油泥生物處理技術PPT學習教案

1、會計學1油泥生物處理技術油泥生物處理技術目 錄一、含油固體廢物的來源一、含油固體廢物的來源三、含油固體廢物生物三、含油固體廢物生物處理技術處理技術四、展望四、展望二、含油二、含油固體廢物的危害固體廢物的危害第1頁/共42頁一、含油固體廢物的來源 含油固體廢物含油固體廢物 集輸系統(tǒng)產生的油泥和油砂集輸系統(tǒng)產生的油泥和油砂 石油污染土壤石油污染土壤第2頁/共42頁油氣分離器加熱爐電脫水器好油罐原油外輸一次沉降罐三相分離器一次除油罐二次除油罐過濾器回注天然氣回收混凝劑絮 凝劑井排來液油砂油砂含泥油泥油田地面處理典型流油田地面處理典型流程程第3頁/共42頁油泥油泥第4頁/共42頁落地油污染土壤落地油污

2、染土壤第5頁/共42頁貯油罐貯油罐滲漏滲漏 第6頁/共42頁二、含油固體廢物的危害 危害一：污染環(huán)境危害一：污染環(huán)境石油污染物在環(huán)境中的遷移石油污染物在環(huán)境中的遷移第7頁/共42頁危害二：巨額罰款危害二：巨額罰款 根據(jù)根據(jù)19981998年年7 7月月1 1日實施的環(huán)發(fā)日實施的環(huán)發(fā)19980891998089號號 國家危險廢物名錄國家危險廢物名錄規(guī)定，廢礦物油已被被列入規(guī)定，廢礦物油已被被列入名錄中第名錄中第HW08HW08項。項。 根據(jù)根據(jù)20032003年年7 7月月1 1日起施行的日起施行的“”“”國家發(fā)展計劃委國家發(fā)展計劃委員會、財政部、國家環(huán)境保護總局、國家經(jīng)濟貿易委員會、財政部、國

3、家環(huán)境保護總局、國家經(jīng)濟貿易委員會員會 第第3131號令號令” 中中排污費征收標準管理辦法排污費征收標準管理辦法- -固體固體廢物及危險廢物排污費征收標準廢物及危險廢物排污費征收標準，不達標排放的危，不達標排放的危險廢物排污費征收標準為每次每噸險廢物排污費征收標準為每次每噸10001000元元 。 第8頁/共42頁含油固體廢物的處理方法 處理技術分類處理技術分類詳細技術名稱詳細技術名稱 物理化學方法物理化學方法填埋法，固化法，濃縮干化法、萃取分離填埋法，固化法，濃縮干化法、萃取分離法、土壤洗滌法、焚燒法、熱裂解法等法、土壤洗滌法、焚燒法、熱裂解法等生物法生物法原位：投菌法、生物培養(yǎng)法、生物通氣

4、法、原位：投菌法、生物培養(yǎng)法、生物通氣法、農耕法農耕法異位：預制床法、堆肥式處理、生物反應器異位：預制床法、堆肥式處理、生物反應器植物植物- -微生物聯(lián)合修復微生物聯(lián)合修復第9頁/共42頁三、含油固體廢物生物處理技術（生物修復技術）發(fā)展歷史：發(fā)展歷史：含油固體廢物的生物修復技術起始于上世紀含油固體廢物的生物修復技術起始于上世紀8080年代年代初，初，3030多年來先后發(fā)展了多種修復手段與方法，在機理多年來先后發(fā)展了多種修復手段與方法，在機理研究和工程應用方面都已逐漸成熟，目前已進入大規(guī)模研究和工程應用方面都已逐漸成熟，目前已進入大規(guī)模應用階段。應用階段。 國內在國內在20002000年后已有小

