一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法技术

本发明专利技术公开了一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，解决了现有技术中处理放射性土壤的方法操作复杂、投入成本高且具有大量的放射性作为废物处理的问题。本发明专利技术包括：步骤一、获得适宜在放射性环境下生长繁殖的菌株；步骤二、将放射性土壤进行破碎；步骤三、用硫酸处理放射性土壤制成矿浆，然后掺入黄铁矿和甘蔗渣制成混合浆液；步骤四、将菌株与混合浆液混合制成淋滤体系，再采用生物淋滤的方式对淋滤体系进行处理，淋滤处理后分为滤液和滤渣；步骤五、滤渣进行中和后排放，收集滤液中放射性物质的结晶渣或固化体后处理即可。本发明专利技术达到成本低、投资少、操作简单、能耗低、放射性物质去除能力高及无毒副产物产生等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染土壤的修复领域，具体涉及一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法。
技术介绍
随着放射性设施的大量应用及老龄化，放射性金属元素的大量开采，放射性污染土壤数量越来越大，不仅占用了大量的土地资源，而且有巨大的安全隐患及生态隐患。现有的处理工艺主要在减容及包装贮存两个方面进行研究。减容包括压缩、熔炼、焚烧等技术，包装贮存主要包括采用水泥、沥青、玻璃化等方法进行固化的方法。压缩的减容效果取决于原废物的空隙度、密度及废物的回弹能力等；熔炼去污是采用高温方法将放射性核素从固体废物体内去除；焚烧是将可染性废物置于高温焚烧炉内焚烧，产生的惰性熔渣或灰烬进行进一步的固定。上述处理方法的缺点是能源消耗率高，不能或只有少量物质能得到再循环再利用，废物产生量大，大量的非放射性物质被添加到废物中作为放射性废物处理。因而，现有的处理技术大多处在处理成本高、处理效率低、操作繁琐等问题，因此非常迫切开发一种新型的低成本高效的处理工艺。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术中处理放射性土壤的方法操作复杂、投入成本高且具有大量的放射性作为废物处理，提供解决上述问题的一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，达到成本低、投资少、操作简单、能耗低、放射性物质去除能力高及无毒副产物产生等优点。本专利技术通过下述技术方案实现：一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，包括：步骤一、获得适宜在放射性环境下生长繁殖的菌株；步骤二、将放射性土壤进行破碎；步骤三、用硫酸处理放射性土壤制成矿浆，然后掺入黄铁矿和甘蔗渣制成混合浆液；步骤四、将菌株与混合浆液混合制成淋滤体系，再采用生物淋滤的方法对淋滤体系进行处理，生物淋滤后分为滤液和滤渣；步骤五、滤渣进行中和处理后排放，收集滤液中放射性物质的结晶渣或固化体后处理即可。生物淋滤是近年来在国际上逐渐兴起的一种金属浸提技术。是指利用特定微生物或其代谢产物的氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶性成分(如重金属、硫及其它金属)分离浸提的一种技术。现有技术中大都采用生物淋滤方式对重金属进行处理，并没有采用生物淋滤方式对放射性污染土壤进行处理的记载。本专利技术通过将上述放射性污染土壤进行预处理后，再采用生物淋滤方法对预处理后的放射性污染土壤进行处理，能很好地将放射性污染土壤中的放射性物质分离出来，即采用生物淋滤去除钴、铯、铀等有放射性的金属，使固渣达到排放标准（小于HJ53-2000标准中的导出活度浓度，60Co:30Bq/Kg,137Cs：120Bq/Kg）。本方法实现了放射性污染土壤的有效处理，具有操作简单、成本低廉、投资少，处理后现场可复垦等优点。所述矿浆的固含量为20～40%，pH值为0.8～1.8。通过本专利技术条件的优化设置，能消耗掉土壤中耗酸性物质并溶出部分放射性物质。优选地，本专利技术中矿浆的pH为1.3～1.6；所述步骤三中处理放射性土壤的硫酸浓度为5%～15%。本专利技术通过添加黄铁矿有效提高混合浆液中硫含量，而甘蔗渣的添加则用于增加混合浆液中有机质含量。本专利技术中所述混合浆液中硫含量为固体物质重量的3～8%，混合浆液中有机质含量达到0.5～2%。通过本步骤中物质添加量的设置，能够更加适宜生物淋滤中菌株的生长繁殖，进而时放射性物质的去除更加高效。优选地，混合浆液中硫含量为固体物质重量的5%，混合浆液中有机质含量达到1～1.5%，所述混合浆液的pH值优选设置在0.8～1.8之间。进一步，所述淋滤体系中固体物质的含量为10～30%，淋滤处理时间为2～7天。优选地，淋滤体系中固体物质的含量为15～25%，淋滤处理时间为2～4天。更进一步，所述步骤二中放射性土壤破碎后的粒径条件为：80%以上能过200目筛。为了能使分离后的滤渣不产生二次污染，所述滤渣中先添加碳酸盐，碳酸盐的加入量为滤渣总量的0.3～2%，最后通过石灰水调整使滤渣pH值达到中性。优选地，碳酸盐的加入量为滤渣总量的0.5～1.5%。