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    重庆时时彩怎么个中法: 一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法.pdf

    关 键 词:
    一种 含油 污泥 电化学 生物 耦合 深度 处理 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201511029136.6

    申请日:

    2015.12.30

    公开号:

    CN105417909A

    公开日:

    2016.03.23

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 11/00申请日:20151230|||公开
    IPC分类号: C02F11/00; C02F11/02 主分类号: C02F11/00
    申请人: 哈尔滨工业大学
    发明人: 魏利; 李春颖; 魏东
    地址: 150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
    优先权:
    专利代理机构: 哈尔滨市松花江专利商标事务所23109 代理人: 杨立超
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201511029136.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.10.09|||2016.04.20|||2016.03.23

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,本发明涉及含油污泥电化学生物耦合深度处理方法。本发明的目的是为了解决目前我国的油田含油污泥的处理中还没有形成一套有效的针对含油污泥进行深度处理方法的问题。具体过程为:步骤一、采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎,挑出石头,瓦块以及塑料,得到处理后的含油污泥;步骤二、将步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装置,直至含油污泥含油量≤3‰;步骤三、将步骤二中含油污泥含油量≤3‰的含油污泥直接排放到农田或者用于铺路。本发明应用于含油污泥处理领域。

    权利要求书

    1.一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于一种含油污泥电化学生物
    耦合深度处理方法具体是按照以下步骤进行的:
    步骤一、采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎,挑出石头,
    瓦块以及塑料,得到处理后的含油污泥;
    步骤二、将步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装
    置,直至含油污泥含油量≤3‰;
    步骤三、将步骤二中含油污泥含油量≤3‰的含油污泥直接排放到农田或者用于铺路。
    2.根据权利要求1所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:所
    述步骤一中含油污泥湿度控制在50~80%。
    3.根据权利要求2所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:所
    述步骤一中采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎;具体过程为:
    采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎,将含油污泥颗粒粉碎
    至直径大于等于0.5mm,小于等于5mm。
    4.根据权利要求3所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:所
    述步骤一中采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎;具体过程为:
    采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎的过程中加入固态生物
    菌剂和固态营养盐类物质;
    生物菌剂的投加量为含油污泥的5~10%;生物菌剂由购买的优势菌种分别单独发酵后,
    然后在等体积1:1混合使用,优势菌种为购买的短波单胞菌(Brevundimonassp.)、枯草芽
    孢杆菌(Bacillussubtilis)、漠海威芽孢杆菌(Bacillusmojavensis)、苍白杆菌(Ochrobactrum
    sp.)和产碱杆菌(Alcaligenessp.)。
    5.根据权利要求4所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:所
    述固态营养盐类物质浓度为60~100mg/L;
    营养盐类物质为磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐、尿素、有机质、石油类和有机碳,其中,
    营养盐类物质中C:N:P:S=40:10:1:2;N指的是硝酸盐和尿素,p指的是磷酸盐,
    磷酸盐为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾,S指的是硫酸盐,C指的是含油污泥中的有机质、石
    油类和有机碳,根据含油污泥中所含的C对营养盐类物质中的N、P、S添加量进行限定。
    6.根据权利要求5所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:所
    述将步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装置,直至含
    油污泥含油量≤3‰;具体过程为:
    将步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装置,向含
    油污泥电化学生物耦合处理装置中加入液态生物菌剂和液态营养盐类物质;
    生物菌剂的投加量为含油污泥的5~10%;生物菌剂由购买的优势菌种分别单独发酵后,
    然后在等体积1:1混合使用,优势菌种为购买的短波单胞菌(Brevundimonassp.)、枯草芽
    孢杆菌(Bacillussubtilis)、漠海威芽孢杆菌(Bacillusmojavensis)、苍白杆菌(Ochrobactrum
    sp.)和产碱杆菌(Alcaligenessp.)。
    7.根据权利要求6所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:所
    述液态营养盐类物质浓度为60~100mg/L;
    营养盐类物质为磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐、尿素、有机质、石油类和有机碳,其中,
    营养盐类物质中C:N:P:S=40:10:1:2;N指的是硝酸盐和尿素,p指的是磷酸盐,
    磷酸盐为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾,S指的是硫酸盐,C指的是含油污泥中的有机质、石
    油类和有机碳,根据含油污泥中所含的C对营养盐类物质中的N、P、S添加量进行限定。
    8.根据权利要求7所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:所
    述步骤二中将步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装
    置,直至含油污泥含油量≤3‰;具体过程为:
    含油污泥电化学生物耦合处理装置,该装置是实现含油污泥电化学和生物处理实验的
    装置,主要包括电极、直流稳压控制电源、温度计、湿度计以及电流控制监测系统、反应
    器和数据传输系统;打开直流稳压控制电源控制电压,利用电流控制监测系统控制电流,
    将温度计、湿度计放入装有含油污泥的反应器中,利用数据传输系统获得含油污泥含油量。
    9.根据权利要求8所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:所
    述数据传输系统包括数据采集器、探头、数据控制面板;探头插在反应器中,数据采集器
    通过收集探头的数据,通过控制面板获得数据。
    10.根据权利要求9所述一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,其特征在于:
    所述电极为钢管、铁管、铜管或石墨烯电极,电流控制在10~16A,电压控制在2~8V/cm。

