生物修復技術方法.doc

8.5.4 生物修復的方法 污染環(huán)境的生物修復主要采用的是原位生物修復，在一些特殊的情況下，也可采用異位生物修復和原位異位聯(lián)合修復技術。8.5.4.1 原位生物修復 原位生物修復技術即原位處理法：指污染土壤或水體不經搬動或輸送，在其原位和易殘留部位之間進行原位處理。污染物降解的主體微生物一般采用土著微生物，有時也加入經過馴化和培養(yǎng)的微生物以及商品化的適宜微生物菌劑。菌劑如屬液體，可適當稀釋后用各種播撒器均勻撒入受污染水體或土壤中。對流動水體，為了防止菌體隨水流失，可先使之吸附在各類填料及載體上，如玉壘菌布菌時先將菌吸附于分子篩上，然后將附菌載體均勻撒至河底淤泥上。添加營養(yǎng)物可仿照農業(yè)中施肥的方法予以實施，固體營養(yǎng)物如屬水溶性，可兌水后噴灑。處理地表水石油污染時可先將營養(yǎng)包埋于親油性介質，投放后可使N、P營養(yǎng)緩慢釋放，以提高其利用率。 在采用人工復氧強化技術時，除了可采用傳統(tǒng)的受污染水體布設氣管，以風機曝氣外，德國Messer公司的BIOX純氧曝氣系統(tǒng)可省去風機，它將純氧置于儲罐中，液氧經氣化器、減壓閥和計量裝置后通過布氣管將氧氣以微氣泡形式釋放，其他還有AIRE-O2曝氣器、軸向流液下曝氣器、復葉推流式曝氣器等，它們的充氧能力和動力效率較高，且可防止河面漂浮物的不利影響。在有條件的地方，還可結合河道景觀的改造，設置人工瀑布、噴水器等增氧。上海佛欣河道治理公司還推出專利產品河道曝氣船，除了可改善景觀外，還可將船開至溶氧較低的河段游動供氧，機動靈活性較高。在土壤生物修復中，可通過真空或加壓進行土壤曝氣，其被稱之為“生物通風堆”（見圖），其可補充土壤中的氧氣，并有助于排出二氧化碳。圖457 生物通風堆示意圖8.5.4.2 異位生物修復和原位異位聯(lián)合修復技術 對土壤或嚴重污染的水體，有時只能采用較為昂貴的異位生物修復。如對受污染的土壤采用挖掘堆置處理，為防止污染物向地下水或更廣大地域擴散，將土壤運輸?shù)揭粋€經過各種工程準備（包括設置襯里，布置通風管道等）的場所堆放，并在此進行生物修復，從系統(tǒng)中滲漏出來的水要收集起來，重新噴灑至土壤堆上或另外處理，土堆中可投入一些填充劑，如木片、樹皮、木屑等。它們可改善土壤結構，使之疏松通氣，又可保持一定的溫度，有利于降解污染物的微生物生長繁殖，處理后的土壤應運回原地。 對嚴重污染的河道水體或土壤還可采用反應器方法處理。上海鐵道大學與佛欣河道治理公司在真如港水體的治理；上海工程成套總公司與日本大和工業(yè)株式會社，丸紅株式會社在俞涇港水體的治理中均采用將黑臭河水用泵輸入置于河邊的生物反應器中，經凈化處理后的水再返回河道。反應器類似于污水處理的接觸氧化池，池內放置活化煤，活性木質纖維素，發(fā)泡聚丙烯等填料，同時可接種高效降解菌群，使之在填料上生長形成生物膜。反應器內布設曝氣管道，人工曝氣復氧以提高處理速率，并盡可能減小反應器的容積和縮短水力停留時間。8.5.4.5 生物修復應用實例 對一面積為200m2，深度為8m的受石油烴類化合物污染的地區(qū)進行原位生物修復處理，采用的是地下水抽取和過濾系統(tǒng)。具體方法是從一個8m深的中心井和10個分布在處理地區(qū)周圍的井中抽取地下水，然后用泵以30m3/h的流速輸入一個50m3/h的曝氣反應器中，反應一段時間后再輸進顆粒濾糟中，經過濾后重新滲入地下。在此過程中，采用了注入表面活性劑和營養(yǎng)物，以及曝氣和接種優(yōu)勢微生物等強化措施以促進污染物的降解。經過15周處理，土樣中石油烴類化合物的濃度從136mg/l123mg/l降低到20mg/l32mg/l。測定注入地下的水和抽出的地下水中溶解氧的濃度，結果表明進水中的溶解氧為8.4mg/l，而出水中的溶解氧為2.4mg/l，說明在土壤中也在進行著較強的好氧生物修復過程。1984年美國密蘇里州西部發(fā)生地下石油運輸管道泄漏事件，為此實施土壤生物修復系統(tǒng)，這個系統(tǒng)由抽水井、油水分離器、曝氣塔、營養(yǎng)物添加裝置、雙氧水添加裝置、注水井等組成，使受石油烴類化合物污染的地區(qū)進行原位生物修復處理。其中曝氣塔可借助人工曝氣以增加溶氧，添加的N、P營養(yǎng)則有助于石油降解微生物的生長繁殖，以提高石油降解菌的濃度，加快石油降解的速度。結果經過32個月的運行，獲得了良好的處理效果。該地的苯、甲苯和二甲苯總濃度從20mg/l30mg/l降低到0.05mg/l0.10mg/l，整個運行期間汽油去除速度為每月1.2t1.4t，生物技術去除的汽油約占總去除量(38t)的88%。中科院微生物研究所林力、楊惠芳等對某化工廠受石油污染土壤的生物修復研究中調查了該受污染土層的微生物生態(tài)分布特性，結果表明，該土層中土著微生物比較活躍。好氧異養(yǎng)菌達812億個/克，厭氧異養(yǎng)菌達2億/克。烴降解菌達200萬個/克。從中分離出159株烴降解細菌和真菌。其中17株可不同程度地分別利用烷烴（nC9nC18）和芳烴（酚、萘、苯、甲苯和二甲苯）作為唯一碳源生長。在最適氮源和磷源的條件下，假單胞菌52菌株可在7天內利用石蠟作碳源，生物量連續(xù)增加，3天內可將初始濃度為500mg/L的機油降解99%。在投加經篩選的混合菌株治理土壤油污的模擬試驗中，25天內，可將油污的礦化作用提高1倍。在投加解烴菌株、補充N、P營養(yǎng)，處理初始濃度為1500mg/kg的被原油污染的土壤時，8天內土壤中油污去除98.8%，CO2產生量提高2.8倍。實驗研究表明，該受污土層適于使用生物整治方法來去除油污。 經實踐檢驗，生物修復技術尚存一定的局限性： 微生物不能降解所有進入環(huán)境的污染物，污染物的難生物降解性、不溶性以及與土壤腐殖質或泥土結合在一起常常使生物修復不能進行。 生物修復需要對污染地區(qū)的狀況和存在的污染物進行詳細而昂貴的現(xiàn)場考察，如在一些低滲透性的土壤中可能不宜使用生物修復技術，因為這類土壤或在這類土壤中的注水井會由于菌生長過多而阻塞