本专利技术中滤液处理方法有多种，可以通过蒸发处理，得到含有放射性元素的固体盐结晶，可以通过蒸发浓缩，采用水泥固化处理。本专利技术为了能使生物淋滤处理过程中的液体回收再利用，所述滤液通过pH控制的离子分段沉淀方法进行处理，第一段沉淀的pH值为4～6，第一段沉淀的pH值为10～12。通过该方法能将滤液中的放射性物质进行沉淀收集。收集的沉淀蒸发浓缩后支撑结晶渣或固化体，将结晶渣或固化体装入固话桶中运到处置场进行处置即可，沉淀后的滤液则可以回收再利用到生物淋滤中。优选地，所述适宜在放射性环境下生长繁殖的菌株包括但不限于硫氧化菌、铁氧化菌和嗜酸霉菌。本专利技术中的菌株可以是直接购买，也可以自己驯化，自己驯化时，具体操作如下：铁氧化菌使用低铁离子（1～5g/L）的9K培养基进行培养，硫氧化菌使用Wakesman培养基培养，嗜酸霉菌使用酸性（pH1～1.8）PDA培养基培养，在培养过程中加入培养基重量1～2%的放射性土壤，使菌种适应放射性土壤环境；适应该生长环境的菌株均可运用到本专利技术中。为了达到最优地处理效果的同时，更好地提高处理速度，细菌初次接种量在3～15%，优选的接种量在5～10%。所述菌株在淋滤体系中的含量大于1×108个/mL，电位在550mV以上。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术通过生物淋滤去除钴、铯、铀等有放射性的金属，使处理后的固体达到排放标准，实现了放射性污染土壤的有效处理，具有操作简单、成本低廉、投资少，处理后现场可复垦等优点；2、本专利技术滤液采用通过pH控制的离子分段沉淀方法进行处理，能使生物淋滤处理过程中的液体回收再利用，同时采用该方法不会影响放射性元素的去除率，效果十分显著；3、通过本专利技术方法，不仅仅能使放射性土壤减容比巨大，还能使放射性元素的去除率达到90%以上，满足排放标准。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，具体操作过程如下：被钴60污染的土壤，放射量为450Bq/Kg。将土壤进行研磨，研磨的程度为：80%以上过200目筛，使用硫酸在固体浓度为30%的体系中进行酸处理，稳定在pH1.5的条件下30min，酸耗为80kg/t土壤。酸处理后在土壤中添加黄铁矿使硫含量达到5%，再加入1%甘蔗渣。混匀后转到培养好的菌液中，培养基是低铁9K培养基（铁离子浓度2g/L），菌株主要有适宜在放射性环境下生长繁殖的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、霉菌，淋滤体系pH1.6，固体浓度为20%，搅拌淋滤3天后过滤。菌株在混合浆液中的含量为1×108个/mL，电位为550mV。生物淋滤处理后滤渣的放射量为20Bq/Kg，去除率达到95%以上，达到排放标准。生物淋滤处理后的滤渣中添加其重量1%的碳酸钙，放置一周，对渣进行淋洗，淋洗液pH在6左右，说明滤渣中的酸被中和干净。该淋洗液在实际生产中可以循环使用。生物淋滤处理后的滤液进行蒸发，每升滤液得到盐6.8g。因此，通过上述方法处理后的放射性土壤减容比巨大。该实例很好的说明了生物淋滤工艺对放射性土壤的处理效果。实施例2本实施例与实施例1的区别在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，其特征在于，包括：步骤一、获得适宜在放射性环境下生长繁殖的菌株；步骤二、将放射性土壤进行破碎；步骤三、用硫酸处理放射性土壤制成矿浆，然后掺入黄铁矿和甘蔗渣制成混合浆液；步骤四、将菌株与混合浆液混合制成淋滤体系，再采用生物淋滤的方式对淋滤体系进行处理，淋滤处理后分为滤液和滤渣；步骤五、滤渣进行中和后排放，收集滤液中放射性物质的结晶渣或固化体后处理即可。

【技术特征摘要】
1.一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，其特征在于，包括：步骤一、获得适宜在放射性环境下生长繁殖的菌株；步骤二、将放射性土壤进行破碎；步骤三、用硫酸处理放射性土壤制成矿浆，然后掺入黄铁矿和甘蔗渣制成混合浆液；步骤四、将菌株与混合浆液混合制成淋滤体系，再采用生物淋滤的方式对淋滤体系进行处理，淋滤处理后分为滤液和滤渣；步骤五、滤渣进行中和后排放，收集滤液中放射性物质的结晶渣或固化体后处理即可。2.根据权利要求1所述的一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，其特征在于，所述矿浆的固含量为20～40%，pH值为0.8～1.8。3.根据权利要求1所述的一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，其特征在于，所述混合浆液中硫含量为固体物质重量的3～8%，混合浆液中有机质含量达到0.5～2%。4.根据权利要求1所述的一种生物淋滤处理放射性污染土壤的新方法，其特征在于，所述淋滤体系中固体物质的含量为10～30%，淋滤处理时间为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：林洪，董博文，
申请(专利权)人：林洪，
类型：发明
国别省市：云南;53