    说明书

    一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法

    技术领域

    本发明涉及含油污泥电化学生物耦合深度处理方法。

    背景技术

    电泳现象是于19世纪初当Reuss在一个粘土-水的混合物中施加直流电场时首次被所
    发现的。简而言之,电化学力学处理(以下简称电化学处理)是一个发生在电极间的电迁
    移、电渗透、电化学反应的受控过程。土壤的电化学力学处理技术就是在受污染土壤中通
    入电流,是土壤中的污染物在直流电场的作用下进行定向迁移,最终达到去除污染物的目
    的。其原理可以解释为在通电过程中,带正电的离子移向阴极,带负电的离子移向阳极,
    而不带电的粒子则随着电渗透作用产生的水流方向从阳极向阴极进行移动。

    根据选择的电极不同,还会出现电极与污染物发生反应来去除污染物的现象。土壤电
    化学修复是一项新兴的环境处理技术,对于饱和与非饱和的土壤都是适用的。电化学修复
    的主要供能方式包括控制电压法和控制电流法两种,控制电压法就是不考虑电场中的电阻
    大小,通电过程中只保持电压不变,一般采用电场强度或电势梯度(V/m)来表征,其特点是
    电势梯度稳定均匀;而控制电流法就是保持通电过程中电流恒定,一般采用电流密度
    (mA/cm2)来表征,其特点是可以根据电势的变化来指示修复的终点。

    根据电化学处理描述,其处理机制主要包括电迁移、电渗透及电泳三种方式,其中电
    泳是指带电粒子或胶体在电场中的运动方式,与其它两种方式相比,在实际污染物去除过
    程中,电泳作用的贡献较小,甚至可以忽略不计,因此,主要介绍电化学处理过程中的电
    迁移和电渗透机制。

    ①电迁移电迁移是带电离子或离子团在直流电场中的移动方式,其移动方向是朝与
    其本身所带的电荷相反的电极方向。Probstein提出的电迁移速率的表达式如式(1-1)所示:

    uem-=v×z×F×E(1-1)

    式中uem—带点离子在土壤中的迁移速率(m2/s·V);

    v—离子迁移率(m2/v);

    z—离子电荷数(个);

    F—法拉第常数(C/mol);

    E—电场强度(V/m)。

    根据式(1-1)可以看出,电迁移速率与离子电荷数和电场强度呈正比关系,这对于一种
    已知离子污染物,提高电场强度可以提高该污染物的电迁移速率。

    ②电渗透土壤中不带电粒子一般采用电渗透作用移动,其实质是描述土壤孔隙水本
    身的移动过程,由于土壤表面带有电荷可以形成双电层结构,而双电层中的带电溶液在电
    场作用下就会迁移,而土壤孔隙中的粘性剪切力会平衡电渗透作用力将中性溶液移出双电
    层。Helmholtz和Smoluchowski是最早提出关于电场强度存在条件下的电渗流速和zeta电
    位理论,一般称之为Helmholtz和Smoluchowski公式,其表达式如式(1-2)所示:

    u e o = ϵ × ζ × E μ - - - ( 1 - 2 ) ]]>

    式中ε—孔隙水的介电常数(F/m);

    ζ—土壤表面的zeta电位(mV);

    E—平均电场强度(V/m);

    μ—孔隙水的粘度(Pa·s)。

    实际修复中为了控制阳极pH的酸化,往往对阳极pH进行控制,以达到提高电渗流的
    目的。

    电化学处理工艺实质上是由被污染的土壤和放入的电极共同构成一个典型的电解反应
    室,来进行土壤的原位处理,而这种电解室由电极之间的物质流动所组成,在电化学修复
    过程中常常加入处理液来强化污染物的去除。

