另一方面，如何進(jìn)行含鉻土壤的修復(fù)一直是環(huán)保界的難題。處置方法雖然眾多，但大多數(shù)存在各種各樣的問題。專利號(hào)201210059303.1介紹了一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復(fù)設(shè)備及修復(fù)方法，該方法通過淋洗將Cr(VI)轉(zhuǎn)移出土壤然后對水相污染進(jìn)行處理。一方面該法是異位修復(fù)，成本較高。且該法淋洗工藝繁瑣，且水相中含有大量的顆粒物及六價(jià)鉻，處理成本較高，且修復(fù)后土壤仍殘留一定六價(jià)絡(luò)，需進(jìn)一步穩(wěn)定化。專利號(hào)201110206468.2介紹了一種電化學(xué)異位修復(fù)含鉻土壤的方法。該法雖能將含鉻土壤修復(fù)，但是其耗電量極大，且處理時(shí)間較長，不適合規(guī)?；幹煤t土壤。而目前的原位修復(fù)方法所用的亞鐵或硫化物等化學(xué)試劑也都存在著二次污染問題，且很容易被環(huán)境氧化導(dǎo)致功能失效。專利號(hào)201310642919.6介紹了一種利用有機(jī)廢物原位修復(fù)含Cr(VI)場地的方法，這是一種可以低成本的處置六價(jià)鉻土壤，但是此法只能針對底部是天然防滲層的土壤，否則將會(huì)加速六價(jià)鉻向地下滲透，造成六價(jià)鉻的擴(kuò)散。專利201310643015.5介紹了一種利用沼渣制備Cr(VI)污染場地修復(fù)菌群的方法，該方法利用沼渣等有機(jī)廢物為原料，通過特殊的培養(yǎng)方式，馴化出適合含鉻場地修復(fù)的菌群，但該法馴化周期過長，不利于工程實(shí)踐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法，通過向沼渣中添加碳源及硫酸鹽，使沼渣中硫酸鹽還原菌群迅速生長，同時(shí)產(chǎn)生硫化物;隨后加入鉻酸鹽，消耗抑制硫酸鹽還原菌生長的硫化物，而硫化物的存在也大大降低了鉻酸鹽對硫酸鹽還原菌的毒性，同時(shí)使所培養(yǎng)的硫酸鹽還原菌群耐Cr(VI)性能提尚O
[0004]其操作步驟如下:
(1)將沼渣與含一定量碳源的溶液混合，加入一定量的硫酸鹽，放入反應(yīng)器中進(jìn)行生化反應(yīng)，控制混合溶液干沼渣含量為0.1-20%，含固率0.5-25%，，有機(jī)碳含量0.5-20%，有機(jī)碳/硫酸鹽(以S04計(jì))的質(zhì)量比為(1-50):1，隨后反應(yīng)0.1-5天；
(2)在步驟(I)反應(yīng)后的溶液中，加入一定量的鉻酸鹽，控制鉻酸鹽/硫酸鹽的摩爾比(0-1):1，鉻/有機(jī)碳的質(zhì)量比(0-1 ):1,隨后反應(yīng)0-5天；
(3)重復(fù)向溶液中加鉻酸鹽0-4次，每次均控制硫酸鹽/鉻酸鹽的摩爾比(1-50):1，有機(jī)碳/鉻的質(zhì)量比(10-100):1，反應(yīng)時(shí)間0-5天，隨后獲得高效生態(tài)修復(fù)菌群。
[0005]相比傳統(tǒng)的含鉻土壤處理方法，本方法有如下優(yōu)勢:
1.所培養(yǎng)的硫酸鹽還原菌群本身為土著菌群，自然耐受力強(qiáng)，容易在場地大規(guī)模繁衍，有效還原六價(jià)鉻的同時(shí)，不會(huì)造成生態(tài)問題；
2.培養(yǎng)馴化周期大大縮減，最快可I天內(nèi)培養(yǎng)成，經(jīng)濟(jì)性大大提高；
3.在培養(yǎng)硫酸鹽還原菌的同時(shí)，產(chǎn)生了代謝物硫化物，大大減輕隨后添加的鉻酸鹽對硫酸鹽還原菌的毒性，同時(shí)由于代謝物硫化物本身對硫酸鹽還原菌就有抑制左右，因此這種方法在迅速培養(yǎng)硫酸鹽還原菌的同時(shí)，增強(qiáng)了其耐鉻特性；
4.該生態(tài)菌劑還原六價(jià)鉻有兩大原理，一個(gè)是硫酸鹽還原菌本身就有利用碳源還原六價(jià)鉻的特性，但反應(yīng)較慢，第二個(gè)是硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)物硫化氫本身就能夠還原六價(jià)鉻，同時(shí)由于其還原六價(jià)鉻是化學(xué)反應(yīng)，因此反應(yīng)十分迅速，這也是本生態(tài)菌劑相比其它菌劑能夠高效處置含鉻土壤的原因；
5.還原后的三價(jià)鉻與硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)物硫化物形成硫化鉻沉淀，使得土壤中三價(jià)鉻更加穩(wěn)定，顯著優(yōu)于其它生化工藝。
[0006]具體實(shí)施實(shí)例如下:
