本發(fā)明涉及土壤污染處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說涉及一種修復(fù)放射性污染土壤的化學(xué)還原與生物還原系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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隨著我國核電的不斷發(fā)展，核電產(chǎn)生的放射性核廢物的處理和處置是當(dāng)今核能利用必須解決的關(guān)鍵問題，也是關(guān)系到核電進(jìn)一步健康發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。零價(jià)鐵(zero valent iron,ZVI)具有原料廉價(jià)易得、操作簡單、二次污染少等優(yōu)點(diǎn)，因而上世紀(jì)九十年代，歐美等國提出將ZVI作為安裝在含水層中的(permeable reactive barrier,PRB)的活性材料，可以有效處理地下水中UO₂²⁺、MoO₄^2-、TcO₄^-等物質(zhì)。20多年來，F(xiàn)e⁰-PRB技術(shù)(鐵作活性材料的PRB)在地下水中放射性核素的原位修復(fù)方面取得了較理想的結(jié)果。然而Fe⁰-PRB技術(shù)在使用中還存在不少缺陷：在實(shí)際運(yùn)行中生成的碳酸鹽、硫酸鹽等腐蝕產(chǎn)物能覆蓋在鐵表面，使反應(yīng)活性降低，縮短零價(jià)鐵的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種修復(fù)放射性污染土壤的化學(xué)還原與生物還原系統(tǒng)，它在活性材料中的零價(jià)鐵反應(yīng)體系中不斷注入鐵還原細(xì)菌，可以有效的將鐵表面的腐蝕產(chǎn)物還原清除，從而提高鐵的還原利用效果，此外，鐵還原細(xì)菌自身也能將鈾還原，這樣構(gòu)筑了一個(gè)化學(xué)還原與生物還原的耦合過程，顯著提高了反應(yīng)墻的凈化效果。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的方案是：

一種修復(fù)放射性污染土壤的化學(xué)還原與生物還原系統(tǒng)，包括廢水收集箱、反應(yīng)墻、微生物培養(yǎng)裝置、膜分離系統(tǒng)裝置和紫外線檢測系統(tǒng)，所述廢水收集箱的廢水出液管通接第一泵體的進(jìn)液端，第一泵體的出液端通接反應(yīng)墻的進(jìn)液端，微生物培養(yǎng)裝置的出料端通接反應(yīng)墻的微生物進(jìn)料管，反應(yīng)墻的的出液端通接第二泵體的進(jìn)液端，第二泵體的出液端通接膜分離系統(tǒng)裝置的進(jìn)液端，膜分離系統(tǒng)裝置的出液端通接第四泵體的進(jìn)液端，第四泵體的出液端通接紫外線檢測系統(tǒng)的進(jìn)液端，紫外線檢測系統(tǒng)上具有出液端；

紫外線檢測系統(tǒng)將檢測到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線輸送給控制主機(jī)；

所述反應(yīng)墻包括外墻殼體，外墻殼體的中部具有反應(yīng)腔體，外墻殼體的上部一側(cè)板上具有進(jìn)料端，外墻殼體的下部另一側(cè)板上具有出料端，內(nèi)殼體插套在反應(yīng)腔體中，內(nèi)殼體的頂部伸出外墻殼體的頂板，內(nèi)殼體的一側(cè)壁的上部具有上側(cè)壁通孔，內(nèi)殼體的另一側(cè)壁的下部具有下側(cè)壁通孔，上側(cè)壁通孔和下側(cè)壁通孔上均覆蓋有網(wǎng)孔板，網(wǎng)孔板的側(cè)壁固定在上側(cè)壁通孔或下側(cè)壁通孔的內(nèi)側(cè)壁上，外墻殼體的進(jìn)料端與上側(cè)壁通孔相對應(yīng)，外墻殼體的出料端與下側(cè)壁通孔相對應(yīng)，內(nèi)殼體中填充有活性材料，內(nèi)殼體的頂部通接有微生物進(jìn)料管。

所述活性材料由碳納米管、鐵粉和砂混合組成。

所述活性材料按重量百分比計(jì)碳納米管含量為5％,鐵粉含量為5％，砂含量為90％。

所述上側(cè)壁通孔的下方的內(nèi)殼體的外側(cè)壁上固定有上環(huán)形擋邊，下側(cè)壁通孔的上方的內(nèi)殼體的外側(cè)壁上固定有下環(huán)形擋邊，上環(huán)形擋邊和下環(huán)形擋邊的外側(cè)壁固定在外墻殼體的內(nèi)側(cè)壁上。

所述內(nèi)殼體的頂面上壓靠有連接板，連接板的底面具有定位柱，定位柱插套在內(nèi)殼體的頂端面上具有的定位凹孔中，定位凹孔中插套并固定有永磁鐵套，定位柱插套并吸附在永磁鐵套中。