    电化学自从1809年就开始在科学和工业上应用,至今已有200年左右的历史。在应
    用上,主要有两种方式,一种是合成反应,即将一种化学物质转化为其他的物质,另一种
    则属于动力学方面的应用,即将离子物质从土壤中迁移出来。电化学工艺技术就是利用电
    化学原理,利用大地电场和低电压、低电流技术,在有机物和无机物之间引入氧化还原反
    应,将土壤中复杂的碳氢化合物分解为二氧化碳和水,并通过电化学力去除重金属和小颗
    粒物质及水。

    该方法的技术要点为通过破坏分子的尺寸进行液化(氧化还原反应),利用电化学原
    理使油迁移并利用电渗析原理去除水。该法可有效的去除土壤中的有机污染物如TPH、
    PAH、cVOCs、半挥发性氯化物、BTEX、氰化物、PCBs、杀虫剂、DF(二氧吲哚,呋喃)、
    MTBE、重金属等,另外,此法目前在采油上也有应用。

    微生物处理技术是指利用微生物来降解土壤中的石油烃类污染物,使其最终转化为
    CO2和H2O或者其他无害物质的过程,根据微生物的种类可以分为细菌处理和真菌处理,比
    较而言,细菌具有容易培养、容易进行分子生物学技术改造、代谢底物广泛、容易实现烃
    类污染无矿化等优点,因此在土壤处理中细菌比真菌的应用广泛。

    微生物对石油的降解的研究,由于石油烃分子难溶于水,而微生物的代谢过程需要在
    水环境中完成,因此,可以把微生物代谢石油烃的过程分成两个部分,即石油烃的摄取和
    石油烃的降解。在烃类微生物降解的过程中,关于微生物摄取烃类的机制还尚未明确,目
    前的研究仍然处于探索阶段。Rosenberg的研究也证实了这一点,有效的接触可以提高微
    生物对烃类污染物的利用。主动运输的过程需要表面活性剂的支持,外源表面活性剂和微
    生物自身产生的表面活性剂都可以在微生物代谢过程进行主动运输过程,根据Pena的研
    究可知,对于离子型表面活性剂而言,其胶体分子难以接近油的分子颗粒。土壤的微生物
    处理过程实质就是微生物在以石油烃为碳源生长代谢过程中逐渐去除土壤中的石油烃类
    污染物。与物理化学处理技术相比,微生物的生长代谢过程容易受环境条件等因素的干扰,
    因此,如果想提高微生物的处理效率,就需要在实际的处理过程中采取一定强化手段,为
    微生物的生长代谢创造有利环境。根据已有的研究成果,可以将土壤的微生物处理过程中
    存在的关键因素及相关的解决方案概括为以下几个方面进行描述。

    (1)石油烃的组成及性质

    作为目标污染物,石油烃化学组成、水溶性、浓度及毒性等都可以对微生物的代谢过
    程产生影响。微生物对石油烃中的主要组分的降解的能力的顺序为烷烃最高,芳香烃次之,
    胶质和沥青等物质很难被微生物降解,然而对于一个给定的需要处理的土壤而言,这些石
    油烃的组分是无法改变的。石油烃的存在浓度及毒性也可以影响微生物的代谢,某些石油
    烃本身就是微生物生长的抑制剂,但毕竟这是极少的一部分,更多的是由于高浓度的底物
    浓度给微生物生长带来的底物抑制效应,这就要求微生物本身应该具有较高的耐受性。

    (2)微生物对石油烃的降解能力

    微生物对石油烃的降解能力是进行土壤微生物处理技术的决定因素,目前的微生物处
    理技术更倾向于采用投加外源微生物,这就要求所投加的外源微生物对石油烃必须具有较
    高的代谢能力,围绕筛选高效石油降解菌的研究已经有很多报道,这些报道的菌株不仅在
    降解石油烃方面是有效的,而且均具有自身产生生物表面活性剂的能力。Charkrabarty将
    降解基因位于质粒上的四种细菌的质粒构建到一种细菌体内,获得了能够同时降解四种原
    油组分的“超级细菌”,但是这种基因工程菌的缺点在于其繁殖过程中的遗传不稳定性和环
    境应用过程中的突变性,并没有实现大规模的应用。因此,构建石油降解的混合菌群是目
    前解决这一问题的最佳方案,Rahman的研究也证实了混合菌群复配后可以有效进行石油降
    解。

