[发明专利]一种重金属-有机复合污染河道底泥的生物修复方法

说明书

本发明公开一种重金属‑有机复合污染河道底泥的生物修复系统和方法，属于环境技术修复领域，所述系统包括定向驯化装置和原位修复装置，本发明通过定向驯化装置制备嗜酸性电活性菌，并将嗜酸性电活性菌、纳米铁基生物炭和产酸培养液加入到原位修复装置中，嗜酸性电活性菌快速发酵有机底物，促进底泥中毒性有机物的快速共代谢分解和重金属的沉降，对底泥进行修复。本发明能实现原位修复底泥，实现重金属与有机污染物的同步治理，且无二次污染，修复效率高，同时原位修复装置可以自维持运行，降低管理成本。

技术领域

本发明属于环境技术修复领域，涉及一种重金属-有机复合污染河道底泥的生物电化学原位修复装置和修复方法。

背景技术

随着工业、农业废水和生活污水的大量排放，大量含有毒性的有机物质和重金属流入湖泊、河流，沉积在水体中，形成水体沉积物。其中，人工合成的毒性有机物包括：持久性有机污染物(POPs)、药品和个人护理品(PPCPs)，重金属包括：Cu、Cd、Pb、Zn、As等。在河道中，人工合成毒性有机物和重金属容易富集在底泥中，这两类污染物具有低浓度、高毒性的特点，容易造成水体污染，威胁生态安全和人类健康。

目前，底泥修复技术主要有原位修复技术和异位修复技术。异位修复技术是将沉积物挖出异位处置，例如疏浚工程，但异位修复技术工程较大，投资成本高，且涉及后续安全处置和资源化利用的繁琐技术问题。原位修复技术目前主要有物化法和生物法。物化法主要通过投加化学药剂氧化降解底泥有机污染物，通过投加重金属稳定剂钝化底泥重金属。但该方法存在二次污染可能、环境风险高、成本高和无法从根本上去除底泥重金属，存在污染隐患等问题。生物法则通常利用水生植物和微生物菌剂进行底泥修复。水生植物可提取底泥中的重金属，利用植物根系微生物降解底泥有机污染物。但植物生长缓慢，重金属提取和有机污染物降解效率低，且涉及植物提取重金属后的后续处置等问题。而直接投加微生物菌剂则主要对水中的污染物去除效果明显，却难以降解底泥中的有机污染物。

因此，亟需开发能够高效治理富含毒性有机物和重金属的沉积物、且经济适用的修复技术，提高复合污染底泥治理效率和效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种重金属-有机物复合污染河道底泥的生物修复方法和系统，该系统可同时处理重金属和有机物复合污染，同时无二次污染，修复效率高，施工成本低。

本发明是由以下技术方案实现：

一种重金属-有机物复合污染河道底泥的生物修复系统，包括：

定向驯化装置，包括工作电极、辅助电极、参比电极、恒电位、环壁超声装置、离心装置和菌体保存装置，所述环壁超声装置的上部为圆桶状结构，下部为锥桶状结构，其顶部设置有顶盖，侧壁开设有驯化装置入口；所述恒电位设置在所述环壁超声装置的上方；所述工作电极、辅助电极和参比电极分别设置在环壁超声装置内，三者互不接触，且分别与恒电位电连接，所述离心装置设于所述环壁超声装置内并固设于所述环壁超声装置底部，所述菌体保存装置设于所述环壁超声装置下方并与所述环壁超声装置底部固接，以存储驯化后的嗜酸性电活性菌落；

原位修复装置，包括菌体添加管、阳极、阴极、充放电装置和固定框，所述固定框由若干根固定杆组成，所述若干根固定杆互相垂直连接，组成固定框，且在固定框上还固设有卡口拉杆；所述阳极和阴极分别通过卡口拉杆固设在固定框内，并且可通过卡口拉杆调节距离；所述充放电装置分别连接到所述阳极和阴极；所述菌体添加管垂直设置在固定框侧边上