本發(fā)明涉及土壤改良領(lǐng)域，特別是修復(fù)鎘污染土壤的裝置。

背景技術(shù)：

鎘是一種軟性、延展性好且耐腐蝕的稀有金屬，具有難降解性、低毒性、高穩(wěn)定性以及可蓄積性，能在動物、植物和水生生物體內(nèi)蓄積，鎘進入人體后會在肝臟、腎臟和骨骼中積累，嚴(yán)重時會導(dǎo)致自然骨折和動脈硬化性腎萎縮、慢性球體腎炎等疾病，對人體健康危害很大。目前鎘已被美國毒理委員會（ATSDR）列為第 6 位危及人體健康的有毒物質(zhì)，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（DNFP）和國際職業(yè)衛(wèi)生重金屬委員會也把鎘列入重點研究的環(huán)境污染物，世界衛(wèi)生組織（WHO）則將其作為優(yōu)先研究的食品污染物。

在一些工廠等排放的廢氣中含有大量鎘，廢氣遇到雨水沉降到地面，導(dǎo)致土壤鎘污染嚴(yán)重，另外將微生物固定化技術(shù)得到國內(nèi)外廣泛的關(guān)注，如專利號為：200910056687.X 專利說明書中介紹了一種固定化微生物的制備方法，固定化微生物主要特征是微生物固定成一種固態(tài)，放在污水中具有固定的形狀，且微生物不喪失活性，具有良好的污水處理效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供修復(fù)鎘污染土壤的裝置，用于修復(fù)鎘污染嚴(yán)重的土壤。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：修復(fù)鎘污染土壤的裝置，包括集水池、集水溝、鎘污染處理井、固定化微生物球、磁場發(fā)生裝置、水泵和噴水管，所述集水池連通多條集水溝，所述集水溝修筑在土壤表面，所述鎘污染處理井從下到上依次為砂石層、人工基質(zhì)層和固定化微生物層；

所述人工基質(zhì)層是由海泡石與石灰石組成，所述固定化微生物層內(nèi)投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥與金屬鎳制成，所述活性污泥內(nèi)主要含有曲霉菌和鏈霉菌，活性污泥與金屬鎳按照8:1的比例通過化學(xué)藥劑充分混合，再將活性污泥與金屬鎳的混合物通過模具制成球狀，然后風(fēng)干，再將風(fēng)干后的球狀混合物置于磁場之中，篩選出內(nèi)部含有金屬鎳的球狀混合物即得所述固定化微生物球；

所述集水池內(nèi)連接有出水管，所述出水管連接鎘污染處理井的砂石層，所述人工基質(zhì)層與固定化微生物層之間設(shè)有過濾網(wǎng)，所述固定化微生物層內(nèi)設(shè)有凈水管，所述凈水管連接水泵，所述水泵連接有噴水管，所述噴水管均勻分布在土壤表面，所述集水溝的底部、集水池的底部及側(cè)面、鎘污染處理井的底部及側(cè)面均鋪設(shè)有防滲層；

所述磁場發(fā)生裝置包括螺旋線圈、變壓器和電源，所述螺旋線圈纏繞在固定化微生物層的外圍，螺旋線圈與變壓器電聯(lián)，變壓器與電源電聯(lián)，所述電源通過變壓器控制螺旋線圈的電流強度和方向，從而控制磁場的大小和方向，在固定化微生物層中形成了一個磁場，磁場作用于固定化微生物層內(nèi)，使固定化微生物球懸浮并與固定化微生物層中污水充分混合。

優(yōu)選的，所述固定化微生物層內(nèi)設(shè)置有污泥回收管，所述污泥回收管用于收集固定化微生物球和懸浮污泥，然后將回收的固定化微生物球分解得到金屬鎳，再將回收的懸浮污泥和金屬鎳通過化學(xué)試劑再重新制成固定化微生物球，然后定期將制成的固定化微生物球投入固定化微生物層內(nèi)，所述污泥回收管通過泵將固定化微生物球吸出，實現(xiàn)固定化微生物球的回收利用。

優(yōu)選的，所述固定化微生物球的直徑為10-14mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：鎘污染處理井從外到內(nèi)依次為砂石層、人工基質(zhì)層和固定化微生物層，所述人工基質(zhì)層是由海泡石與石灰石組成，固定化微生物層內(nèi)投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥與金屬鎳制成，所述活性污泥內(nèi)主要含有曲霉菌和鏈霉菌，活性污泥與金屬鎳按照8:1的比例通過化學(xué)藥劑充分混合，再將活性污泥與金屬鎳的混合物通過模具制成球狀，然后風(fēng)干，再將風(fēng)干后的球狀混合物置于磁場之中，篩選出內(nèi)部含有金屬鎳的球狀混合物即得所述固定化微生物球，金屬鎳具有較大的比重，因此固定化微生物球具有較好的沉降性能，而活性污泥中曲霉菌和鏈霉菌對鎘具有很好的吸附處理能力，活性污泥處于固態(tài)能防止堵塞鎘污染處理井；