    事实上在我国的油田含油污泥的处理中,还没有形成一套有效的针对含油污泥进行深
    度处理方法,很多的研究都是针对含油土壤开展的研究,都处于实验室的研究,并没有真
    正的去应用,没有经过现场的验证,我国油田急需该方面的使用技术。

    发明内容

    本发明的目的是为了解决目前我国的油田含油污泥的处理中还没有形成一套有效的
    针对含油污泥进行深度处理方法的问题,而提出了一种含油污泥电化学生物耦合深度处理
    方法。

    上述的发明目的是通过以下技术方案实现的:

    步骤一、采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎,挑出石头,
    瓦块以及塑料,得到处理后的含油污泥;

    步骤二、将步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装
    置,直至含油污泥含油量≤3‰;

    步骤三、将步骤二中含油污泥含油量≤3‰的含油污泥直接排放到农田或者用于铺路。

    发明效果

    采用本发明的一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法,开发出了一种电化学生物
    耦合处理技术(ElectrochemicalBiologicalCouplingTechnology,EBCT),是一种新型的含
    油污泥深度处理技术,生物强化去除与电场耦合进行含油污泥处理的新技术。该技术有效
    综合和优化了电化学-生物浸滤技术联合、石油降解菌或微生物生长刺激营养底物、电化
    学技术刺激分解石油类物质,同时强化降解菌代谢的方法。实现含油污泥深度处理,含油
    量≤3‰,达到了《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)标准,要求其在土壤中的
    最高容许含量≤3000mg/kg(3‰)。同时满足重金属等指标达到排放标准。

    附图说明

    图1为本发明流程图;

    图2为电菌同时试验装置图;

    图3为反应器总体温湿度变化图;

    图4为反应器在正午12点时温湿度变化图;

    图5为反应器在凌晨零点时温湿度变化图;

    图6为反应器表层污泥含油率变化图;

    图7为反应器下层污泥含油率变化图。

    图8为搅拌废碎机、电极以及在线监测探头装置图。

    具体实施方式

    具体实施方式一:结合图1和图8,本实施方式的一种含油污泥电化学生物耦合深度
    处理方法,具体是按照以下步骤制备的:

    步骤一、采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎,挑出石头,
    瓦块以及塑料等大颗粒杂质,得到处理后的含油污泥;

    步骤二、将步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装
    置,直至含油污泥含油量≤3‰;该装置是实现含油污泥电化学和生物处理实验的装置;

    步骤三、将步骤二中含油污泥含油量≤3‰的含油污泥直接排放到农田或者用于铺路
    等。

    具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述步骤一中含油污泥湿
    度控制在50~80%,同时根据湿度以及含油量,控制电流的实际作用的强度,电流的实际
    的作用的强度:电流控制在10~16A,控制电压在2~8V/cm。

    其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

    具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:所述步骤一中采用农
    用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎;具体过程为:

    采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎,将含油污泥颗粒粉碎
    至直径大于等于0.5mm,小于等于5mm。

    其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

    具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:所述所述步骤一
    中采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎;具体过程为:

    采用农用的秸秆废碎机或建筑用的搅拌机对含油污泥进行粉碎的过程中加入固态生
    物菌剂和固态营养盐类物质;

    生物菌剂的投加量为含油污泥的5~10%,按照体积比计算;生物菌剂由购买的优势
    菌种分别单独发酵后,然后在等体积1:1混合使用,优势菌种为购买的短波单胞菌
    (Brevundimonassp.(EF491923))、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis(HM030730))、漠海威
    芽孢杆菌(Bacillusmojavensis(DQ993678))、苍白杆菌(Ochrobactrumsp.(FJ950617.1))
    和产碱杆菌(Alcaligenessp.(AY994313.1));生物菌剂的最大特点是能够适应在微电流条
    件下,对电解的石油类物质,通过微生物能够快速的降解剩余的石油类,同时对重金属有
    去除的作用,采取多次生物强化的方法缩短处理的周期。

    其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

    具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:所述固态营养盐
    类物质浓度为60~100mg/L;;

    营养盐类物质为磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐、尿素、有机质、石油类和有机碳,其中,
    营养盐类物质中C:N:P:S=40:10:1:2;N指的是硝酸盐和尿素,p指的是磷酸盐,
    磷酸盐为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾,S指的是硫酸盐,C指的是含油污泥中的有机质、石
    油类和其他生物可利用的有机碳,根据含油污泥中所含的C对营养盐类物质中的N、P、
    S添加量进行限定。

