[发明专利]一种生物淋滤-生物稳定联合处理重金属污染土壤的方法

说明书

本发明提供了一种生物淋滤‑生物稳定联合处理重金属污染土壤的方法，该方法先向重金属污染土壤中加水，得到泥水混合物，再向泥水混合物中添加亚铁盐后，接种嗜酸性硫杆菌菌液进行生物淋滤，然后分离生物林滤处理后的泥水混合物，得到淋洗液和污泥，分别向淋洗液和污泥中接种硫酸盐还原菌液并进行恒温水浴震处理。本发明所提供的方法可以将土壤中的重金属Cu、Cr和Pb等有效去除，处理效果、环境效益显著高于化学淋滤的处理方式，与利用单独的生物淋滤技术、硫酸盐还原菌的生物特性相比，利用生物淋滤联合硫酸盐还原菌的生物特性处理重金属污染底泥，运行成本低、二次污染小、处理效果更好。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种生物淋滤-生物稳定联合处理重金属污染土壤的方法。

背景技术

重金属污染土壤的修复技术主要有传统方法和生物修复法两大类。传统方法主要有：客土法、化学清洗法、化学还原法和电动修复法等，这些方法费用昂贵，易造成二次污染。生物修复法主要包括植物修复和微生物修复。植物修复法是目前修复重金属污染土壤的新兴技术，但植物生长缓慢，生物量小，修复时间长，很难进行机械操作。大多数微生物修复技术仍局限在实验室水平，限制微生物修复技术应用的因素包括污染物成分复杂、化学和物理性质变化较大、难以寻取适宜菌株以及修复效果不稳定。

微生物修复技术中，生物淋滤起源于微生物湿法冶金，是在有氧及CO₂为唯一碳源条件下，利用氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、铁氧化钩端螺旋菌等嗜酸菌的氧化还原反应与酸化作用，将污泥中难溶的重金属硫化物及其他方式存在的重金属化合物变成溶解态的重金属离子进入液相，然后通过固液分离方法加以去除。

此外，硫酸盐还原法是一种新兴的微生物处理酸性重金属废水的生物沉淀技术，原理为：(1)在厌氧条件下，硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria，SRB)生长的过程中以有机物为电子供体，可以将环境中的SO₄^2-转化为S^2-，利用S^2-与重金属离子形成溶解度极小的硫化物沉淀；(2)SRB代谢过程中分解有机物会生成CO₂，部分重金属离子还可以和CO₃^2-反应生成不溶性的碳酸盐沉淀而去除；(3)SO₄^2-被还原为S^2-的过程中，细菌利用有机物产生碱度，使废水的pH提高，废水中的重金属离子形成氢氧化物沉淀，从而达到去除重金属的目的。

CN103418608B提供了一种微生物-化学法联合修复矿区重金属污染土壤的方法，该方法先利用表面活性剂化学淋洗的方法将土壤中的重金属转移到液相中，再向土壤和淋洗液中分别加入硫酸盐还原菌液，利用SRB还原硫酸盐的方法来产出硫化氢，作为重金属的沉淀剂，将土壤中残余的重金属从可交换态转化为稳定态，从而达到有效处理矿区重金属污染土壤的目的，该发明的处理方法成本低，工艺简单易于操控。CN107138520A公开了一种利用硫酸盐混合菌还原修复铀污染土壤的处理方法，该方法即具有修复成本低，工艺流程短，无二次污染的优点，但该方法需要投加较多的碳源。

综上，现有技术中，单纯使用硫酸盐还原菌修复重金属土壤，大多需要使用速效碳源(例如乳酸钠、乙醇等)为硫酸盐还原菌提供电子，使得成本偏高，并且速效碳源消耗较快，需要短时间内不停的投加，导致硫酸盐还原菌原位修复重金属土壤需要人工长时间看守维护，进一步增加维护费用。而化学淋洗与生物修复相结合的方法，容易在土壤中残留化学试剂，引起二次污染，导致土壤结构性质发生变化，土壤可能无法持续使用。因此，仍需开发一种新的方法来处理重金属污染的土壤。

发明内容

为解决现有技术中，单纯使用硫酸盐还原菌修复重金属土壤，存在需要持续添加碳源，以及化学淋洗与生物修复相结合容易在土壤中残留化学试剂的问题，本发明提供了一种生物淋滤-生物稳定联合处理重金属污染土壤的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：