5、規(guī)模的現(xiàn)場實驗，年后已有小規(guī)模的現(xiàn)場實驗，20072007年國年國家家“863863計劃計劃”中將石油污染土壤的生物修復技術及示中將石油污染土壤的生物修復技術及示范工程列入重點項目行列。范工程列入重點項目行列。生物修復技術是生物修復技術是8080年代以來出現(xiàn)和發(fā)展起來的清除和治理年代以來出現(xiàn)和發(fā)展起來的清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術，是依靠細菌、真菌、高等植物甚至環(huán)境污染的生物工程技術，是依靠細菌、真菌、高等植物甚至動物以及細胞游離酶的自然代謝過程，降解并且去除環(huán)境污染動物以及細胞游離酶的自然代謝過程，降解并且去除環(huán)境污染物的生物技術。物的生物技術。第10頁/共42頁典型事例：典型事例：19

6、891989年年3 3月美國月美國Exxon ValdezExxon Valdez號油船觸礁，號油船觸礁，41000t41000t原油原油泄漏，使阿拉斯加灣泄漏，使阿拉斯加灣2100km2100km的海岸線遭受污染。為清除污的海岸線遭受污染。為清除污染，在大量試驗的基礎上，首先在染，在大量試驗的基礎上，首先在120km120km的海岸線上進行了的海岸線上進行了綜合修復的嘗試。到綜合修復的嘗試。到19901990年，海岸的油污明顯減少，生物年，海岸的油污明顯減少，生物修復成為主要措施并發(fā)揮了巨大作用。修復成為主要措施并發(fā)揮了巨大作用。 應用現(xiàn)狀：應用現(xiàn)狀：歐美各國對生物修復技術非常重視，從事該項

7、技歐美各國對生物修復技術非常重視，從事該項技術的研究機構和商業(yè)公司大約有近百個。自術的研究機構和商業(yè)公司大約有近百個。自19821982年以年以來，已利用環(huán)境生物技術治理并恢復了來，已利用環(huán)境生物技術治理并恢復了60006000多處污染多處污染地。在歐洲，大約有地。在歐洲，大約有30%30%的污染采用生物修復技術處理的污染采用生物修復技術處理。第11頁/共42頁OilMicrobeCO2+H2OCO2+H2OCO2+H2O微生物微生物“吃掉吃掉”石油石油和其它有機污染物和其它有機污染物微生物微生物“消化消化”石油石油并將其轉化為并將其轉化為CO2和和H2O微生物釋放出微生物釋放出 CO2 和和

8、 H2O1.2.3.第12頁/共42頁微生物微生物制劑、相關營制劑、相關營養(yǎng)和通氣物質養(yǎng)和通氣物質調控微生物生長代謝調控微生物生長代謝和降解污染物條件和降解污染物條件含油固廢污染物被降解成為污染物被降解成為COCO2 2+H+H2 2O O生態(tài)恢復第13頁/共42頁微生物修復技術異位修復預制床堆肥生物反應器原位修復投菌生物培養(yǎng)生物通氣農耕第14頁/共42頁技術分類技術分類技術名稱技術名稱技術路線技術路線技術缺點技術缺點原位修復原位修復投菌投菌直接向含油固體廢物中加入外源直接向含油固體廢物中加入外源的污染降解菌和營養(yǎng)物的污染降解菌和營養(yǎng)物菌種適應性菌種適應性生物培養(yǎng)生物培養(yǎng)定期向受污染土壤投加定

9、期向受污染土壤投加HH2 2OO2 2和和營養(yǎng)，刺激土著降解菌的生長營養(yǎng)，刺激土著降解菌的生長氧氣、營養(yǎng)鹽的氧氣、營養(yǎng)鹽的分布不均分布不均生物通氣生物通氣用鼓風機和抽真空機將空氣排入用鼓風機和抽真空機將空氣排入土壤中，強迫氧化的生物降解方土壤中，強迫氧化的生物降解方法法受土壤結構制約受土壤結構制約農耕農耕對污染土壤進行耕耙處理，在處對污染土壤進行耕耙處理，在處理過程中施入肥料，進行灌溉理過程中施入肥料，進行灌溉只適用于滲透性只適用于滲透性差、污染程度淺差、污染程度淺的場地的場地第15頁/共42頁技術分類技術分類詳細技術名稱詳細技術名稱技術路線技術路線技術缺點技術缺點異位修復異位修復預制床預制床

