含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站和处理方法

摘要

一种含油污泥微生物降解和曝气‑抽提联合处理站和处理方法，该联合处理站包括微生物添加装置、曝气/抽提装置、计量‑进料层、搅和层、卸料层以及履带式运料机，其中微生物添加装置和曝气/抽提装置包括微生物储罐、曝气‑抽气储罐；计量‑进料层包括阀门、压力表、流量计、进料室等；拌和层主要有各管道接口装置及搅拌机；卸料层主要是通过卡车将处理后土壤运离处理站。本发明的装置能够通过微生物降解、机械搅拌和曝气‑抽气等联合方法，将含油污泥中石油类、石油烃、挥发性VOCs以及易降解和抽提的污染物去除，从而达到土壤修复和规模自动化处理的目标。

权利要求

1.一种含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，包括微生物添加装置、曝气-抽提装置、联合处理容器和气/液多孔转换器，其特征在于：微生物添加装置，用于向联合处理容器内注入微生物液体，以对所述含油污泥进行微生物降解；

曝气-抽提装置，用于向联合处理容器内输入曝气用气体，以对所述含油污泥进行曝气处理，以及以抽提的方式对联合处理容器内的降解和曝气后的含油污泥中的尾气进行去除；

联合处理容器，所述联合处理容器上设置有进料口、搅拌器和出料口，其中搅拌器用于对联合处理容器内的含油污泥进行搅拌；

气/液多孔转换器，呈环状设置于所述联合处理容器的中部，所述气/液多孔转换器包括在环形圆周上分布的、与若干个通道对应连通的开口，所述若干个通道以间隔的方式分别与微生物添加装置的输送管道和曝气-抽提装置的曝气管道连通，从而分别用于向所述联合处理容器内部输送微生物液体和曝气用气体；其中，所述气/液多孔转换器为环形，设计于搅拌器与进料仓的连接处，在其上均布开孔，孔径大小与输送管道相匹配，微生物添加装置的输送管道和曝气管道间隔布置，管径和材质依据场地规模和污染物类型确定；

其中，所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站中的部件以如下方式从上往下层状布置：微生物-曝气/抽提装置层，包括微生物添加装置和曝气-抽提装置，位于所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站的顶层；

计量-进料层，包括联合处理容器的进料口，以及微生物添加装置的输送管道、曝气-抽提装置的曝气管道、联合处理容器内部空间中设置的计量装置；

拌和层，包括设置于所述联合处理容器上的搅拌机和气/液多孔转换器；

卸料层，包括联合处理容器的出料口。

2.根据权利要求1所述的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，其特征在于，所述曝气-抽提装置的抽提管道上还安装了采样装置，以间接确定土壤污染物的去除效果。

3.根据权利要求1所述的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，其特征在于，所述曝气-抽提装置将曝气室与抽提室设置在一个容器内，通过隔板相隔。

4.根据权利要求1所述的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，其特征在于，所述曝气-抽提装置的抽提管道与所述联合处理容器内部空间的连接处位于所述气/液多孔转换器开口的上部，利于对降解和曝气后的含油污泥中尾气的去除。

5.根据权利要求1所述的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，其特征在于，其进料采用履带和密闭进料箱，全自动搅拌和自动卸料装置。

6.根据权利要求1所述的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，其特征在于，所述联合处理容器的出料口设置于行车间内，能够直接以自卸方式将出料输送到货车车厢内。

7.一种采用如权利要求1至6任意一项所述的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站对含油污泥的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据场地大小和处理污染物的实际总量，来确定处理站的个数，以及微生物储罐及曝气-抽提储罐的直径及高度；由现场小试得到的主要污染物的种类来确定各管道的材质；

安装和/或调校含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站；

（2）通过试验确定微生物投放量、含油污泥拌和量、曝气时间和含量、抽提时间和速率、温度及pH参数，通过抽提气体污染物检测含量确定最优方案；

（3）采用所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站对含油污泥进行处理。

8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，在采用含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站对含油污泥进行处理的步骤中，先进行微生物降解处理，再进行曝气处理，然后抽提除去尾气，然后检测是否重复上述步骤。

