[发明专利]净化农药类难降解有机污染土壤的系统

说明书

 

技术领域

本发明属于环境工程领域，尤其是一种基于微生物染料电池处理被农药污染的土壤的方法及系统。

背景技术

自然环境中的水体、土壤等介质具备污染物“净化”效能，可以降解部分有毒害污染物质，但仍有某些有机物基本不能被微生物降解，抑或是降解所需时间极长，已不能够控制其产生的环境风险，如有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯农药和除草剂等。上述物质具有持久残留性、生物富集性、半挥发性和高毒性等特点。由于其辛醇—水分配系数高，因而易于从水相分配到生物体内而在生物脂肪中积聚，并进一步经食物链富集、浓缩并传递，尤其在其迁移、转化过程当中，生物富集功能可能使其浓度大小提升数倍甚至上百倍，进而对人体和整个生态系统构成危害。

现有的修复技术可分为物理、化学修复，生物修复和化学淋洗这三类修复方法。物理/化学修复主要包括原位空气注射法、淋洗技术、浸提技术、萃取技术、化学氧化技术及电动力学修复技术等。这些方法不但费用高昂，难以应用于大规模污染土壤的处理，同时易破坏土壤结构，导致土壤承载力、生物活力降低及土壤肥力减退等状况的产生。例如，在化学淋洗过程中需要使用大量的淋洗剂，而药剂的成本也是影响化学淋洗技术成本的重要因素，淋洗液后处理不当容易造成二次污染。

生物修复分为植物修复、动物修复和微生物修复，其中主要以植物修复和微生物修复为主。这种方法除了在费用和操作方面具有优势之外，最大的特点就是不破坏土壤结构且没有二次污染的可能。

但是，现有的微生物修复技术难以适用于高浓度的OCPs污染场地的修复。

发明内容

发明目的：一个目的是提供一种采用微生物燃料电池净化农药类难降解有机污染土壤的方法，本发明进一步的目的是提供一种实现上述方法的系统。

技术方案：一种采用微生物燃料电池净化农药类难降解有机污染土壤的系统，包括：分别位于待处理土壤层两侧的阳极层和阴极层，位于所述阳极层中的阳极导电材料和位于阴极层中的阴极导电材料，连接所述阳极导电材料和阴极导电材料的导线，以及连接于导线上的外接电阻。

在进一步的实施例中，还包括位于系统下方的缓冲土层。所述阳极导电材料包括颗粒活性炭、不锈钢材质、碳布、石墨颗粒和石墨毡。所述阴极导电材料包括颗粒活性炭、不锈钢材质、碳布、石墨颗粒和石墨毡。所述导线为钛导线或铜导线。

一种采用微生物燃料电池净化农药类难降解有机污染土壤的方法，包括如下步骤：

步骤一、在待处理的土壤中接种厌氧污泥，添加处理液；

步骤二、建立上文所述的采用微生物燃料电池净化农药类难降解有机污染土壤的系统。

在进一步的实施例中，所述厌氧污泥和目标土壤的质量比为1：10。所述处理液的配比为：NH₄Cl  310  mg/L； MgSO₄·7H₂O 200 mg/L；KCl  130 mg/L；CaCl₂  15 mg/L；NaH₂PO₄  4970  mg/L； FeCl₃·6H₂O   1 mg/L；Na₂HPO₄   2750 mg/L  ；MnSO4·H2O  28 mg/L；(NH₄)₂SO₄  560 mg/L；CoC1₂·6H₂O  0.24mg/L；Na₂MO₄·2H₂O  0.04mg/L。

有益效果：本发明能够在不破坏土壤结构的情况下，实现农药类难降解有机污染在土壤中高效地降解。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明土壤中建立微生物燃料电池净化难降解有机污染物的系统从下至上分布有缓冲土层，阳极层4，待处理土壤层2，阴极层5。其中阳极层和阴极层中分别设置阳极导电材料3和阴极导电材料6，例如，埋钛丝网或碳布等增强导电性，分别由导线导出与外接电阻1连接。在土壤中建立的土壤MFC对有机物的去除有良好的促进作用，土壤中的有机物被接种厌氧污泥中的大量微生物降解。