海泡石對鎘具有良好的吸附性，降低了水中鎘的含量，污水再次經(jīng)活性污泥中曲霉菌和鏈霉菌處理，進一步處理水中剩余的鎘；通過鎘污染處理井凈化后的水通過水泵和噴水管噴淋到土壤中，將土壤中的鎘通過水帶入集水渠，集水渠中的水再經(jīng)過鎘污染處理井凈化，固定化微生物球定期更換，這樣不僅能夠去除土壤中的鎘，而且實現(xiàn)了水的循環(huán)使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的俯視圖；

圖3為固定化微生物層與磁場發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖中： 1、集水池，2、集水溝，3、防滲層，4、出水管，5、鎘污染處理井，6、砂石層，7、人工基質(zhì)層，8、過濾網(wǎng)，9、污泥回收管，10、固定化微生物層，11、螺旋線圈，12、變壓器，13、電源，14、磁場發(fā)生裝置，15、固定化微生物球，16、凈水管，17、水泵，18、噴水管。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例，請參閱圖，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：修復(fù)鎘污染土壤的裝置，包括集水池1、集水溝2、鎘污染處理井5、固定化微生物球15、磁場發(fā)生裝置14、水泵17和噴水管18，集水池1連通多條集水溝2，集水溝2修筑在土壤表面；

鎘污染處理井5從下到上依次為砂石層6、人工基質(zhì)層7和固定化微生物層10，人工基質(zhì)層7是由海泡石與石灰石組成，固定化微生物層10內(nèi)投放有固定化微生物球15，固定化微生物球15是由活性污泥、活性炭與金屬鎳制成，活性污泥內(nèi)主要含有曲霉菌和鏈霉菌，活性污泥與金屬鎳按照8:1的比例通過化學(xué)藥劑充分混合，再將活性污泥與金屬鎳的混合物通過模具制成球狀，然后風(fēng)干，再將風(fēng)干后的球狀混合物置于磁場之中，篩選出內(nèi)部含有金屬鎳的球狀混合物即得固定化微生物球15；

集水池1內(nèi)連接有出水管4，出水管4連接鎘污染處理井5的砂石層6，人工基質(zhì)層7與固定化微生物層10之間設(shè)有過濾網(wǎng)8，固定化微生物層10內(nèi)設(shè)有凈水管16，凈水管16連接水泵17，水泵17連接有噴水管18，噴水管18均勻分布在土壤表面，集水溝2的底部、集水池1的底部及側(cè)面、鎘污染處理井5的底部及側(cè)面均鋪設(shè)有防滲層3；

磁場發(fā)生裝置14包括螺旋線圈11、變壓器12和電源13，螺旋線圈11纏繞在固定化微生物層10的外圍，螺旋線圈11與變壓器12電聯(lián)，變壓器12與電源13電聯(lián)，電源13通過變壓器12控制螺旋線圈11的電流強度和方向，從而控制磁場的大小和方向，在固定化微生物層10中形成了一個磁場，磁場作用于固定化微生物層10內(nèi)，使固定化微生物球15懸浮并與固定化微生物層10中污水充分混合。

固定化微生物層10內(nèi)設(shè)置有污泥回收管9，污泥回收管9用于收集固定化微生物球15和懸浮污泥，然后將回收的固定化微生物球15分解得到金屬鎳，再將回收的懸浮污泥和金屬鎳通過化學(xué)試劑再重新制成固定化微生物球15，然后定期將制成的固定化微生物球15投入固定化微生物層10內(nèi)，污泥回收管9通過泵將固定化微生物球15吸出，實現(xiàn)固定化微生物球15的回收利用。

在一些工廠排放的廢氣中含有大量鎘，廢氣中的鎘遇到雨水沉降到地面，地面設(shè)有多條集水溝2，集水溝2的水流向集水池2，集水池2將廢水收集，然后排入鎘污染處理井5。通過鎘污染處理井5凈化后的水通過水泵12和噴水管13噴淋到土壤中，將土壤中的鎘帶入集水池1，集水池1中的水在經(jīng)過鎘污染處理井5時，人工基質(zhì)層7中的海泡石對鎘具有良好的吸附作用，而活性污泥中的曲霉菌和鏈霉菌進一步去除水中剩余的鎘，這樣不僅能夠去除土壤中的鎘，而且實現(xiàn)了水的循環(huán)使用。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其改進構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。