说明书

含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站和处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理技术领域，特别涉及一种对石油类污染物进入土壤后，在通过微生物降解和曝气-抽提对土壤中的石油类、石油烃、挥发性VOCs以及易降解和抽提的有机污染物进行去除的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站和处理方法。

背景技术

[0002] 随着石油化工企业的发展及生产生活中石汽油的应用，其储运中原油滴落、储罐或管道破裂以及污水渗漏等因素均会导致含油组分进入包气带土壤，且对地下水环境安全构成巨大威胁。对石油污染场地的修复技术中包括物理修复技术热脱附、电动修复技术等、化学技术淋洗萃取法、光催化氧化法、氧化还原化等及生物技术微生物修复技术、植物修复技术和物化-生物联合修复技术等，其中微生物修复技术作为石油污染土壤生物修复领域的研究热点和重点，微生物修复理论比较系统，技术比较成熟。一些先进的工艺、菌剂已陆续应用到工程实践中。

[0003] AirSparging/Soil Vapor Extraction曝气-气相抽提法技术是近年来兴起的专门治理VOCs的修复技术，其中SVE为20世纪美国兴起的专门治理VOCs的修复技术，全美有27％“超级基金”案例应用，还把它当作去除土壤中VOCs的一种标准处理方法，但SVE对修复场地有一定要求，需要所处理的污染场地的土体有较好的渗透性；且在处理有机污染物时，修复后期常出现“拖尾”现象；而采用微生物降解可以有效的解决处理后期的的拖尾问题，且在处理前期微生物降解作用需要一定量的水分，由此也使得淤泥的含水率降低变为松散状，利于后续SVE的实施，因此，在含油污泥的处理工程中，应用微生物修复技术联合曝气-抽提技术将使得石油污染物去除范围更广，浓度含量更低。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本申请的主要目的在于提出一种含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站和处理方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

[0005] 为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提出了一种含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，包括微生物添加装置、曝气-抽提装置、联合处理容器和气/液多孔转换器，其特征在于：

[0006] 微生物添加装置，用于向联合处理容器内注入微生物液体，以对所述含油污泥进行微生物降解；

[0007] 曝气-抽提装置，用于向联合处理容器内输入曝气用气体，以对所述含油污泥进行曝气处理，以及以抽提的方式对联合处理容器内的降解和曝气后的含油污泥中的尾气进行去除；

[0008] 联合处理容器，所述联合处理容器上设置有进料口、搅拌器和出料口，其中搅拌器用于对联合处理容器内的含油污泥进行搅拌；

[0009] 气/液多孔转换器，呈环状设置于所述联合处理容器的中部，所述气/液多孔转换器包括在环形圆周上分布的、与若干个通道对应连通的开口，所述若干个通道以间隔的方式分别与微生物添加装置的输送管道和曝气-抽提装置的曝气管道连通，从而分别用于向所述联合处理容器内部输送微生物液体和曝气用气体。其中，所述气/液多孔转换器为环形，设计于搅拌器与进料仓的连接处，在其上均布开孔，孔径大小与输送管道相匹配，微生物添加装置的输送管道和曝气管道间隔布置，管径和材质依据场地规模和污染物类型确定；

[0010] 其中，所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站中的部件以如下方式从上往下层状布置：

[0011] 微生物-曝气/抽提装置层，包括微生物添加装置和曝气-抽提装置，位于所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站的顶层；

[0012] 计量-进料层，包括联合处理容器的进料口，以及微生物添加装置的输送管道、曝气-抽提装置的曝气管道、联合处理容器内部空间中设置的计量装置；

[0013] 拌和层，包括设置于所述联合处理容器上的搅拌机和气/液多孔转换器；

[0014] 卸料层，包括联合处理容器的出料口。

[0015] 作为本发明的另一个方面，提出了一种采用如上所述的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站对含油污泥的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0016] (1)根据场地大小和处理污染物的实际总量，来确定处理站的个数，以及微生物储罐及曝气-抽提储罐的直径及高度；由现场小试得到的主要污染物的种类来确定各管道的材质；安装和/或调校含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站；