    其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

    具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:所述将步骤一中
    得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装置,直至含油污泥含油量
    ≤3‰;具体过程为:

    将步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装置,向含
    油污泥电化学生物耦合处理装置中加入液态生物菌剂和液态营养盐类物质;

    生物菌剂的投加量为含油污泥的5~10%,按照体积比计算;生物菌剂由购买的优势
    菌种分别单独发酵后,然后在等体积1:1混合使用,优势菌种为购买的短波单胞菌
    (Brevundimonassp.(EF491923))、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis(HM030730))、漠海威
    芽孢杆菌(Bacillusmojavensis(DQ993678))、苍白杆菌(Ochrobactrumsp.(FJ950617.1))
    和产碱杆菌(Alcaligenessp.(AY994313.1));

    生物菌剂的最大特点是能够适应在微电流条件下,对电解的石油类物质,通过微生物
    能够快速的降解剩余的石油类,同时对重金属有去除的作用,采取多次生物强化的方法缩
    短处理的周期

    其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

    具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是:所述液态营养盐
    类物质浓度为60~100mg/L,这个浓度时实际在污泥中含量,可以采用配置浓缩液进行稀
    释的方法进行投加,浸没或者喷淋都可以,需要根据实际的情况确定;

    营养盐类物质为磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐、尿素、有机质、石油类和其他生物可利用
    的有机碳,其中,营养盐类物质中C:N:P:S=40:10:1:2;N指的是硝酸盐和尿
    素,p指的是磷酸盐,磷酸盐为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾,S指的是硫酸盐,C指的是含
    油污泥中的有机质、石油类和有机碳,根据含油污泥中所含的C对营养盐类物质中的N、
    P、S添加量进行限定。

    营养盐类物质,主要是通过投加无机盐类给微生物提供生物所需的盐类物质,使其快
    速的繁殖,可以采用液态投加,根据具体含油污泥中的盐类,补充调整,具体的投加量需
    根据来水的水质和具体的工艺运行情况决定,营养盐类主要包括磷酸盐、硝酸盐以及硫酸
    盐和尿素等;

    其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

    具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是:所述步骤二中将
    步骤一中得到的处理后的含油污泥添加到含油污泥电化学生物耦合处理装置,直至含油污
    泥含油量≤3‰;具体过程为:

    含油污泥电化学生物耦合处理装置,该装置是实现含油污泥电化学和生物处理实验的
    装置,主要包括电极、直流稳压控制电源、温度计、湿度计以及电流控制监测系统、反应
    器和数据传输系统;打开直流稳压控制电源控制电压,利用电流控制监测系统控制电流,
    将温度计、湿度计放入装有含油污泥的反应器中,利用数据传输系统获得含油污泥含油量。

    其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。

    具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是:所述数据传输系
    统包括数据采集器、探头、数据控制面板;探头插在反应器中,数据采集器通过收集探头
    的数据,通过控制面板获得数据。

    其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。

    具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是:所述电极为钢管、
    铁管、铜管或石墨烯等电极,反应器的形状根据现场的处理量进行设计通常是在长4米,
    宽1.5米。高1.5米,电流控制在10~16A,电压控制在2~8V/cm。

    其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。

    采用以下实施例验证本发明的有益效果:

    实施例一:

    本实施例一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法具体是按照以下步骤制备的:

    反应器的作用方式电菌同时及电化学生物耦合处理,即电化学作用的同时,投加菌剂
    进行生物强化达到对油污染进行去除。反应器的装置如图2所示。

    反应器的作用方式为电菌同时,即在通电的同时,也定期的向反应器中加入菌剂,该
    反应器中温湿度的变化如下图3、图4和图5所示。

    如图3所示,反应器总体的温湿度变化情况,可见在夏季和初秋,反应器温度在25℃
    ~60℃之间变化,而进入冬季,温度变化范围在0℃~30℃之间,且一直呈下降趋势。反应
    器的湿度则相对较稳定,只在35%~55%之间波动。

    如图4所示,反应器每天正午12点温湿度变化,正午12点温度,夏季和初秋在30℃
    ~55℃之间变化,进入冬季,最低降至0℃左右。正午12点湿度,在40%~55%之间波动。

