一種放射性污染土壤生物修復裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于環境污染修復技術領域，具體設及一種放射性污染±壤生物修復 裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著核能科學技術的快速發展，大量同位素應用、放射性礦采冶、國防科研試驗、 放射性廢物的處置，W及核武器試驗基地的逐步對外開放等活動，導致環境放射性污染問 題日益嚴重。其中，含有放射性核素的污染±壤的治理和修復日益受到關注。國際福射防護 委員會、國際原子能機構、美國EPA、美國核管理委員會和美國國安局等多家機構先后制訂 了放射性污染±壤的修復標準，我國不久也將出臺相關的修復標準。有關放射性污染±壤 的治理和修復技術很多，包括工程、物理、化學、生物方法及其聯用技術。傳統的治理方法如 采用含有表面活性劑的機械清洗法、離子交換樹脂法、膜分離法與酸浸法等，存在著基建投 資高、處理費用大、處理效果不理想并易造成二次污染等諸多問題。近年來研究重點逐漸轉 向生化處理技術，研究發現許多微生物吸附劑都能用于重金屬及放射性廢水的處理。但由 于生物體自身受到諸多條件的限制，使其難W得到推廣應用。
[0003] 目前，國內外對于采用富集植物修復放射性污染±壤的研究和應用得到了一定程 度的開展，但是植物修復方法見效緩慢，如何處理富集大量放射性核素的植株W及選育耐 性較強的富集植物尚待深入研究。嗜酸性硫桿菌是分布于酸性自然環境中的一種廣為應用 的自養菌。申請人此前發明了放射性污染±壤的微生物修復技術，即利用嗜酸性硫桿菌等 微生物的活性菌液促溶+硫酸鹽還原菌吸附沉淀溶出的放射性核素來大規模處理放射性污 染±壤（已獲發明專利授權，ZL200810147707. X及化200810147710.1)。
[0004] 迄今為止，對新的生物過程，首選的生物反應器是機械攬拌式反應器。機械攬拌式 反應器能適用于大多數的生物過程，是形成標準化的通用產品。考慮到細菌對剪切力不敏 感，W及生物修復過程多為間歇操作，使用機械攬拌式反應器也是可行的。由于間歇操作是 非定態過程，反應器內各物質的濃度是時間的函數，也就是說微生物生長的環境是隨時間 變化的。運就需要使用自動控制的手段，來調整反應器內的各個反應條件，始終保持在最適 于嗜酸性硫桿菌生長和發揮生理功能的狀態下。同時，為了解決放射性污染±壤微生物修 復過程中的兩大問題:微生物與達標±壤的分離W及如何避免操作人員受到福射損傷，申 請人實用新型了放射性污染±壤生物修復自控裝置。
[0005] PLC英文全稱為Programmable Logic Conholler,中文全稱為可編程邏輯控制 器。其定義是:一種數字運算操作的電子系統。PLC是一種專口為在工業環境下應用而設計 的數字運算操作的電子裝置。它采用可W編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯 運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和 輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關外設都應按易與工控系統形成整體， 易于擴展其功能等原則設計。PLC發展到今天，已形成大、中、小各種規模的系列化產品。可 用于各種規模的工控場合。除了邏輯處理功能W外，現代化C大多具有完善的數據運算能 力，可用于各種數字控制領域。近年來化C的功能單元大量涌現，使化C滲透到了位置控制和 溫度控制等多種工業控制中。加上化C通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用化C組 成各種控制系統變得非常容易。
[0006] 本實用新型所采用的嗜酸性硫桿菌保藏在國家知識產權局指定的中國典型培養 物保藏中屯、（地址：中國武漢市武漢大學；郵編:430072;保藏日期：2008年9月26日；編號： M208131;分類命名：嗜酸氧化硫硫桿菌Acidithiobacillus 1:hiooxidans，A.f .HT-8);具體 參見申請人此前已申請的國家發明專利化200810147707.X(已授權）。 【實用新型內容】
[0007] 本實用新型提供了一種放射性污染±壤生物修復裝置，用于解決利用嗜酸性硫桿 菌等微生物的活性菌液促溶+硫酸鹽還原菌吸附沉淀溶出的放射性核素來大規模處理放射 性污染±壤的問題，其技術方案如下所述：
