一种放射性污染土壤生物修复装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于环境污染修复技术领域，具体设及一种放射性污染±壤生物修复 装置。
【背景技术】
[0002] 随着核能科学技术的快速发展，大量同位素应用、放射性矿采冶、国防科研试验、 放射性废物的处置，W及核武器试验基地的逐步对外开放等活动，导致环境放射性污染问 题日益严重。其中，含有放射性核素的污染±壤的治理和修复日益受到关注。国际福射防护 委员会、国际原子能机构、美国EPA、美国核管理委员会和美国国安局等多家机构先后制订 了放射性污染±壤的修复标准，我国不久也将出台相关的修复标准。有关放射性污染±壤 的治理和修复技术很多，包括工程、物理、化学、生物方法及其联用技术。传统的治理方法如 采用含有表面活性剂的机械清洗法、离子交换树脂法、膜分离法与酸浸法等，存在着基建投 资高、处理费用大、处理效果不理想并易造成二次污染等诸多问题。近年来研究重点逐渐转 向生化处理技术，研究发现许多微生物吸附剂都能用于重金属及放射性废水的处理。但由 于生物体自身受到诸多条件的限制，使其难W得到推广应用。
[0003] 目前，国内外对于采用富集植物修复放射性污染±壤的研究和应用得到了一定程 度的开展，但是植物修复方法见效缓慢，如何处理富集大量放射性核素的植株W及选育耐 性较强的富集植物尚待深入研究。嗜酸性硫杆菌是分布于酸性自然环境中的一种广为应用 的自养菌。申请人此前发明了放射性污染±壤的微生物修复技术，即利用嗜酸性硫杆菌等 微生物的活性菌液促溶+硫酸盐还原菌吸附沉淀溶出的放射性核素来大规模处理放射性污 染±壤（已获发明专利授权，ZL200810147707. X及化200810147710.1)。
[0004] 迄今为止，对新的生物过程，首选的生物反应器是机械揽拌式反应器。机械揽拌式 反应器能适用于大多数的生物过程，是形成标准化的通用产品。考虑到细菌对剪切力不敏 感，W及生物修复过程多为间歇操作，使用机械揽拌式反应器也是可行的。由于间歇操作是 非定态过程，反应器内各物质的浓度是时间的函数，也就是说微生物生长的环境是随时间 变化的。运就需要使用自动控制的手段，来调整反应器内的各个反应条件，始终保持在最适 于嗜酸性硫杆菌生长和发挥生理功能的状态下。同时，为了解决放射性污染±壤微生物修 复过程中的两大问题:微生物与达标±壤的分离W及如何避免操作人员受到福射损伤，申 请人实用新型了放射性污染±壤生物修复自控装置。
[0005] PLC英文全称为Programmable Logic Conholler,中文全称为可编程逻辑控制 器。其定义是:一种数字运算操作的电子系统。PLC是一种专口为在工业环境下应用而设计 的数字运算操作的电子装置。它采用可W编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑 运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和 输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外设都应按易与工控系统形成整体， 易于扩展其功能等原则设计。PLC发展到今天，已形成大、中、小各种规模的系列化产品。可 用于各种规模的工控场合。除了逻辑处理功能W外，现代化C大多具有完善的数据运算能 力，可用于各种数字控制领域。近年来化C的功能单元大量涌现，使化C渗透到了位置控制和 溫度控制等多种工业控制中。加上化C通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用化C组 成各种控制系统变得非常容易。
[0006] 本实用新型所采用的嗜酸性硫杆菌保藏在国家知识产权局指定的中国典型培养 物保藏中屯、（地址：中国武汉市武汉大学；邮编:430072;保藏日期：2008年9月26日；编号： M208131;分类命名：嗜酸氧化硫硫杆菌Acidithiobacillus 1:hiooxidans，A.f .HT-8);具体 参见申请人此前已申请的国家发明专利化200810147707.X(已授权）。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型提供了一种放射性污染±壤生物修复装置，用于解决利用嗜酸性硫杆 菌等微生物的活性菌液促溶+硫酸盐还原菌吸附沉淀溶出的放射性核素来大规模处理放射 性污染±壤的问题，其技术方案如下所述：
