[发明专利]一种生物修复液及其制备方法与修复土壤重金属的方法

权利要求书

1.一种生物修复液，其特征在于，包括如下体积份数的组分：

复合硫杆菌制备得到的复合硫杆菌菌液22～26份、营养液40～43份、金属硫蛋白溶液7～10份、超氧化物歧化酶酶液6～8份、酸溶液16～18份；

所述复合硫杆菌包括亚铁氧化酸硫杆状菌(Acidithiobacillusferrooxidans)和食铁嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillusferrivorans)；

所述复合硫杆菌菌液中亚铁氧化酸硫杆状菌的活菌浓度为3.6～4.2×10⁸cfu/mL；

所述食铁嗜酸硫杆菌的活菌浓度为5.1～6.5×10⁸cfu/mL；

所述营养液以水为溶剂，包括如下质量浓度的组分：

FeSO₄·7H₂O9～10g/L、S4～4.4g/L、(NH₄)₂SO₄2.5～3.5g/L、K₂HPO₄2.5～3.5g/L、KCl0.8～1.2g/L、MgSO₄·7H₂O0.4～0.6g/L、Ca(NO₃)₂0.08～0.12g/L；

所述金属硫蛋白溶液的制备方法为：

将金属硫蛋白粉溶解于NaCl水溶液中，得到金属硫蛋白溶液；

所述金属硫蛋白粉与NaCl水溶液的质量体积比为9～11g:100mL；

所述NaCl水溶液的浓度为1.2～1.5wt％；

所述酸溶液包括柠檬酸水溶液和植酸；

所述柠檬酸水溶液的浓度为4.5～5.5wt％；

所述植酸的纯度大于70％；

所述柠檬酸水溶液与植酸的体积比为35～40:60～65；

所述复合硫杆菌菌液的制备方法包括如下步骤：

将亚铁氧化酸硫杆状菌菌液和食铁嗜酸硫杆菌菌液在驯化培养基中驯化培养8～11d；

所述亚铁氧化酸硫杆状菌菌液、食铁嗜酸硫杆菌菌液与驯化培养基的体积比为8～10:7～8:82～85；

所述驯化培养基以水为溶剂，包括如下质量浓度的组分：

NaHCO₃1.1～1.4g/L、CaCl₂2.5～3.5g/L、Ca(NO₃)₂1.5～2.5g/L、MgSO₄0.6～1.0g/L、KCl5～7g/L、FeSO₄10～12g/L、S6～8g/L；

所述驯化培养的温度为35～38.5℃。

2.根据权利要求1所述的生物修复液，其特征在于，包括如下体积份数的组分：

复合硫杆菌制备得到的复合硫杆菌菌液23～25份、营养液41～42份、金属硫蛋白溶液8～9份、超氧化物歧化酶酶液6.5～7.5份、酸溶液16.5～17.5份。

3.根据权利要求2所述的生物修复液，其特征在于，包括如下体积份数的组分：

复合硫杆菌制备得到的复合硫杆菌菌液24份、营养液41.5份、金属硫蛋白溶液8.5份、超氧化物歧化酶酶液7份、酸溶液17份。

4.权利要求1～3任意一项所述的生物修复液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将复合硫杆菌菌液、营养液、金属硫蛋白溶液、超氧化物歧化酶酶液、酸溶液按比例混合得到生物修复液。

5.一种权利要求1～3任意一项所述的生物修复液修复土壤重金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将生物修复液与待处理土壤在反应装置中进行反应，实现待处理土壤的修复；

所述反应装置包括如下部分组成：进液箱(1)、注入泵(2)、反应器(5)、微波发射器(8)、废液处理器(11)和土壤分离机(12)；

进液箱(1)通过注入泵(2)，经过淋洗液注入管(3)，淋洗液入口(4)与反应器(5)相连；

所述反应器内部安装螺旋推进器(7)；

所述螺旋推进器距离反应器底部8～12mm，距离反应器顶部440～460mm；

所述螺旋推进器与螺旋输送机(10)相连；

所述螺旋推进器的桨板的外圆直径为1330～1350mm，桨板的厚度为29～31mm；

所述螺旋推进器的桨板上镶嵌发热催化体镶嵌条；

所述发热催化体镶嵌条位于螺旋推进器的桨板的同一平面上，距离螺旋推进器的中心位置463～467mm；

所述发热催化体镶嵌条的外圆直径为928～932mm；

所述发热催化体镶嵌条的宽度为28～32mm；

所述发热催化体镶嵌条嵌入螺旋推进器的桨板的深度为18～22mm或凸出螺旋推进器的桨板18～22mm；

所述发热催化体镶嵌条上包含催化剂和微波发热材料；

所述催化剂与微波发热材料的重量比为18～22:78～82；

所述催化剂为Bi₂O₃；

所述微波发热材料包括如下重量比的组分石墨:氧化铜:氧化锌:铁氧体为4～6:35～37:31～33:26～28；

所述反应器中包括进料反应区(14)、沉淀反应区(15)、控水沥出区(16)、脱水沥出区(17)、挤压回流区(18)和回流区(19)；

所述反应器上还包括微波发射器；

所述微波发射器(8-1)位于沉淀反应区下部，作用于进料反应区和沉淀反应区；

所述微波发射器(8-2)位于反应器中下部，作用于回流反应区和挤压回流区；

所述微波发射器(8-3)和微波发射器(8-4)位于脱水沥出区；

所述生物修复液由进液箱(1)通过注入泵(2)，经过淋洗液注入管(3)，从反应器(5)的淋洗液入口(4)进入反应器；

所述生物修复液的投入流量为3.4～5.8L/min；

所述反应器中的螺旋推进器的桨板在修复土壤重金属时的转速为9～11r/min；

所述反应器上的微波发射器(8-1)在修复土壤重金属时的功率为90～110W；

所述反应器上的微波发射器(8-2)在修复土壤重金属时的功率为280～320W；

所述反应器上的微波发射器(8-3)在修复土壤重金属时的功率为880～920W；

所述反应器上的微波发射器(8-4)在修复土壤重金属时的功率为780～820W；

所述反应器上的微波发射器(8-1)和微波发射器(8-2)在修复待处理土壤时的工作方式为开机0.9～1.1min，停机4～6min；

所述反应器上的微波发射器(8-3)和微波发射器(8-4)在修复待处理土壤时的工作方式为持续开机；

所述反应器在修复待处理土壤时与水平地面的倾斜角度为28～32°；

所述反应时待处理土壤与生物修复液的质量体积比为1kg:2.15～2.55L；

所述反应时待处理土壤的投加量为0.36～0.40m³/h；

所述反应时待处理土壤的含水量为70～94％，其中反应器中的进料反应区、沉淀反应区、回流反应区内的待处理土壤的含水率为92～97％；

挤压回流区内待处理土壤的含水率为86～92％；

控水沥出区内待处理土壤的含水率为74～80％；

脱水沥出区内待处理土壤的含水率65～73％；

所述反应的时间为2～6h。