生物修復(fù)技術(shù)方法.doc

8.5.4 生物修復(fù)的方法 污染環(huán)境的生物修復(fù)主要采用的是原位生物修復(fù)，在一些特殊的情況下，也可采用異位生物修復(fù)和原位異位聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。8.5.4.1 原位生物修復(fù) 原位生物修復(fù)技術(shù)即原位處理法：指污染土壤或水體不經(jīng)搬動(dòng)或輸送，在其原位和易殘留部位之間進(jìn)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(shí)也加入經(jīng)過(guò)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(dāng)稀釋后用各種播撒器均勻撒入受污染水體或土壤中。對(duì)流動(dòng)水體，為了防止菌體隨水流失，可先使之吸附在各類(lèi)填料及載體上，如玉壘菌布菌時(shí)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(yíng)養(yǎng)物可仿照農(nóng)業(yè)中施肥的方法予以實(shí)施，固體營(yíng)養(yǎng)物如屬水溶性，可兌水后噴灑。處理地表水石油污染時(shí)可先將營(yíng)養(yǎng)包埋于親油性介質(zhì)，投放后可使N、P營(yíng)養(yǎng)緩慢釋放，以提高其利用率。 在采用人工復(fù)氧強(qiáng)化技術(shù)時(shí)，除了可采用傳統(tǒng)的受污染水體布設(shè)氣管，以風(fēng)機(jī)曝氣外，德國(guó)Messer公司的BIOX純氧曝氣系統(tǒng)可省去風(fēng)機(jī)，它將純氧置于儲(chǔ)罐中，液氧經(jīng)氣化器、減壓閥和計(jì)量裝置后通過(guò)布?xì)夤軐⒀鯕庖晕馀菪问结尫牛渌€有AIRE-O2曝氣器、軸向流液下曝氣器、復(fù)葉推流式曝氣器等，它們的充氧能力和動(dòng)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(jié)合河道景觀的改造，設(shè)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(zhuān)利產(chǎn)品河道曝氣船，除了可改善景觀外，還可將船開(kāi)至溶氧較低的河段游動(dòng)供氧，機(jī)動(dòng)靈活性較高。在土壤生物修復(fù)中，可通過(guò)真空或加壓進(jìn)行土壤曝氣，其被稱(chēng)之為“生物通風(fēng)堆”（見(jiàn)圖），其可補(bǔ)充土壤中的氧氣，并有助于排出二氧化碳。圖457 生物通風(fēng)堆示意圖8.5.4.2 異位生物修復(fù)和原位異位聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 對(duì)土壤或嚴(yán)重污染的水體，有時(shí)只能采用較為昂貴的異位生物修復(fù)。如對(duì)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(kuò)散，將土壤運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)經(jīng)過(guò)各種工程準(zhǔn)備（包括設(shè)置襯里，布置通風(fēng)管道等）的場(chǎng)所堆放，并在此進(jìn)行生物修復(fù)，從系統(tǒng)中滲漏出來(lái)的水要收集起來(lái)，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(shù)皮、木屑等。它們可改善土壤結(jié)構(gòu)，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(zhǎng)繁殖，處理后的土壤應(yīng)運(yùn)回原地。 對(duì)嚴(yán)重污染的河道水體或土壤還可采用反應(yīng)器方法處理。上海鐵道大學(xué)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(huì)社，丸紅株式會(huì)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(yīng)器中，經(jīng)凈化處理后的水再返回河道。反應(yīng)器類(lèi)似于污水處理的接觸氧化池，池內(nèi)放置活化煤，活性木質(zhì)纖維素，發(fā)泡聚丙烯等填料，同時(shí)可接種高效降解菌群，使之在填料上生長(zhǎng)形成生物膜。