10、將受污染土壤以將受污染土壤以15-30cm15-30cm的的厚度平鋪于預制床中，加入營厚度平鋪于預制床中，加入營養(yǎng)液和水份，定期翻動充氧養(yǎng)液和水份，定期翻動充氧 挖土、運輸費挖土、運輸費用高用高堆肥堆肥在土壤中直接摻入能提高處理在土壤中直接摻入能提高處理效果的支撐材料效果的支撐材料 ，使用機械，使用機械或空氣系統(tǒng)充氧或空氣系統(tǒng)充氧 堆肥效率受影堆肥效率受影響響生物反應器生物反應器在反應器中加入在反應器中加入3 39 9倍的水倍的水混合使其呈泥漿狀，同時加入混合使其呈泥漿狀，同時加入必要的營養(yǎng)物質和表面活性劑，必要的營養(yǎng)物質和表面活性劑，鼓氣充氧鼓氣充氧 處理量小，工處理量小，工程復雜，處理程復

11、雜，處理費用高費用高第16頁/共42頁第17頁/共42頁生物通氣生物通氣第18頁/共42頁營養(yǎng)物質/水分砂礫層瀝液收集防滲層污染土壤預制床法：預制床的底面為滲透性低的物質，如高密度的預制床法：預制床的底面為滲透性低的物質，如高密度的聚乙烯或粘土。將污染土壤轉移到預制床上，通過施肥、聚乙烯或粘土。將污染土壤轉移到預制床上，通過施肥、灌溉、翻耕、調節(jié)灌溉、翻耕、調節(jié)pH，還可加入微生物和表面活性劑，使，還可加入微生物和表面活性劑，使其最適合污染物的降解。其最適合污染物的降解。 第19頁/共42頁堆制法示意圖堆制處理法：將受污染的土壤從污染地區(qū)挖掘起來，運輸?shù)揭粋€經(jīng)過處理的地點（布置防止?jié)B漏底，通風

12、管道等）堆放，形成上升的斜坡，并進行生物處理。 第20頁/共42頁（1 1）微生物的降解效率）微生物的降解效率能降解石油中各種烴類的微生物共約能降解石油中各種烴類的微生物共約70 70 余屬、余屬、200 200 多種。多種。一般認為，細菌分解原油比真菌、放線菌容易的多。不同一般認為，細菌分解原油比真菌、放線菌容易的多。不同種類、不同來源的細菌降解原油的速度也不同。在實際修種類、不同來源的細菌降解原油的速度也不同。在實際修復過程中，微生物之間存在復雜的關系（協(xié)同、競爭、演復過程中，微生物之間存在復雜的關系（協(xié)同、競爭、演替和捕食等），這將在一定程度上影響其對石油烴類的降替和捕食等），這將在一定

13、程度上影響其對石油烴類的降解速率。解速率。 內因內因（2）污染物的組成）污染物的組成從烴分子類型看，鏈烴比環(huán)烴易降解，飽和烴比不飽從烴分子類型看，鏈烴比環(huán)烴易降解，飽和烴比不飽和烴易降解，直鏈烴比支鏈烴易降解，多環(huán)芳香烴較和烴易降解，直鏈烴比支鏈烴易降解，多環(huán)芳香烴較難降解。瀝青質最難降解。難降解。瀝青質最難降解。 第21頁/共42頁第22頁/共42頁植物根表皮細胞和植物根表皮細胞和脫落的根細胞脫落的根細胞根細胞的滲出物根細胞的滲出物 微生物的營養(yǎng)源微生物的營養(yǎng)源 有巨大表面積的根系有巨大表面積的根系微生物寄宿處微生物寄宿處 促進微生物促進微生物的生長的生長 第23頁/共42頁生物修復技術在勝

