修复镉污染土壤的装置的制作方法

本发明涉及土壤改良领域，特别是修复镉污染土壤的装置。

背景技术：

镉是一种软性、延展性好且耐腐蚀的稀有金属，具有难降解性、低毒性、高稳定性以及可蓄积性，能在动物、植物和水生生物体内蓄积，镉进入人体后会在肝脏、肾脏和骨骼中积累，严重时会导致自然骨折和动脉硬化性肾萎缩、慢性球体肾炎等疾病，对人体健康危害很大。目前镉已被美国毒理委员会（ATSDR）列为第 6 位危及人体健康的有毒物质，联合国环境规划署（DNFP）和国际职业卫生重金属委员会也把镉列入重点研究的环境污染物，世界卫生组织（WHO）则将其作为优先研究的食品污染物。

在一些工厂等排放的废气中含有大量镉，废气遇到雨水沉降到地面，导致土壤镉污染严重，另外将微生物固定化技术得到国内外广泛的关注，如专利号为：200910056687.X 专利说明书中介绍了一种固定化微生物的制备方法，固定化微生物主要特征是微生物固定成一种固态，放在污水中具有固定的形状，且微生物不丧失活性，具有良好的污水处理效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供修复镉污染土壤的装置，用于修复镉污染严重的土壤。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：修复镉污染土壤的装置，包括集水池、集水沟、镉污染处理井、固定化微生物球、磁场发生装置、水泵和喷水管，所述集水池连通多条集水沟，所述集水沟修筑在土壤表面，所述镉污染处理井从下到上依次为砂石层、人工基质层和固定化微生物层；

所述人工基质层是由海泡石与石灰石组成，所述固定化微生物层内投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥与金属镍制成，所述活性污泥内主要含有曲霉菌和链霉菌，活性污泥与金属镍按照8:1的比例通过化学药剂充分混合，再将活性污泥与金属镍的混合物通过模具制成球状，然后风干，再将风干后的球状混合物置于磁场之中，筛选出内部含有金属镍的球状混合物即得所述固定化微生物球；

所述集水池内连接有出水管，所述出水管连接镉污染处理井的砂石层，所述人工基质层与固定化微生物层之间设有过滤网，所述固定化微生物层内设有净水管，所述净水管连接水泵，所述水泵连接有喷水管，所述喷水管均匀分布在土壤表面，所述集水沟的底部、集水池的底部及侧面、镉污染处理井的底部及侧面均铺设有防渗层；

所述磁场发生装置包括螺旋线圈、变压器和电源，所述螺旋线圈缠绕在固定化微生物层的外围，螺旋线圈与变压器电联，变压器与电源电联，所述电源通过变压器控制螺旋线圈的电流强度和方向，从而控制磁场的大小和方向，在固定化微生物层中形成了一个磁场，磁场作用于固定化微生物层内，使固定化微生物球悬浮并与固定化微生物层中污水充分混合。

优选的，所述固定化微生物层内设置有污泥回收管，所述污泥回收管用于收集固定化微生物球和悬浮污泥，然后将回收的固定化微生物球分解得到金属镍，再将回收的悬浮污泥和金属镍通过化学试剂再重新制成固定化微生物球，然后定期将制成的固定化微生物球投入固定化微生物层内，所述污泥回收管通过泵将固定化微生物球吸出，实现固定化微生物球的回收利用。

优选的，所述固定化微生物球的直径为10-14mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：镉污染处理井从外到内依次为砂石层、人工基质层和固定化微生物层，所述人工基质层是由海泡石与石灰石组成，固定化微生物层内投放有固定化微生物球，所述固定化微生物球是由活性污泥与金属镍制成，所述活性污泥内主要含有曲霉菌和链霉菌，活性污泥与金属镍按照8:1的比例通过化学药剂充分混合，再将活性污泥与金属镍的混合物通过模具制成球状，然后风干，再将风干后的球状混合物置于磁场之中，筛选出内部含有金属镍的球状混合物即得所述固定化微生物球，金属镍具有较大的比重，因此固定化微生物球具有较好的沉降性能，而活性污泥中曲霉菌和链霉菌对镉具有很好的吸附处理能力，活性污泥处于固态能防止堵塞镉污染处理井；

