一種去除農田土壤中氧化樂果成分的土壤修復方法技術

本發明專利技術公開了一種去除農田土壤中氧化樂果成分的土壤修復方法。本方法創造性的利用了蠟樣芽胞桿菌在有磷酸變位酶參與的條件下，通過微生物降解反應，使氧化樂果中的主要成分——O,O?二甲基?S?[2?(甲胺基)?2?氧代乙基]硫代磷酸酯分子中的C?P鍵發生斷裂，并在35~38℃的溫度范圍內逐步降解為CO2、N2和H2O等無害的簡單化合物，經過微生物降解凈化處理后的土壤，可重復應用于農業生產中。同時，本方法不使用也不產生任何有毒化學物質，基本杜絕了土壤修復過程對環境造成的次生危害。

【技術實現步驟摘要】


本專利技術涉及一種去除農田土壤中氧化樂果成分的土壤修復方法，屬于環境保護中的土壤修復領域。

技術介紹

有機磷農藥是當今農藥中的主要類別，因其對于防治農業蟲害具有經濟、高效、方便等特點，故在世界范圍內被大量生產和廣泛使用。有機磷農藥在施用后會不斷從施藥區向四周擴散，進入土壤、水、空氣和植物等系統，對水環境、土壤環境、大氣環境、植被等造成嚴重污染。有機磷農藥對生物體內膽堿酯酶有抑制作用，使其失去分解乙酰膽堿的能力，造成乙酰膽堿積累，引起神經功能紊亂，從而導致肌體的損害，如痙攣、癱瘓，嚴重者可導致死亡。
目前，在我國生產并使用的有機磷農藥絕大多數為殺蟲劑，如常用的對硫磷、內吸磷、馬拉硫磷、氧化樂果、敵百蟲及敵敵畏等。其中，尤以氧化樂果的生產和使用最為廣泛，相應的，其對我國農田土壤和農業生態環境的危害也是不容忽視的。
氧化樂果又名氧樂果，化學名：O,O-二甲基-S-[2-(甲胺基)-2-氧代乙基]硫代磷酸酯，純品為無色透明油狀液體，相對密度1.32，沸點約135℃，可與水、乙醇和烴類等多種溶劑混溶，微溶于乙醚，幾乎不溶于石油醚。原油為淺黃至黃色透明油狀液體，氧化樂果乳油為淡黃色油狀液體。
氧化樂果是一種典型的有機磷農藥，其具有廣譜殺蟲、內吸性強、殺蟲活性高等特點。氧化樂果作為一種對人類及哺乳動物高毒性的有機磷農藥，對人畜致死率高，也可造成農藥殘留，長期大面積使用會對環境造成嚴重的污染。
治理土壤氧化樂果農藥污染的方法主要包括：化學法、物理法和生物法。其中物理法和化學法，如焚燒、電化學法等都普遍存在著處理成本高、易造成二次污染、去除效果差等缺點；而生物法則主要利用微生物對氧化樂果的特異性降解機理進行降解，該法處理效果明顯，在降解殘留氧化樂果過程中發揮著重要作用，成為目前治理殘留氧化樂果污染的主要手段之一。土壤微生物主要通過兩種作用降解氧化樂果：一是礦化作用，氧化樂果可以作為微生物的營養源而被微生物分解利用；二是共代謝作用。
目前，現有的氧化樂果微生物降解技術存在效率低、技術復雜、影響因素眾多，成本高等不足。因此，有必要擺脫現有的技術思路，開辟出治理土壤中氧化樂果污染，實現土壤修復的新途徑，進而開發一種全新形式的去除土壤中氧化樂果污染的土壤修復技術。

