极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器制造技术

一种极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器，特别是高温石油污染土壤的生物修复。该装置的反应器主要由供热系统和反应器主体两大部分组成，其中供热系统采用导热油进行传热，同时为了模拟高温干旱土壤环境进行了分段梯度控温，每段都有一套相对独立的导热油供热系统；模拟反应器不仅可以模拟单一的极端土壤环境，还可以模拟多种极端土壤环境，真实反应土壤在纵向分布的真实情况，可以真实地模拟实际现场修复条件，从而获得最佳的修复工艺参数。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器，属于模拟 极端土壤实际情况的有机污染生物修复装置，特别是高温石油污染土壤的生物修复。该装 置的反应器主要由供热系统和反应器主体两大部分组成，其中供热系统采用导热油进行传 热，同时为了模拟高温干旱土壤环境进行了分段梯度控温，每段都有一套相对独立的导热 油供热系统；
技术介绍
在有机污染土壤中，石油污染占相当比例。我国自1978年原油产量突破IX 108t 大关而成为世界十大产油国之一以来，勘探开发的油气田和油气藏已有400多个，年产石 油污染土壤近lX105t，累计堆放量近5X105t。以油田为例，每口油井污染土地面积为 200-500m2，全国共有油井2X105t 口，由此造成的土壤污染可达8 X 107m2，这一数字每年还 在增长中。1998年，全国石油、炼化企业生产含油固体废物量达4. 29X 106t，利用率低于 50%，由此造成土壤污染可达3. 3X106hm2 ；我国每年有6X 105t石油经跑、冒、滴、漏等途径 进入环境，造成土壤污染。随着石油工业的发展，土壤石油污染正在不断扩大。对石油污染 土壤进行处理，使其在较短的时间内达到重复利用的标准，特别是高温干旱环境下的土壤 微生物修复技术，是污染土壤治理过程中亟待解决的问题。不同高温干旱环境下土壤微生 物修复的相关指标有较大的差别，因此需要通过实验室进行高温干旱等极端条件的模拟获 得相关的基础数据，为现场修复提供技术保障。目前，国内外有关极端环境下有机污染物模拟修复的研究开展的很少，特别是针 对石油烃类污染物质在高温、干旱或高含盐环境中的生物修复的工艺参数条件的研究。 WelandenU等人对低温环境下有机污染土壤的微生物模拟修复进行了相关的研究，对原油 污染土壤使用组合工艺添加肥料及通风供氧进行了为期6个月的生物修复实验，对土壤 的理化性质，微生物数量以及石油烃含量进行了相应的测定；而高温干旱或高含盐环境下 实验室模拟修复的研究工作目前而没有开展，存在的主要问题是无法真实模拟土壤环境， 造成模拟工艺参数无法直接应用于现场实验。
技术实现思路
本技术的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供了一种极端环境 下土壤有机污染生物修复的模拟反应器。为了真实模拟极端土壤环境，弥补模拟修复反应 获得工艺参数无法直接应用于现场实验的不足，本技术所述的模拟反应器主要由供热 系统和反应器主体两大部分组成，其中供热系统采用导热油进行传热，同时为了模拟高温 干旱土壤环境进行了分段梯度控温，每段都有一套相对独立的导热油供热系统；该模拟反 应器是由顶盖、反应器和底部布气渗滤层三部分构成，其主要的技术特点在于顶盖(9)置 于反应器的上部，布气渗滤层(13)置于反应器的下部，反应器本身又是由反应器I段(10)、 反应器II段(11)和反应器III段(12)上下串联而成，从而使得五部分形成密闭系统。3为了更好地体现本技术的设计思想，专利技术人在顶盖上部设置有进气口(3)、 进水口(2)和排气口(1)；每段反应器均设置有导热油入口(4)、导热油出口(5)和取样口 (8)，而每段的导热油入口(4)和导热油出口(5)都相对独立地有加热控制系统；位于底部 的布气渗滤层也设置有充气口(6)和渗滤液排放口(7)。附图说明附图即为本技术的结构示意图，其中1――顶盖排气口 2――顶盖进水口 4——导热油入口5――导热油出口 6――布气渗滤层充气口 8反应器取样口9——顶盖10——反应器I段 12-—反应器IlI段具体实施方式下面将结合附图和实施例来详叙本技术的技术特点在实际设计和制造中，模拟反应器主要由供热系统和反应器主体两大部分组成， 其中反应器的是由5个小部分组成，即从上到下分别是顶盖、反应器I段、反应器I段、反应 器III段和渗滤层，并形成密闭系统。