[0008] -種放射性污染±壤生物修復裝置，包括依次連接的溫控加熱區、污染±壤生物 修復反應器和化C監控系統，所述污染±壤生物修復反應器內設置有數顯式電動攬拌機、微 孔曝氣器，W及分別與PLC監控系統相連接的抑自動控制裝置、ORP自動控制裝置、DO值自動 控制裝置，所述化C監控系統包括化C控制面板及服務器。
[0009] 所述溫控加熱區包括溫控儀、循環水加熱容器和放置污染±壤生物修復反應器的 保溫容器，所述循環水加熱容器、保溫容器都設置有與溫控儀相連接的溫度傳感器，所述循 環水加熱容器、保溫容器之間的循環回路上設置有水累和流量計。
[0010] 所述循環水加熱容器設置有電加熱器，所述保溫容器設置有空壓機。
[ocm]所述pH自動控制裝置包括pH電極、pH變頻調整單元和生物修復助劑添加單元，所 述生物修復助劑添加單元通過抽液累與污染±壤生物修復反應器相連接。
[0012] 所述ORP自動控制裝置包括ORP電極、ORP變頻調整單元和ORP風機，所述ORP風機與 微孔曝氣器相連接。
[0013] 所述DO值自動控制裝置包括DO值電極、DO值變頻調整單元和DO值風機，所述DO值 風機設置有=組，并與微孔曝氣器相連接。
[0014] 所述污染±壤生物修復反應器內的細菌采用嗜酸氧化硫硫桿菌。
[0015] 本實用新型在使用過程中，所述溫控加熱區，通過溫控儀及電加熱裝置連續加熱 循環水，保證生物修復反應器內溶液的溫度滿足上壤修復工藝要求;在生物修復反應器內， 安裝抑、0RP、D0電極等多個在線測量裝置，并借助數顯式電動攬拌機使嗜酸性硫桿菌、生物 修復助劑W及放射性污染上壤充分混勻;監控系統由化C控制面板及微型計算機等組成，接 收在線測量裝置的監測結果，并根據預置參考值，經處理后，按不同的參數特性，分別實現 限度分析、定制比較算術/邏輯運算或過程控制調節，確保溶液抑值、化值和DO含量符合生 物修復工藝的要求。經過7~Hd的連續處理和取樣測定，若±壤達到放射性污染±壤排放 標準，即可停止裝置運轉。靜置之后，將達標±壤排放到原地，液相轉出生物反應器另行妥 善處理。
[0016] 可見，本實用新型實現了微生物與達標±壤的分離W及通過遠程自控操作避免操 作人員受到福射損傷的效果，能夠有效完成放射性污染±壤治理和修復。
【附圖說明】
[0017] 圖1是所述放射性污染±壤生物修復裝置的外觀示意圖；
[0018] 圖2是所述放射性污染±壤生物修復裝置的監控裝置示意圖；
[0019] 圖3是溶氧控制原理示意圖；
[0020] 圖4是氧化還原電位控制原理示意圖；
[0021] 圖5為酸度控制原理示意圖；
[0022] 圖1中，1為循環水加熱容器，2為生物修復反應器，3為保溫容器，4為溫度傳感器，5 為數顯式電動攬拌機，6為ORP電極，7為DO值電極，8為pH電極，9為空壓機，10為流量計，11為 抽液累，12為溫控儀；
[0023] 圖2中，13為PLC控制面板，14為服務器，15為ORP風機，16為微孔曝氣器，17為生物 修復反應區，18、19為水累，20、21、22為DO值風機，23、24、25為生物修復助劑瓶，26、27、28為 抽液累；
[0024] 圖3中，29為監控系統，31為A/D轉換器，32為D/A轉換器，34為DO值測量變送器；
[002引圖4中，30為ORP測量變送器；
[00%]圖5中，35為pH測量變送器，33為生物修復助劑添加單元。
【具體實施方式】
[0027]本實用新型提供了一種放射性污染±壤生物修復裝置，所述裝置外觀見附圖1，容 器1為循環水加熱容器，內有溫度傳感器4和電加熱器，容器2為生物修復反應器，套于保溫 容器3內，所述保溫容器3設置有空壓機9和溫控加熱裝置12。保溫容器3與循環水加熱容器1 構成循環水流動區域，起到保持生物修復反應器2恒溫的作用。在循環回路上設置有流量計 10、抽液累11，所述抽液累11采用水累18、水累19,溫控加熱裝置12與監控系統29相連接，用 于保持溫度。
[002引如圖2所示，生物修復反應器2內的生物修復反應區17安裝有pH電極8、0RP電極6、 DO值電極7等多個在線測量裝置，數顯式電動攬拌機5使流體圓周運動，讓嗜酸氧化硫硫桿 菌、生物修復助劑W及放射性污染±壤充分混合，增大接觸面積。
[00巧]另外，還有一個由化C控制面板13和服務器14等組成的監控系統29,此處服務器14 采用微型計算機。所述監控系統29接收多個在線測量裝置的監測結果，并根據預置參考值， 經處理后，按不同的參數特性，分別實現限度分析、定制比較算術/邏輯運算或過程控制調