技術實現思路

為解決現有技術中存在的不足，本專利技術提供了一種去除農田土壤中氧化樂果成分的土壤修復方法，待修復的含有氧化樂果成分的農田土壤集中儲存于原土料斗中，在此進行集中收集并完成初步穩定過程，原土料斗中的待修復土壤通過螺旋提升輸送機輸送至鼓風分選機，在此去除土壤中的塑料、紙張等低密度、大體積雜物，鼓風分選機的出口通過傳送帶連接振動篩分機，在此去除土壤中較高密度、大粒徑的雜質，振動篩分機的出口通過傳送帶連接磁力篩分機，在此去除土壤中的金屬雜質，磁力篩分機的出口通過傳送帶連接研磨粉碎機，在此將土壤研磨至粒徑小于10mm，研磨粉碎機的出口通過傳送帶連接三級微生物噴淋降解反應器，三級微生物噴淋降解反應器的出料口通過傳送帶連接調節式噴淋塔，在此進行進一步淋洗凈化，去除可溶性雜質，調節式噴淋塔的出口通過傳送帶連接電熱鼓風烘干機，在此將經淋洗土壤中所含的水分烘干去除，電熱鼓風烘干機的出口通過傳送帶連接修復土壤儲倉，經修復后的土壤外運再利用。
其中，三級微生物噴淋降解反應器由三組功能相同的反應器依次串聯而成，三組反應器均水平安裝固定，反應器材質選用鉻錳合金鋼，其左上部設有土壤進料口，右下部設有土壤出料口，每套反應器上部均設有土壤儲料斗，土壤儲料斗下方出口處裝有旋轉輸送槳葉，反應器中部左、右兩側各裝有8支霧化噴頭，反應器底部設有微生物降解反應槽，反應槽下方并排安裝有5部電加熱裝置，每組反應器的出口與入口之間由螺旋提升輸送帶連接。經過研磨粉碎處理后的細顆粒土壤，通過三級微生物噴淋降解反應器左上部的進料口進入第一級反應器內部，其先暫存于土壤儲料斗中進行穩定，之后在旋轉輸送槳葉的旋轉輸送作用下，適量的土壤會從土壤儲料斗下方的出口排出，并依靠重力作用下落至反應器下方的微生物降解反應槽中，在此下落過程中，反應器中部左、右兩側的8支霧化噴頭會將蠟樣芽胞桿菌和磷酸變位酶的混合溶液均勻噴灑于下落的土壤中，噴灑過蠟樣芽胞桿菌和磷酸變位酶的土壤，落入微生物降解反應槽中，通過反應槽下方電加熱裝置的加熱作用，使土壤溫度維持在35~38℃，蠟樣芽胞桿菌在有磷酸變位酶參與的條件下，通過生物降解反應，使氧化樂果中的主要成分——O,O-二甲基-S-[2-(甲胺基)-2-氧代乙基]硫代磷酸酯分子中的C-P鍵發生斷裂，并在此適宜溫度下將其逐步降解為CO2、N2和H2O等無害的簡單化合物，經過微生物降解反應后的土壤，經螺旋提升輸送帶輸送至第二級反應器的進料口，并進入第二級反應器的土壤儲料斗中，而后重復上述處理過程，經過三次微生物降解處理后的土壤，從第三級反應器的出料口排出進入下一處理工序；其中，鼓風分選機的作用是通過鼓風吹掃，將土壤中的塑料、紙張等低密度、大體積雜物分離并去除；其中，振動篩分機的作用是通過振動分選，去除土壤中較高密度、大粒徑的雜質；其中，磁力篩分機的作用是利用電磁力吸引并去除土壤中的金屬雜質；其中，調節式噴淋塔的作用是將經過三級微生物噴淋降解反應器處理后的土壤進行淋洗，進一步除去其中的可溶性雜質。
進一步，三級微生物噴淋降解反應器中每組反應器的體積為180m3，其土壤儲料斗可容納45m3的土壤，其微生物降解反應槽可容納60m3的土壤，其螺旋提升輸送帶每分鐘可輸送1.5m3的土壤。
進一步，三級微生物噴淋降解反應器的霧化噴頭的霧化顆粒直徑為5.0~22μm，正常工作壓力為20~65kg。
進一步，其三級微生物噴淋降解反應器，電加熱裝置的工作電壓為380V，加熱溫度范圍為30~45℃。
本專利技術的優點在于：
（1）本專利技術擺脫了現有的氧化樂果污染土壤修復處理工藝，創造性的利用了蠟樣芽胞桿菌在有磷酸變位酶參與的條件下，通過微生物降解反應，使氧化樂果中的主要成分——O,O-二甲基-S-[2-(甲胺基)-2-氧代乙基]硫代磷酸酯分子中的C-P鍵發生斷裂，并在35~38℃的溫度范圍內逐步降解為CO2、N2和H2O等無害的簡單化合物，從而使土壤得到徹底的凈化修復，其處理效率可達99.2%。
（2）本專利技術不使用也不產生任何有毒化學物質，基本杜絕了土壤修復過程對環境造成的次生危害，能夠帶來非常顯著的經濟效益和環境效益。
（3）本專利技術可根據實際處理土量以及土壤中氧化樂果成分的實際濃度，實時選擇霧化噴頭的開啟數量和噴灑流量，能夠有效節省處理物料和能源，大大降低了處理成本。
（4）本專利技術原理簡單易行，設計施工成本較低，并且處理效果較好，運行維護成本很低，有利于大范圍推廣應用。
附圖說明
圖1是本專利技術的設備示意圖。
圖中：1-原土料斗、2-鼓風分選機、3-振動篩分機、4-磁力篩分機、5-研磨粉碎機、6-三級微生物噴淋降解反應器、7-調節式噴淋塔、8-電熱鼓風烘干機、9-修復土壤儲倉
圖2是三級微生物噴淋降解反應器的示意圖。
61-進料口、62-土壤儲料斗、63-旋轉輸送槳葉、64-霧化噴頭、65-微生物降解反應槽、66-電加熱裝置、67-螺旋提升輸送帶、68-出料口。\本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種去除農田土壤中氧化樂果成分的土壤修復方法，其特征在于，存于原土料斗中的待修復的含有氧化樂果成分的農田土壤集中通過螺旋提升輸送機輸送至鼓風分選機，在此去除土壤中的塑料、紙張等低密度、大體積雜物，鼓風分選機的出口通過傳送帶連接振動篩分機，在此去除土壤中較高密度、大粒徑的雜質，振動篩分機的出口通過傳送帶連接磁力篩分機，在此去除土壤中的金屬雜質，磁力篩分機的出口通過傳送帶連接研磨粉碎機，在此將土壤研磨至粒徑小于10mm，研磨粉碎機的出口通過傳送帶連接三級微生物噴淋降解反應器，三級微生物噴淋降解反應器的出料口通過傳送帶連接調節式噴淋塔，在此進一步淋洗凈去除可溶性雜質，調節式噴淋塔的出口通過傳送帶連接電熱鼓風烘干機，電熱鼓風烘干機的出口通過傳送帶連接修復土壤儲倉，經修復后的土壤外運再利用。