[0017] (2)通过试验确定微生物投放量、含油污泥拌和量、曝气时间和含量、抽提时间和速率、温度及pH参数，通过抽提气体污染物检测含量确定最优方案；

[0018] (3)采用所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站对含油污泥进行处理。

[0019] 基于上述技术方案可知，本发明的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站具有如下优点：可以将原油开采、油田集输和炼油加工等过程中跑、冒、滴、漏产生的含油污泥进行有效降解和修复；此处理站将生物修复技术、曝气技术和土壤气相抽提技术联合应用，可开展批量的含油污泥的处置；多种技术的联合使用有效保证了对含油污泥的修复效率。

[0020] 能够通过微生物降解、机械搅拌和曝气-抽气等联合方法，将含油污泥中石油类、石油烃、挥发性VOCs以及易降解和抽提的污染物去除，从而达到土壤修复和规模自动化处理的目标。

附图说明

[0021] 图1为本发明的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站的结构示意图；

[0022] 图2为本发明中管道接口装置的开孔示意图。

[0023] 上述附图中，主要组件附图标记含义如下：

[0024] 1、微生物储罐；2、抽提室；3、曝气室；4、止液阀门；5、液体流量计；6、楼梯间；7、进料仓；8、气体止回阀；9、气体流量计；10、曝气管道；11、气阀门；12、压力表；13、抽提管道；14、试剂输送管；15、运料斗；16、履带式运料机；17、隔层；18、管道接口装置；19、搅拌机；20、出料仓；21、桁架式立柱；22、行车间；23、抽提孔；24、试剂注入孔；25、曝气孔。

具体实施方式

[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

[0026] 本发明公开了一种含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，包括微生物添加装置、曝气-抽提装置、联合处理容器和气/液多孔转换器，其特征在于：

[0027] 微生物添加装置，用于向联合处理容器内注入微生物液体，以对所述含油污泥进行微生物降解；

[0028] 曝气-抽提装置，用于向联合处理容器内输入曝气用气体，以对所述含油污泥进行曝气处理，以及以抽提的方式对联合处理容器内的降解和曝气后的含油污泥中的尾气进行去除；

[0029] 联合处理容器，所述联合处理容器上设置有进料口、搅拌器和出料口，其中搅拌器用于对联合处理容器内的含油污泥进行搅拌；

[0030] 气/液多孔转换器，呈环状设置于所述联合处理容器的中部，所述气/液多孔转换器包括在环形圆周上分布的、与若干个通道对应连通的开口，所述若干个通道以间隔的方式分别与微生物添加装置的输送管道和曝气-抽提装置的曝气管道连通，从而分别用于向所述联合处理容器内部输送微生物液体和曝气用气体。

[0031] 其中，所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站中的部件以如下方式从上往下层状布置：

[0032] 微生物-曝气/抽提装置层，包括微生物添加装置和曝气-抽提装置，位于所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站的顶层；

[0033] 计量-进料层，包括联合处理容器的进料口，以及微生物添加装置的输送管道、曝气-抽提装置的曝气管道、联合处理容器内部空间中设置的计量装置；

[0034] 拌和层，包括设置于所述联合处理容器上的搅拌机和气/液多孔转换器；

[0035] 卸料层，包括联合处理容器的出料口。

[0036] 其中，所述曝气-抽提装置的抽提管道上还安装了采样装置，以间接确定土壤污染物的去除效果。

[0037] 其中，所述曝气-抽提装置将曝气室与抽提室设置在一个容器内，通过隔板相隔。

[0038] 其中，所述曝气-抽提装置的抽提管道与所述联合处理容器内部空间的连接处位于所述气/液多孔转换器开口的上部，利于对降解和曝气后的含油污泥中尾气的去除。

[0039] 其中，其进料采用履带和密闭进料箱，全自动搅拌和自动卸料装置。

[0040] 其中，所述联合处理容器的进料口设置于行车间内，能够直接以自卸方式将出料输送到货车车厢内。

[0041] 其中，采用环形设计于搅拌器与进料仓的连接处，在其上均布开孔，孔径大小与输送管道相匹配，微生物添加装置的输送管道和曝气管道间隔布置，管径和材质依据场地规模和污染物类型确定。

[0042] 本发明还公开了一种采用如上所述的含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站对含油污泥的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0043] (1)根据场地大小和处理污染物的实际总量，来确定处理站的个数，以及微生物储罐及曝气-抽提储罐的直径及高度；由现场小试得到的主要污染物的种类来确定各管道的材质；安装和/或调校含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站；