所述廢水收集箱包括主箱體和蓋體，蓋體固定在主箱體上，蓋體上螺接有廢水進(jìn)液管，廢水進(jìn)液管與蓋體之間夾持有第一密封圈，蓋體與主箱體之間夾持有第二密封圈，主箱體的右側(cè)壁上通接有廢水出液管，廢水進(jìn)液管處于主箱體的左側(cè)，主箱體的頂板的底面固定有保護(hù)隔板，保護(hù)隔板將主箱體分隔成上密封室和下流通室，下流通室的中部固定有第一過濾網(wǎng)板和第二過濾網(wǎng)板，第一過濾網(wǎng)板和第二過濾網(wǎng)板的上端固定在保護(hù)隔板的底面上，第二過濾網(wǎng)板的下方固定有向左傾斜的斜向板，斜向板的下端固定在主箱體的底面上，第一攪拌電機(jī)和第二攪拌電機(jī)固定在主箱體的頂板上，第一攪拌電機(jī)和第二攪拌電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器分別連接有第一攪拌軸和第二攪拌軸，第一攪拌軸的上端鉸接在保護(hù)隔板上，第一攪拌軸的下端鉸接在主箱體的底板上，第二攪拌軸鉸接在保護(hù)隔板上，第一攪拌軸處于蓋體與第一過濾網(wǎng)板之間，第二攪拌軸處于第一過濾網(wǎng)板與第二過濾網(wǎng)板之間，第一攪拌軸的上部和下部均固定有攪拌葉輪，第二攪拌軸中部固定有攪拌葉輪；

所述第一過濾網(wǎng)板與第二過濾網(wǎng)板之間的主箱體的底板上通接有廢料排料管，廢料排料管上固定有堵頭。

所述微生物培養(yǎng)裝置中培養(yǎng)有鐵還原細(xì)菌。

本發(fā)明的突出效果是：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，它在活性材料中的零價(jià)鐵反應(yīng)體系中不斷注入鐵還原細(xì)菌，可以有效的將鐵表面的腐蝕產(chǎn)物還原清除，從而提高鐵的還原利用效果，此外，鐵還原細(xì)菌自身也能將鈾還原，這樣構(gòu)筑了一個(gè)化學(xué)還原與生物還原的耦合過程，顯著提高了反應(yīng)墻的凈化效果。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖2是本發(fā)明的反應(yīng)墻的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的廢水收集箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖2的局部放大圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例，見如圖1至圖4所示，一種修復(fù)放射性污染土壤的化學(xué)還原與生物還原系統(tǒng)，包括廢水收集箱1、反應(yīng)墻4、微生物培養(yǎng)裝置3、膜分離系統(tǒng)裝置5和紫外線檢測系統(tǒng)200，所述廢水收集箱1的廢水出液管101通接第一泵體6的進(jìn)液端，第一泵體6的出液端通接反應(yīng)墻4的進(jìn)液端，微生物培養(yǎng)裝置3的出料端通接反應(yīng)墻4的微生物進(jìn)料管401，反應(yīng)墻4的的出液端通接第二泵體7的進(jìn)液端，第二泵體7的出液端通接膜分離系統(tǒng)裝置5的進(jìn)液端，膜分離系統(tǒng)裝置5的出液端通接第四泵體9的進(jìn)液端，第四泵體9的出液端通接紫外線檢測系統(tǒng)200的進(jìn)液端，紫外線檢測系統(tǒng)200上具有出液端；

紫外線檢測系統(tǒng)200將檢測到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線輸送給控制主機(jī)100；

所述反應(yīng)墻4包括外墻殼體41，外墻殼體41的中部具有反應(yīng)腔體42，外墻殼體41的上部一側(cè)板上具有進(jìn)料端，外墻殼體41的下部另一側(cè)板上具有出料端，內(nèi)殼體43插套在反應(yīng)腔體42中，內(nèi)殼體43的頂部伸出外墻殼體41的頂板，內(nèi)殼體43的一側(cè)壁的上部具有上側(cè)壁通孔44，內(nèi)殼體43的另一側(cè)壁的下部具有下側(cè)壁通孔45，上側(cè)壁通孔44和下側(cè)壁通孔45上均覆蓋有網(wǎng)孔板402，網(wǎng)孔板402的側(cè)壁固定在上側(cè)壁通孔44或下側(cè)壁通孔45的內(nèi)側(cè)壁上，外墻殼體41的進(jìn)料端與上側(cè)壁通孔44相對應(yīng)，外墻殼體41的出料端與下側(cè)壁通孔45相對應(yīng)，內(nèi)殼體43中填充有活性材料46，內(nèi)殼體43的頂部通接有微生物進(jìn)料管401。

進(jìn)一步的說，所述活性材料46由碳納米管、鐵粉和砂混合組成。

進(jìn)一步的說，所述活性材料46按重量百分比計(jì)碳納米管含量為5％,鐵粉含量為5％，砂含量為90％。

進(jìn)一步的說，所述上側(cè)壁通孔44的下方的內(nèi)殼體43的外側(cè)壁上固定有上環(huán)形擋邊47，下側(cè)壁通孔45的上方的內(nèi)殼體43的外側(cè)壁上固定有下環(huán)形擋邊48，上環(huán)形擋邊47和下環(huán)形擋邊48的外側(cè)壁固定在外墻殼體41的內(nèi)側(cè)壁上。