【技術特征摘要】
1.一種去除農田土壤中氧化樂果成分的土壤修復方法，其特征在于，存于原土料斗中的待修復的含有氧化樂果成分的農田土壤集中通過螺旋提升輸送機輸送至鼓風分選機，在此去除土壤中的塑料、紙張等低密度、大體積雜物，鼓風分選機的出口通過傳送帶連接振動篩分機，在此去除土壤中較高密度、大粒徑的雜質，振動篩分機的出口通過傳送帶連接磁力篩分機，在此去除土壤中的金屬雜質，磁力篩分機的出口通過傳送帶連接研磨粉碎機，在此將土壤研磨至粒徑小于10mm，研磨粉碎機的出口通過傳送帶連接三級微生物噴淋降解反應器，三級微生物噴淋降解反應器的出料口通過傳送帶連接調節式噴淋塔，在此進一步淋洗凈去除可溶性雜質，調節式噴淋塔的出口通過傳送帶連接電熱鼓風烘干機，電熱鼓風烘干機的出口通過傳送帶連接修復土壤儲倉，經修復后的土壤外運再利用。
2.根據權利要求1所述的去除農田土壤中氧化樂果成分的土壤修復方法，其特征在于，每組微生物噴淋降解反應器的體積為180m3，其土壤儲料斗可容納45m3的土壤，其微生物降解反應槽可容納60m3的土壤，其螺旋提升輸送帶每分鐘可輸送1.5m3的土壤。
3.根據權利要求1所述的去除農田土壤中氧化樂果成分的土壤修復方法，其特征在于，三級微生物噴淋降解反應器由三組功能相同的反應器依次串聯而成，其左上部設有土壤進料口，右下部設有土壤出料口，每套反應器上部均設有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉澄，
申請(專利權)人：溫州泓呈祥科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33