反應(yīng)器內(nèi)布設(shè)曝氣管道，人工曝氣復(fù)氧以提高處理速率，并盡可能減小反應(yīng)器的容積和縮短水力停留時(shí)間。8.5.4.5 生物修復(fù)應(yīng)用實(shí)例 對(duì)一面積為200m2，深度為8m的受石油烴類(lèi)化合物污染的地區(qū)進(jìn)行原位生物修復(fù)處理，采用的是地下水抽取和過(guò)濾系統(tǒng)。具體方法是從一個(gè)8m深的中心井和10個(gè)分布在處理地區(qū)周?chē)木谐槿〉叵滤缓笥帽靡?0m3/h的流速輸入一個(gè)50m3/h的曝氣反應(yīng)器中，反應(yīng)一段時(shí)間后再輸進(jìn)顆粒濾糟中，經(jīng)過(guò)濾后重新滲入地下。在此過(guò)程中，采用了注入表面活性劑和營(yíng)養(yǎng)物，以及曝氣和接種優(yōu)勢(shì)微生物等強(qiáng)化措施以促進(jìn)污染物的降解。經(jīng)過(guò)15周處理，土樣中石油烴類(lèi)化合物的濃度從136mg/l123mg/l降低到20mg/l32mg/l。測(cè)定注入地下的水和抽出的地下水中溶解氧的濃度，結(jié)果表明進(jìn)水中的溶解氧為8.4mg/l，而出水中的溶解氧為2.4mg/l，說(shuō)明在土壤中也在進(jìn)行著較強(qiáng)的好氧生物修復(fù)過(guò)程。1984年美國(guó)密蘇里州西部發(fā)生地下石油運(yùn)輸管道泄漏事件，為此實(shí)施土壤生物修復(fù)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)由抽水井、油水分離器、曝氣塔、營(yíng)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(lèi)化合物污染的地區(qū)進(jìn)行原位生物修復(fù)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(yíng)養(yǎng)則有助于石油降解微生物的生長(zhǎng)繁殖，以提高石油降解菌的濃度，加快石油降解的速度。結(jié)果經(jīng)過(guò)32個(gè)月的運(yùn)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(gè)運(yùn)行期間汽油去除速度為每月1.2t1.4t，生物技術(shù)去除的汽油約占總?cè)コ?38t)的88%。中科院微生物研究所林力、楊惠芳等對(duì)某化工廠受石油污染土壤的生物修復(fù)研究中調(diào)查了該受污染土層的微生物生態(tài)分布特性，結(jié)果表明，該土層中土著微生物比較活躍。好氧異養(yǎng)菌達(dá)812億個(gè)/克，厭氧異養(yǎng)菌達(dá)2億/克。烴降解菌達(dá)200萬(wàn)個(gè)/克。從中分離出159株烴降解細(xì)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(zhǎng)。在最適氮源和磷源的條件下，假單胞菌52菌株可在7天內(nèi)利用石蠟作碳源，生物量連續(xù)增加，3天內(nèi)可將初始濃度為500mg/L的機(jī)油降解99%。在投加經(jīng)篩選的混合菌株治理土壤油污的模擬試驗(yàn)中，25天內(nèi)，可將油污的礦化作用提高1倍。在投加解烴菌株、補(bǔ)充N(xiāo)、P營(yíng)養(yǎng)，處理初始濃度為1500mg/kg的被原油污染的土壤時(shí)，8天內(nèi)土壤中油污去除98.8%，CO2產(chǎn)生量提高2.8倍。實(shí)驗(yàn)研究表明，該受污土層適于使用生物整治方法來(lái)去除油污。 經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，生物修復(fù)技術(shù)尚存一定的局限性： 微生物不能降解所有進(jìn)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(zhì)或泥土結(jié)合在一起常常使生物修復(fù)不能進(jìn)行。 生物修復(fù)需要對(duì)污染地區(qū)的狀況和存在的污染物進(jìn)行詳細(xì)而昂貴的現(xiàn)場(chǎng)考察，如在一些低滲透性的土壤中可能不宜使用生物修復(fù)技術(shù)，因?yàn)檫@類(lèi)土壤或在這類(lèi)土壤中的注水井會(huì)由于菌生長(zhǎng)過(guò)多而阻塞