为了模拟高温干旱土壤环境进行了分段梯度控温，反 应器的每段都与一套相对独立的导热油供热系统相连接，并采用导热油进行传热。同时，为了模拟真实土壤的纵向温度分布情况，使用分段控温进行土层温度的动 态调整；反应器顶部有一带有流量计的进水口用于土壤水分含量的调控，从而实现干旱条 件的控制；高含盐条件是经理论计算后从进料口处添加对应的无机盐进行模拟。具体制造的实施例如下反应器柱体总高120cm，圆顶盖高度为20cm，反应器一段高度为40cm，二段高度为 20cm，三段高度为30cm，渗滤层高度为10cm，同时柱体的外径为50cm，柱体不等间距地装有 3个取样口，用于取土样考察降解情况和微生物的分布情况，柱体顶部有一进气口和排气 口，用于模拟环境气体流动。柱体底部有渗滤液排放口和充气口各一个，柱体顶部是可拆卸 密封装置，上面有加料口和采气口各一个，同时为了模拟干旱环境，控制模拟修复时土壤的 水分含量，进气口的进气可采用恒温加热装置进行温度调节，同时配合进水口处的喷淋装 置进行供水，从而达到控制土壤水分含量的目的。此外为了模拟阳光照射的实际情况，在圆 顶盖处还可以增加日光灯照射的措施。与现有技术相比，本技术的模拟反应器不仅可以模拟单一的极端土壤环境， 还可以模拟多种极端土壤环境，真实反应土壤在纵向分布的真实情况，可以真实地模拟实 际现场修复条件，从而获得最佳的修复工艺参数。3-—顶盖进气口 7布气渗滤层排放口 Ii----反应器II段权利要求极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器，该模拟反应器是由顶盖、反应器和底部布气渗滤层三部分构成，其特征在于顶盖(9)置于反应器的上部，布气渗滤层(13)置于反应器的下部，反应器本身又是由反应器I段(10)、反应器II段(11)和反应器III段(12)上下串联而成，从而使得五部分形成密闭系统；其中每段反应器都与一套相对独立的导热油供热系统相连。2.根据权利要求1所述的极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器，其特征在 于位于上部的顶盖设置有进气口(3)、进水口(2)和排气口(1)。3.根据权利要求1所述的极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器，其特征在 于每段反应器均设置有导热油入口(4)、导热油出口(5)和取样口(8)。4.根据权利要求1所述的极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器，其特征在 于位于底部的布气渗滤层设置有充气口(6)和排放口(7)。专利摘要一种极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器，特别是高温石油污染土壤的生物修复。该装置的反应器主要由供热系统和反应器主体两大部分组成，其中供热系统采用导热油进行传热，同时为了模拟高温干旱土壤环境进行了分段梯度控温，每段都有一套相对独立的导热油供热系统；模拟反应器不仅可以模拟单一的极端土壤环境，还可以模拟多种极端土壤环境，真实反应土壤在纵向分布的真实情况，可以真实地模拟实际现场修复条件，从而获得最佳的修复工艺参数。文档编号B09C1/00GK201618718SQ201020138298公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日专利技术者刘其友, 吴伟林, 张云波, 赵东风 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油大学(华东)本文档来自技高网...

【技术保护点】
极端环境下土壤有机污染生物修复的模拟反应器，该模拟反应器是由顶盖、反应器和底部布气渗滤层三部分构成，其特征在于顶盖（９）置于反应器的上部，布气渗滤层（１３）置于反应器的下部，反应器本身又是由反应器Ⅰ段（１０）、反应器Ⅱ段（１１）和反应器Ⅲ段（１２）上下串联而成，从而使得五部分形成密闭系统；其中每段反应器都与一套相对独立的导热油供热系统相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东风，张云波，刘其友，吴伟林，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油大学华东，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]