14、利油田的應用生物修復技術在勝利油田的應用含油污泥堆放現(xiàn)場含油污泥堆放現(xiàn)場第24頁/共42頁技術路線技術路線菌劑，調理劑，營養(yǎng)物菌劑，調理劑，營養(yǎng)物預制床預制床植物修復植物修復翻耕翻耕澆水澆水第25頁/共42頁預制床場地示意圖第26頁/共42頁第27頁/共42頁第28頁/共42頁230d230d的修復后，石油降解率為的修復后，石油降解率為48.9% 48.9% ，而對照樣僅為，而對照樣僅為16.4%16.4%第29頁/共42頁持水量持水量(%)(%)pHpH(H(H2 2O)O)水解氮水解氮(mg/kg)(mg/kg)速效磷速效磷(mg/kg)(mg/kg)速速效效鉀鉀(mg/kg)(mg/kg

15、)修復后修復后61.8661.867.567.5680.9080.9035.0135.01782.0782.0對照樣對照樣13.0813.087.597.5943.6543.651.661.66264.7264.7 生物修復后油泥基本理化性質變化情況生物修復后油泥基本理化性質變化情況 修復后油泥持水能力大幅增加，營養(yǎng)物質含量增加，基修復后油泥持水能力大幅增加，營養(yǎng)物質含量增加，基本具備正常土壤的性質。本具備正常土壤的性質。第30頁/共42頁生物處理后油泥中微生物群落（生物處理后油泥中微生物群落（AWCDAWCD變化）變化）AWCD 值反映了微生物代謝功能多樣性的情況，也反映出值反映了微生物代謝

16、功能多樣性的情況，也反映出油泥中微生物群落多樣性的情況。上圖表明，修復后油泥中油泥中微生物群落多樣性的情況。上圖表明，修復后油泥中微生物群落數(shù)量明顯增加，代謝石油組分的能力明顯增強。微生物群落數(shù)量明顯增加，代謝石油組分的能力明顯增強。第31頁/共42頁植物修復階段植物修復階段第32頁/共42頁微生物修復后，油泥的含油量仍然較高，為了進一步降微生物修復后，油泥的含油量仍然較高，為了進一步降低油泥的含油量，在預制床內種植多種不同種類的植物，以低油泥的含油量，在預制床內種植多種不同種類的植物，以強化前期生物處理效果。強化前期生物處理效果。根據(jù)前期篩選實驗，選擇了高羊茅、根據(jù)前期篩選實驗，選擇了高羊茅

17、、苜蓿、大豆、玉米與高梁等應用于植物修復。苜蓿、大豆、玉米與高梁等應用于植物修復。北大豆高粱高梁玉米溫室苜蓿高羊茅玉米高粱含油污泥的植物強化修復含油污泥的植物強化修復第33頁/共42頁第34頁/共42頁植物生長過程中土壤中石油烴類變化情況分析植物生長過程中土壤中石油烴類變化情況分析 各處理中的油含量由高到低依次為對照高粱玉各處理中的油含量由高到低依次為對照高粱玉米高羊茅苜蓿大豆，石油降解率分別為米高羊茅苜蓿大豆，石油降解率分別為13.70%13.70%、20.13%20.13%、23.09%23.09%、26.62%26.62%、28.47%28.47%、34.19% 34.19% 第35頁/

18、共42頁處理處理飽和烴飽和烴( () )芳香烴芳香烴( () )膠質瀝青膠質瀝青( () )修復前修復前43.5343.5325.5925.5930.2930.29對照對照24.7824.7831.4531.4543.1043.10高粱高粱23.9823.9829.9029.9046.1246.12玉米玉米25.0025.0030.2930.2944.7244.72大豆大豆25.2025.2028.8228.8245.9845.98苜蓿苜蓿31.4431.4427.3927.3941.1041.10高羊茅高羊茅29.4129.4124.7424.7445.8845.88植物修復后各處理油泥中石油不同組分的含量植物修復后各處理油泥中石油不同組分的含量 修復后飽和烴含量明顯降低，難降解的膠質瀝青質所占比例大幅升高修復后飽和烴含量明顯降低，難降解的膠質瀝青質所占比例大幅升高第36頁/共42頁修復后油泥生物毒性檢測修復后油泥生物毒