[0008] -种放射性污染±壤生物修复装置，包括依次连接的溫控加热区、污染±壤生物 修复反应器和化C监控系统，所述污染±壤生物修复反应器内设置有数显式电动揽拌机、微 孔曝气器，W及分别与PLC监控系统相连接的抑自动控制装置、ORP自动控制装置、DO值自动 控制装置，所述化C监控系统包括化C控制面板及服务器。
[0009] 所述溫控加热区包括溫控仪、循环水加热容器和放置污染±壤生物修复反应器的 保溫容器，所述循环水加热容器、保溫容器都设置有与溫控仪相连接的溫度传感器，所述循 环水加热容器、保溫容器之间的循环回路上设置有水累和流量计。
[0010] 所述循环水加热容器设置有电加热器，所述保溫容器设置有空压机。
[ocm]所述pH自动控制装置包括pH电极、pH变频调整单元和生物修复助剂添加单元，所 述生物修复助剂添加单元通过抽液累与污染±壤生物修复反应器相连接。
[0012] 所述ORP自动控制装置包括ORP电极、ORP变频调整单元和ORP风机，所述ORP风机与 微孔曝气器相连接。
[0013] 所述DO值自动控制装置包括DO值电极、DO值变频调整单元和DO值风机，所述DO值 风机设置有=组，并与微孔曝气器相连接。
[0014] 所述污染±壤生物修复反应器内的细菌采用嗜酸氧化硫硫杆菌。
[0015] 本实用新型在使用过程中，所述溫控加热区，通过溫控仪及电加热装置连续加热 循环水，保证生物修复反应器内溶液的溫度满足上壤修复工艺要求;在生物修复反应器内， 安装抑、0RP、D0电极等多个在线测量装置，并借助数显式电动揽拌机使嗜酸性硫杆菌、生物 修复助剂W及放射性污染上壤充分混匀;监控系统由化C控制面板及微型计算机等组成，接 收在线测量装置的监测结果，并根据预置参考值，经处理后，按不同的参数特性，分别实现 限度分析、定制比较算术/逻辑运算或过程控制调节，确保溶液抑值、化值和DO含量符合生 物修复工艺的要求。经过7~Hd的连续处理和取样测定，若±壤达到放射性污染±壤排放 标准，即可停止装置运转。静置之后，将达标±壤排放到原地，液相转出生物反应器另行妥 善处理。
[0016] 可见，本实用新型实现了微生物与达标±壤的分离W及通过远程自控操作避免操 作人员受到福射损伤的效果，能够有效完成放射性污染±壤治理和修复。
【附图说明】
[0017] 图1是所述放射性污染±壤生物修复装置的外观示意图；
[0018] 图2是所述放射性污染±壤生物修复装置的监控装置示意图；
[0019] 图3是溶氧控制原理示意图；
[0020] 图4是氧化还原电位控制原理示意图；
[0021] 图5为酸度控制原理示意图；
[0022] 图1中，1为循环水加热容器，2为生物修复反应器，3为保溫容器，4为溫度传感器，5 为数显式电动揽拌机，6为ORP电极，7为DO值电极，8为pH电极，9为空压机，10为流量计，11为 抽液累，12为溫控仪；
[0023] 图2中，13为PLC控制面板，14为服务器，15为ORP风机，16为微孔曝气器，17为生物 修复反应区，18、19为水累，20、21、22为DO值风机，23、24、25为生物修复助剂瓶，26、27、28为 抽液累；
[0024] 图3中，29为监控系统，31为A/D转换器，32为D/A转换器，34为DO值测量变送器；
[002引图4中，30为ORP测量变送器；
[00%]图5中，35为pH测量变送器，33为生物修复助剂添加单元。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型提供了一种放射性污染±壤生物修复装置，所述装置外观见附图1，容 器1为循环水加热容器，内有溫度传感器4和电加热器，容器2为生物修复反应器，套于保溫 容器3内，所述保溫容器3设置有空压机9和溫控加热装置12。保溫容器3与循环水加热容器1 构成循环水流动区域，起到保持生物修复反应器2恒溫的作用。在循环回路上设置有流量计 10、抽液累11，所述抽液累11采用水累18、水累19,溫控加热装置12与监控系统29相连接，用 于保持溫度。
[002引如图2所示，生物修复反应器2内的生物修复反应区17安装有pH电极8、0RP电极6、 DO值电极7等多个在线测量装置，数显式电动揽拌机5使流体圆周运动，让嗜酸氧化硫硫杆 菌、生物修复助剂W及放射性污染±壤充分混合，增大接触面积。
[00巧]另外，还有一个由化C控制面板13和服务器14等组成的监控系统29,此处服务器14 采用微型计算机。所述监控系统29接收多个在线测量装置的监测结果，并根据预置参考值， 经处理后，按不同的参数特性，分别实现限度分析、定制比较算术/逻辑运算或过程控制调