實(shí)施例1:
(1)將沼渣與含一定量碳源的溶液混合，加入一定量的硫酸鹽，放入反應(yīng)器中進(jìn)行生化反應(yīng)，控制混合溶液干沼渣含量為0.5%，含固率10%，，有機(jī)碳含量12%，有機(jī)碳/硫酸鹽的質(zhì)量比為5:1，隨后反應(yīng)I天；
(2)在步驟(I)反應(yīng)后的溶液中，加入一定量的鉻酸鹽，控制硫酸鹽/鉻酸鹽的摩爾比(2-3):1，有機(jī)碳/鉻的質(zhì)量比(10-30):1，隨后反應(yīng)5天；
(3)重復(fù)向溶液中加鉻酸鹽2次，每次均控制硫酸鹽/鉻酸鹽的摩爾比(2-3):1，有機(jī)碳/鉻的質(zhì)量比(10-30):1，反應(yīng)時(shí)間5天，隨后獲得高效生態(tài)修復(fù)菌群。
[0007]實(shí)施例2:
(1)將沼渣與含一定量碳源的溶液混合，加入一定量的硫酸鹽，放入反應(yīng)器中進(jìn)行生化反應(yīng)，控制混合溶液干沼渣含量為8-10%，含固率10-15%，，有機(jī)碳含量10-15%，有機(jī)碳/硫酸鹽的質(zhì)量比為20:1，隨后反應(yīng)0.05天；
(2)在步驟(I)反應(yīng)后的溶液中，加入一定量的鉻酸鹽，控制硫酸鹽/鉻酸鹽的摩爾比(1-5):1，有機(jī)碳/鉻的質(zhì)量比(30-80):1，隨后反應(yīng)0.05天；
(3)隨后控制硫酸鹽/鉻酸鹽的摩爾比(1-5):1，有機(jī)碳/鉻的質(zhì)量比(30-80):1，反應(yīng)時(shí)間0.05天，隨后獲得高效生態(tài)修復(fù)菌群。
[0008]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法，其特征是，通過向沼渣中添加碳源及硫酸鹽，使沼渣中硫酸鹽還原菌群迅速生長，同時(shí)產(chǎn)生硫化物;隨后加入鉻酸鹽，消耗抑制硫酸鹽還原菌生長的硫化物，而硫化物的存在也大大降低了鉻酸鹽對硫酸鹽還原菌的毒性，同時(shí)使所培養(yǎng)的硫酸鹽還原菌群耐Cr(VI)性能提高，其包含以下步驟: (1)將沼渣與含一定量碳源的溶液混合，加入一定量的硫酸鹽，放入反應(yīng)器中進(jìn)行生化反應(yīng)，控制混合溶液干沼渣含量為0.1-20%，含固率0.5-25%，，有機(jī)碳含量0.5-20%，有機(jī)碳/硫酸鹽(以S04計(jì))的質(zhì)量比為(1-50):1，隨后反應(yīng)0.1-5天； (2)在步驟(I)反應(yīng)后的溶液中，加入一定量的鉻酸鹽，控制鉻酸鹽/硫酸鹽的摩爾比(0-1):1，鉻/有機(jī)碳的質(zhì)量比(0-1 ):1,隨后反應(yīng)0-5天； (3)重復(fù)向溶液中加鉻酸鹽0-4次，每次均控制硫酸鹽/鉻酸鹽的摩爾比(1-50):1，有機(jī)碳/鉻的質(zhì)量比(10-100):1，反應(yīng)時(shí)間0-5天，隨后獲得高效生態(tài)修復(fù)菌群。2.如權(quán)利要求1所述的一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法，其特征是，所述的沼渣為農(nóng)業(yè)、食品業(yè)有機(jī)廢物進(jìn)行干式、半干式及濕式厭氧發(fā)酵過程中的固體殘留物。3.如權(quán)利要求1所述的一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法，其特征是，所述的碳源溶液可以為含有酒精、糖類、蛋白質(zhì)、淀粉等有機(jī)物的溶液，也可以為含工業(yè)有機(jī)垃圾、餐廚垃圾等有機(jī)固體廢物的溶液，也可以為工業(yè)及市政有機(jī)廢水。4.如權(quán)利要求1所述的一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法，其特征是，所述的含硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸亞鐵及硫酸鐵等含有硫酸根的鹽類;所述的鉻酸鹽為鉻酸鈉、鉻酸鉀等含鉻酸根的鹽類，也可被含鉻土壤淋洗液或含鉻土壤替代。5.如權(quán)利要求1所述的一種利用沼渣制備含Cr(VI)場地高效生態(tài)修復(fù)菌群的方法，其特征是，本菌劑不僅可以處理含鉻土壤，還可以處置含有Cd、Pb、Zn、Cu、Hg、Sb、Ni等可以與硫化物形成沉淀的重金屬的土壤。
【文檔編號(hào)】B09C1/10GK105950536SQ201610370459
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】張大磊, 李健, 孫蕭
【申請人】青島理工大學(xué)