進(jìn)一步的說，所述內(nèi)殼體43的頂面上壓靠有連接板49，連接板49的底面具有定位柱491，定位柱491插套在內(nèi)殼體43的頂端面上具有的定位凹孔431中，定位凹孔431中插套并固定有永磁鐵套432，定位柱491插套并吸附在永磁鐵套432中。

進(jìn)一步的說，所述廢水收集箱1包括主箱體11和蓋體12，蓋體12固定在主箱體11上，蓋體12上螺接有廢水進(jìn)液管102，廢水進(jìn)液管101與蓋體12之間夾持有第一密封圈13，蓋體12與主箱體11之間夾持有第二密封圈14，主箱體11的右側(cè)壁上通接有廢水出液管101，廢水進(jìn)液管101處于主箱體11的左側(cè)，主箱體11的頂板的底面固定有保護(hù)隔板15，保護(hù)隔板15將主箱體11分隔成上密封室10和下流通室20，下流通室20的中部固定有第一過濾網(wǎng)板16和第二過濾網(wǎng)板17，第一過濾網(wǎng)板16和第二過濾網(wǎng)板17的上端固定在保護(hù)隔板15的底面上，第二過濾網(wǎng)板17的下方固定有向左傾斜的斜向板18，斜向板18的下端固定在主箱體11的底面上，第一攪拌電機(jī)30和第二攪拌電機(jī)40固定在主箱體11的頂板上，第一攪拌電機(jī)30和第二攪拌電機(jī)40的輸出軸通過聯(lián)軸器分別連接有第一攪拌軸50和第二攪拌軸60，第一攪拌軸50的上端鉸接在保護(hù)隔板15上，第一攪拌軸50的下端鉸接在主箱體11的底板上，第二攪拌軸60鉸接在保護(hù)隔板15上，第一攪拌軸50處于蓋體12與第一過濾網(wǎng)板16之間，第二攪拌軸60處于第一過濾網(wǎng)板16與第二過濾網(wǎng)板17之間，第一攪拌軸50的上部和下部均固定有攪拌葉輪70，第二攪拌軸60中部固定有攪拌葉輪70；

所述第一過濾網(wǎng)板16與第二過濾網(wǎng)板17之間的主箱體11的底板上通接有廢料排料管103，廢料排料管103上固定有堵頭104。

進(jìn)一步的說，所述微生物培養(yǎng)裝置3中培養(yǎng)有鐵還原細(xì)菌。

工作原理：將具有放射性污染的土壤的廢水倒入廢水收集箱1中，通過第一過濾網(wǎng)板16與第二過濾網(wǎng)板17的過濾作用，將大顆粒物質(zhì)等進(jìn)行過濾，其中通過第一攪拌電機(jī)30和第二攪拌電機(jī)40的運(yùn)行，防止過濾的大顆粒物質(zhì)不會(huì)堵住第一過濾網(wǎng)板16與第二過濾網(wǎng)板17，從而保證廢水的正常流動(dòng)輸送，而當(dāng)大顆粒物質(zhì)過多時(shí)，可以打開蓋體12和打開堵頭104進(jìn)行傾倒，非常方便；

過濾后的廢水通過第一泵體6的運(yùn)行，將其進(jìn)入反應(yīng)墻4中進(jìn)行處理，同時(shí)，通過將微生物培養(yǎng)裝置3中的鐵還原細(xì)菌進(jìn)入內(nèi)殼體43中，使得活性材料46的鐵表面的腐蝕產(chǎn)物還原清除，從而提高鐵的還原利用效果，通過活性材料46的還原反應(yīng)，除去放射性元素，然后通過第二泵體7將廢水進(jìn)入膜分離系統(tǒng)裝置5中將處理后的顆粒或者是內(nèi)部含有的雜質(zhì)成分進(jìn)行分離，得到相對純凈的水液，將此水液通過第四泵體9的作用進(jìn)入紫外線檢測系統(tǒng)200中進(jìn)行檢測，并將檢測數(shù)據(jù)輸送給控制主機(jī)100，控制主機(jī)100將得到的數(shù)據(jù)通過顯示器顯示。

其中，活性材料46中的碳納米管具有高效吸附性能，零價(jià)鐵具有還原作用，碳納米管的表面積大，可以將零價(jià)鐵與反應(yīng)產(chǎn)生的鐵的氧化物和氫氧化物進(jìn)行吸附，從而保證零價(jià)鐵的反應(yīng)活性，延長其使用壽命，從而使得本實(shí)施例的使用壽命得到增強(qiáng)。

本實(shí)施例中，微生物培養(yǎng)裝置3、膜分離系統(tǒng)裝置5和紫外線檢測系統(tǒng)200均為現(xiàn)有已知設(shè)備，不再詳述。

最后，以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。