5章原位生物修复.pptx

第五章 原位生物修复;原位生物修复; ;原位修复的主要处理法有;第一节 水力学控制;; 水力系统除了能隔离污染带以外，还是过程控制的重要手段; 系统包括注入井、回收井以及控制进出污染区传质可能的障碍; 补给水使用经过处理的回用水或未受污染的水源水; 补给水流中可以含有营养盐、基质和电子受体输入亚表层，还可以加微生物接种体。 ;;水力控制设计需要了解现场的水文地质。含水层反应试验、示踪试验、水力模型是比较常用的手段。 注入速率影响降解速率，流速影响溶质和气体的传输速率、接触时间，最佳注入速率一般用水力模型难以预测， 必须依靠现场监测。 ;第二节 亚表层供给系统;1 重力注入;;设计重力供给系统应该考虑的主要问题： 电子受体和营养盐的供应速率、渗入速率 污染概况(地点、深度、污染带) 场地特征(水力传导特性、降水量、孔隙度) 含水层厚度 ; 电子受体、营养盐以及基质的需要量应根据污染物的质量或呼吸试验计算得到。 如果重力法供应的物质速率可满足有机物降解速率，则可采用重力法；如果达不到要求，则需用强制法。 在重力供应系统中，受电子受体供应速率的限制，修复速率很慢。虽然每月投入的人力物力很少，但耗时长，最后总费用可能会超过其它供给系统。;重力法渗透供给系统与修复项目密切相关: 首要考虑是污染物是在渗流带还是在饱和带，重力法在渗流带、饱和带和两者均可用。 第二考虑是电子受体如何携带。如果水仅携带营养，气则要另外注入，那么不饱和带就要保持较高的透气率。如果电子受体由水携带，那么就要以最快的速度下渗。 ;2 强制注入;在原位生物修复中各种不同的影响带;生物修复的影响带经常是根据携带氧浓度所确立的(1mg/L): 氧影响带决定了强制注入井的间隔以及井的投资(井的材质、深度）; 理想的注入井和回收井之间的距离，应是能使营养液在注入后6周内达到污染区,但要注意营养液在此期间的损耗; 化学品迁移时间和反应速率可以根据可处理性研究和泵试验估算，但必须经现场监测证实。;3 回收系统;;;4 注入井和回收井的构造;;;致密含水层的注入井-回收井形式;垂直水???循环系统;;特定微生物反应也可决定注入和回收形式: 共代谢、硝酸盐和硫酸盐还原菌以及多种代谢方式需要在设计中考虑促进微生物生长的措施。 某些化合物的矿化需要既有厌氧代谢又有好氧代谢。 原位处理中要求顺次厌氧和好氧代谢系统使设计和运行很困难。 ;;这段距离与地下水流量和脱卤作用速率有关 显著的脱卤作用应当发生在转化化合物达到第二排过程控制井以前;第三节 阻塞控制;; ;脉冲注入电子受体和基质防止注入阻塞;双脉冲注入系统须选择： 基质和氧各个脉冲的比率 根据化学反应计算得到 整个脉冲长度 可用生物修复剂的迁移模型确定 周期频率;铁细菌 铁细茵的生物阻塞是水井和地表处理系统运行维护的普遍问题，水中铁含量很低的情况下就可以使膜生物反应器阻塞 反应式为: ;化学阻塞 营养盐、基质、氧和生物活性在含水层中的相互作用复杂多变，了解其中的化学沉淀阻塞的机制非常困难 可处理性研究和地球化学平衡模型可以评价含水层化学物质对注水混合的可能影响 离子交换对阻塞本身没有显著影响，主要注意的问题是氧化还原电位和营养盐的加入引起的后续变化和反应 ;注入前的可处理性研究要评价在实际土壤样品中的化学反应 所有加入化学品都要评价 最好分别注入化学品而非混合注入;氧化还原电位;FeS;营养盐 磷酸盐是引起含水层阻塞的另一化学因素。磷酸盐不能注入到石灰性土壤， 否则会被吸附沉淀。 生物所需磷酸盐与沉淀反应常有矛盾.;第四节 原位氧源;选择氧供应系统应按考虑的因素: 污染负荷需氧量 设计降解速率 氧转移速率 氧源传输利用的难易 氧源的费用;供氧方式 井孔通气 含氧水的注入 过氧化氢的注入 生物通气 生物注气 ;井孔通气 井孔通气是结构最简单、价格低廉的系统，可通过多孔气泡装置将空气扩散到井孔中。 向井水中注气可使用金刚砂扩散器、多孔石、环带金属、碳化硅扩散器等－使空气气泡更细小，便于溶解。;含氧水注入 用泵打入饱和含氧水是最常见的供氧;井孔通气、含氧水注入存在的问题: 生物阻塞常抑制气流进入井孔，解决办法是将注气器提出清洗和用化学品处理井。 供氧速率低是其主要缺点，1m3烃类污染的土壤需要有20万m3饱和含氧水，解决办法是用过氧化氢和土壤通气方式注入氧。;烃类矿化需要供给的氧量和硝酸盐量;过氧化氢注入 质量比为1 : 0.47 需要有饱和的亚表层 需要强制注入 主要问题是控制分解速率 ;使用中需注意的问题: 土壤酶促反应、一些金属、高pH值都可使过氧化氢分解 土壤降解限制了使用浓度，干净砂为500mg/L,其他为100mg/L 过高有毒性,且各类细菌耐受能力不同 磷酸盐可使过氧化氢稳定时间加长,