海泡石对镉具有良好的吸附性，降低了水中镉的含量，污水再次经活性污泥中曲霉菌和链霉菌处理，进一步处理水中剩余的镉；通过镉污染处理井净化后的水通过水泵和喷水管喷淋到土壤中，将土壤中的镉通过水带入集水渠，集水渠中的水再经过镉污染处理井净化，固定化微生物球定期更换，这样不仅能够去除土壤中的镉，而且实现了水的循环使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为固定化微生物层与磁场发生装置结构图。

图中： 1、集水池，2、集水沟，3、防渗层，4、出水管，5、镉污染处理井，6、砂石层，7、人工基质层，8、过滤网，9、污泥回收管，10、固定化微生物层，11、螺旋线圈，12、变压器，13、电源，14、磁场发生装置，15、固定化微生物球，16、净水管，17、水泵，18、喷水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例，请参阅图，本发明提供一种技术方案：修复镉污染土壤的装置，包括集水池1、集水沟2、镉污染处理井5、固定化微生物球15、磁场发生装置14、水泵17和喷水管18，集水池1连通多条集水沟2，集水沟2修筑在土壤表面；

镉污染处理井5从下到上依次为砂石层6、人工基质层7和固定化微生物层10，人工基质层7是由海泡石与石灰石组成，固定化微生物层10内投放有固定化微生物球15，固定化微生物球15是由活性污泥、活性炭与金属镍制成，活性污泥内主要含有曲霉菌和链霉菌，活性污泥与金属镍按照8:1的比例通过化学药剂充分混合，再将活性污泥与金属镍的混合物通过模具制成球状，然后风干，再将风干后的球状混合物置于磁场之中，筛选出内部含有金属镍的球状混合物即得固定化微生物球15；

集水池1内连接有出水管4，出水管4连接镉污染处理井5的砂石层6，人工基质层7与固定化微生物层10之间设有过滤网8，固定化微生物层10内设有净水管16，净水管16连接水泵17，水泵17连接有喷水管18，喷水管18均匀分布在土壤表面，集水沟2的底部、集水池1的底部及侧面、镉污染处理井5的底部及侧面均铺设有防渗层3；

磁场发生装置14包括螺旋线圈11、变压器12和电源13，螺旋线圈11缠绕在固定化微生物层10的外围，螺旋线圈11与变压器12电联，变压器12与电源13电联，电源13通过变压器12控制螺旋线圈11的电流强度和方向，从而控制磁场的大小和方向，在固定化微生物层10中形成了一个磁场，磁场作用于固定化微生物层10内，使固定化微生物球15悬浮并与固定化微生物层10中污水充分混合。

固定化微生物层10内设置有污泥回收管9，污泥回收管9用于收集固定化微生物球15和悬浮污泥，然后将回收的固定化微生物球15分解得到金属镍，再将回收的悬浮污泥和金属镍通过化学试剂再重新制成固定化微生物球15，然后定期将制成的固定化微生物球15投入固定化微生物层10内，污泥回收管9通过泵将固定化微生物球15吸出，实现固定化微生物球15的回收利用。

在一些工厂排放的废气中含有大量镉，废气中的镉遇到雨水沉降到地面，地面设有多条集水沟2，集水沟2的水流向集水池2，集水池2将废水收集，然后排入镉污染处理井5。通过镉污染处理井5净化后的水通过水泵12和喷水管13喷淋到土壤中，将土壤中的镉带入集水池1，集水池1中的水在经过镉污染处理井5时，人工基质层7中的海泡石对镉具有良好的吸附作用，而活性污泥中的曲霉菌和链霉菌进一步去除水中剩余的镉，这样不仅能够去除土壤中的镉，而且实现了水的循环使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。