[0044] (2)通过试验确定微生物投放量、含油污泥拌和量、曝气时间和含量、抽提时间和速率、温度及pH参数，通过抽提气体污染物检测含量确定最优方案；

[0045] (3)采用所述含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站对含油污泥进行处理。

[0046] 其中，在采用含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站对含油污泥进行处理的步骤中，先进行微生物降解处理，再进行曝气处理，然后抽提除去尾气，然后检测是否重复上述步骤。

[0047] 在一个优选实施方式中，本发明公开了一种含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，包括微生物-曝气/抽提装置层、计量-进料层、拌和层、卸料层以及履带式运料机，其中：

[0048] 微生物添加装置和曝气-抽提装置联合使用，可以利用微生物降解和曝气-抽提挥发性污染物，处理污染物范围更广。

[0049] 含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站通过管道安装在搅拌机和储料仓中部的气/液多孔转换器上，此转换器是外部单通道连接微生物添加装置和曝气-抽提装置，内部环壁上则由成间错分布的多通道构成，可将输送的微生物液体和气体分流，加之搅拌机的机械搅拌，实现物料和试剂的更加充分和均匀的拌和。

[0050] 曝气-抽气处理装置分为曝气室左侧和抽提室右侧，曝气室由处理所含石油成分确定气体成分配比，根据室外条件和微生物降解所需最佳温度确定气体温度和含量；抽提管道连接于气/液多孔转换器外侧上部，利于对降解和曝气后的土壤中尾气进行去除。

[0051] 含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站在微生物、曝气装置的连接管道和储料仓上各安装了计量装置，以确定最优配合比；在抽提管道上安装了采样装置，以间接确定土壤污染物的去除效果。

[0052] 含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，其进料采用履带和密闭进料箱，全自动搅拌和自动卸料装置，可极大节省人力。

[0053] 本发明的拌和层主要有各管道接口装置及搅拌机；卸料层主要是通过卡车将处理后土壤运离处理站。

[0054] 本发明的装置能够通过微生物降解、机械搅拌和曝气-抽气等联合方法，将含油污泥中石油类、石油烃、挥发性VOCs以及易降解和抽提的污染物去除，从而达到土壤修复和规模自动化处理的目标。

[0055] 下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步阐述说明。

[0056] 如图1所示，本发明提供了一种含油污泥微生物降解和曝气-抽提联合处理站，包括微生物-曝气/抽提装置层、计量-进料层、拌和层、卸料层以及履带式运料机。微生物-曝气/抽提装置层设计在顶层，中间有隔墙阻断，微生物储罐1安装在左侧，可分级分段拼接；曝气/抽提装置分为抽提室2和曝气室3。处理站第三层为计量-进料层，微生物储罐1通过试剂输送管14与管道接口装置18相连，试剂输送管14上安装有止液阀门4和液体流量计5；曝气室3通过曝气管道10与管道接口装置18相连，上安装有气体流量计9和气体止回阀8；抽提室2通过抽提管道13中与管道接口装置18相连，上安装有气阀门11、气体流量计9和压力表
12，管道接口装置18中分别有抽提孔23、试剂注入孔24和曝气孔25；此层还设置了进料仓7，应用履带式运料机16将装有污泥的运料斗15提升至进料口。处理站第二层为拌和层，管道接口装置18连接上部各管道，并由搅拌机19进行物料和试剂的拌和。底层为行车层，搅拌机
19有自卸式出料仓20，货车可以在行车间22内运输，并通过桁架式立柱21保障承重。

[0057] 本发明装置在使用时：

[0058] (1)根据场地大小和处理污染物的实际总量，来确定处理站的个数，以及微生物储罐及曝气-抽提储罐的直径及高度；由现场小试得到的主要污染物的种类来确定各管道的材质。将微生物-曝气/抽提装置层、计量-进料层、拌和层、卸料层以及履带式运料机依次按顺序安装。

[0059] (2)试验前期需进行微生物投放量、含油污泥拌和量、曝气时间和含量、抽提时间和速率、温度及pH等参数的确定，可通过抽提气体的污染物检测含量确定最优化方案。

[0060] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。