    如图5所示,反应器每天凌晨温湿度的变化情况,零点温湿度变化情况基本于总体温
    湿度变化情况和正午12点的温湿度变化情况吻合,变化范围基本一致。

    在电菌同时作用的反应器中,湿度始终在35%到55%之间波动,温度则在0℃左右到
    55℃之间变化,由于电场的作用,温度在前期明显的升高,但由于季节的变化,外界温度
    下降,在后期,反应器中的温度也是呈下降趋势,但由于有电场的作用,温度下降的速度
    相对较慢,并且有一定的波动。

    如图6和图7,反应器中污泥pH值在整个修复过程中的变化并不明显,只是在修复
    进行了一个月时pH值略有降低,而一个月pH值又略有回升,由此推断,在电菌同时作
    用的情况下,前一个月的修复,起主要作用的是微生物,微生物代谢旺盛大量产酸,致
    pH值略有下降,而在后一个月的修复中,微生物的生长代谢速度开始下降,电场开始起
    了主要的作用,致使pH值再次略微回升。反应器修复进行到30天和60天时,三个不同
    取样点的pH值,三个取样点的pH值差别不大,而30天时3个取样点的整体pH值要低
    于60天时的,这更加说明了前30天微生物的代谢旺盛,而后30天微生物代谢活力下降。
    有微生物其主要作用时的产酸作用,可以使反应器中污泥的平均pH值下降,而在电场起
    主要作用的情况下,pH值又缓慢回升,据此推测,电场作用下,污泥的整体平均pH值
    可能是呈上升趋势的。

    分别对反应器表层和下层含油污泥含油率变化进行检测,反应器采用电场和投加菌剂
    同时进行的作用方式,其表层污泥的含油率从3.792%到3.232%,去除率仅有14.79%,下
    层污泥含油率从4.461%到0.578%,去除率达到了87.04%。

    由于反应器是电场和菌剂同时作用,因此,电流在污泥中产生的电热在整个反应过程
    中始终存在,这就可能导致投加的菌剂比较容易蒸发掉,在表层这种现象尤为明显,此现
    象一方面使表层污泥中的菌剂含量减少,另一方面也影响了表层污泥的湿度,某些微生物
    生长所需的微量元素可能也随之减少,从而影响表层污泥中菌的代谢活动。这可能是造成
    该反应器表层污泥中原油去除率较低的主要原因。

    表1含油土壤处理后的重金属组成


    电菌同时以及纯微生物的对重金属去除效果较好,基本达到了油田含油污泥排放标
    准。

    实施例2:

    (1)整个含油污泥深度处理的装置工业实施路线如下:含油污泥充分粉碎-掺混菌剂
    干粉和营养盐类-加入到电化学生物耦合处理装置-开启电化学生物装置-过程管理-污泥排
    放;(2)含油污泥粉碎,可以采用农用的秸秆废碎机和建筑用的搅拌机,废碎的颗粒是将
    大颗粒打开,挑出石头,瓦块以及塑料等大颗粒杂质,再搅拌混合过程中加入固态菌剂和
    无机盐类;(3)高效的电化学电场含油污泥生物菌剂,是由多种优势的菌属混合发酵后组
    成,高菌剂的最大的特点是能够适应在微电流条件下,能够快速的降解石油类,同时对重
    金属有去除的作用,菌剂的投加方法可以采用固态粉末和液态菌剂两种形式进行投加,可
    以采取多次生物强化的方法缩短处理的周期;(4)营养盐类物质,主要是通过投加无机盐
    类给微生物提供生物所需的盐类物质,使其快速的繁殖,可以采用液态投加,根据具体含
    油污泥中的盐类,补充调整,具体的投加量需根据来水的水质和具体的工艺运行情况决定,
    营养盐类主要包括磷酸盐、硝酸盐以及硫酸盐和尿素等;(5)投加到含油污泥电化学生物
    耦合处理装置,该装置时实现含油污泥电化学和生物处理实验的装置,主要包括,电极、
    直流稳压控制电源、温度、湿度以及电流控制监测系统以及数据传输系统;(6)过程管理,
    主要是调整含油污泥的湿度,控制在50~80%左右,同时根据湿度以及含油量,控制电流
    的实际作用的强度,电流的实际的作用的强度:电流控制在10~16A,控制电压在2~8V/cm。
    同时对整个工艺进行适当的调整.(7)污泥的排放,可以直接排放到农田或者用于铺路等。

    本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,本领域技
    术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本
    发明所附的权利要求的?;し段?。

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    本文标题:一种含油污泥电化学生物耦合深度处理方法.pdf
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