环境修复技术-课程.ppt

生物强化法(bioaugmentation)分利用土著微生物的生物培养法和引入外来菌的投菌法。生物培养法是定期向土壤投加H2O2和营养，以满足污染环境中已经存在的降解菌的需要，以便使土壤微生物通过代谢将污染物彻底矿化成CO2和H2O。 投菌法是直接向遭受污染的土壤接入外源的污染降解菌，同时提供这些细菌生长所需氧源(多为H2O2)和营养，以满足降解菌的需要，使土壤微生物通过代谢将污染物彻底矿化成CO2和H2O。处理期间，土壤基本不被搅动，最常见的就是在污染区挖一组井，并直接注人适当的溶液，这样就可以把水中的微生物引人到土壤中。地下水经过一些处理后，可以恢复和再循环使用，在地下水循环使用前，还可以加人士壤改良剂。采用外来微生物接种时，会与土著微生物竞争，需要用大量的接种微生物形成优势，以便迅速开始生物降解过程。 原位生物修复技术 生物强化法 技术应用：斯德哥尔摩中部的一个废弃的木材防腐油生产区，对高浓度低分子量多环芳烃和高分子量的多环芳烃污染进行就地投菌处理。在0.9~4.5m的深度范围内，土壤中防腐油的总浓度为10~3200mg/kg土。在污染区设置一些井，往并中注入含有营养盐的磷酸氢钾，氧源(质量分数35％的H2O2，100mg/L)和表面活性剂的溶液，并接种能促进多环芳烃降解的微生物，对污染区进行处理。污染土壤经过4个月处理，所有多环芳烃的降解都很明显，但是，三环和多环芳烃的降解率一般明显低于60％。因为该方法对温度较敏感，所以只能在气温大于8℃的月份进行。 至1993年，美国共有159个污染地点已经或正在或准备使用生物修复技术进行现场修复治理，对其中的124个地点使用的生物修复技术做分类，其中96处(77％)使用的是土著微生物，17处(14％)是采用添加微生物的方式，另外11处(9％)是两种方式共用。 原位生物修复技术 生物强化法 生物通风工艺(bioventing)是一种强化污染物生物降解的修复工艺。一般是在受污染的土壤中至少打两口井，安装鼓风机和真空泵，将新鲜空气强行排入土壤中，然后再抽出，土壤中的挥发性毒物也随之去除。在通入空气时，有时加入一定量的NH3气，可为土壤中的降解菌提供氮素营养；有时也可将营养物与水经渗滤通道分批供给，从而达到强化污染物降解的目的。另外还有一种生物通风法，即将空气加压后注射到污染地下水的下部，气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和降解，有人称之为生物注射法(biosparging)。 原位生物修复技术 生物通风法 图23 生物通风法修复示意图 原位生物修复技术 此外几种常用的微生物原位修复技术还有生物泵出、生物搅拌、慢速渗滤、农耕等，不再多述。 原位生物修复技术 土壤耕作工艺是在非透性垫层和砂层上，将污染土壤以l0~30cm的厚度平铺其上，并淋洒营养物、水及降解菌株接种物，定期翻动充氧，以满足微生物生长的需要，彻底清除污染物。处理过程产生的渗滤液再回淋于土壤，以彻底清除污染物。土地耕作使用设备是农用机械，一般只适于上层30cm的污染土壤，深层污染土壤修复则需特殊设备。土壤耕作工艺见图24。至今该工艺已用于处理受五氯酚、杂酚油、石油加工废水污泥、焦油或农药等污染的土壤。 异位生物修复技术 土地耕作 图24 土壤耕作工艺示意图 异位生物修复技术 预备床是将受污染的土壤从污染地区挖掘起来进行异地处理，防止污染物向地下水或更广大地域扩散。这种方法的技术特点是需要很大的工程，即将土壤运输到一个经过各种工程准备(包括布置衬里、设置通气管道等)预备床上堆放，形成上升的斜坡，并在此进行生物恢复的处理，处理过程中通过施肥、灌溉、控制pH值等方式保持对污染物的最佳降解状态，有时也加入一些微生物和表面活性剂，处理后的土壤再运回原地(如图 异位生物修复技术 预备床 图25 预备床挖掘堆置工艺示意图 异位生物修复技术 利用传统的堆肥方法，将污染土壤与有机物（施加一定数量的稻草、碎木片和树皮等）、粪便等混合起来，依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物(图26)。 异位生物修复技术 堆肥法 图26 静态堆肥修复工艺示意图 异位生物修复技术 泥浆生物反应器是用于处理污染土壤的特殊反应器，可建在污染现场或异地处理场地。污染土壤用水调成泥浆，装人生物反应器内，通过控制一些重要的微生物降解条件，提高处理效果。驯化的微生物种群通常从前一批处理中引入到下一批新泥浆。处理结束后通过水分离器脱除泥浆水分并循环再用。 (图27)。 异位生物修复技术 泥浆生物反应器 图27 泥浆生物反应器工艺示意图 异位生物修复技术 技术应用：泥浆生物反应器已经成功地应用到固体