5章 原位生物修复

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1、第五章原位生物修复InsituBioremediation原位生物修复¾原位修复时在污染源就地处理污染物的一种生物处理技术，包括自然修复和工程修复两种过程，是最常见的生物修复形式。¾主要是指在人为控制条件下进行•(1)不饱和土壤•(2)饱和土壤•(3)地下水F中污染物的生物降解与污染治理。•原位生物修复的主要过程是投加营养物质、提供氧源（通常是HO）、接种特22殊微生物。•原位修复不需将污染物转移，具有省时、高效的优点。缺点是过程难以控制。•原位生物修复中，氧的传输和土壤的渗透性是成功的关键。原位修复的主要处理法有•生物通气法(bioventing):对不饱和土壤•生物注气法(bios

2、parging):对饱和土壤部分打入空气•泵处理法：抽出法第一节水力学控制•原位生物修复设计的第一阶段是选择隔离和控制污染带的技术。•水力学控制对移动或阻止地下水流、提高和降低水位及控制污染羽流等都是必需的。•流体力学隔离系统的费用一般比物理遏制结构要低,也更灵活.•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

3、。•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•原位生物修复的基质（生物修复控制剂）供给系统种类方法重力法淹灌、塘灌、表面喷灌、渗滤沟、渗滤床强制法水泵注入、空气真空、空气注入1重力注入•地表重力供给系统法适合于浅层废物沉积、高渗透性场所和局部的污染.•即对渗流带的效果较好,在饱和带重力法充分混合较难,要充分考察后使用.•寒冷天气是一个限制因素.•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)

4、•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:F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。F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•强制注

5、入在过程控制中较为灵活。但浅水注入点限制注入系统的水头和注入井影响的区域。•注入井，回收井壁一般要考虑作密封处理,防止气体或水向上渗透.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•回收技术也分重力法和强制法种类方法重力法沟渠，埋管强制法井点，土壤渗滤仪，深井泵回收井现水位原水位

6、4注入井和回收井的构造•指井的排列形式;•各个场地的特征导致井的形式各异;•可根据模拟地下水流的形式设计井系统。线性规划结合地下水流模型，或非线性规划结合地下水流模型和平流迁移模型。•影响因子：•含水层水力传导性的变异性•亚表层的运移时间•抽取速率•污染物的分布•表层和亚表层的结构原位生物修复的注入井和回收井的一般类型致密含水层的注入井-回收井形式垂直水力循环系统•强制注入和回收可与重力供给结合使用:•污染物在地下水面以上,可以抽气供氧,渗漏沟供营养盐;•污染物在渗流带和饱和带,可注水提升,或抽真空注入空气,或在渗流带抽气,在饱和带注水.۞特定微生物反应也可决定注入和回收形式:Ө共代谢

7、、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。Ө某些化合物的矿化需要既有厌氧代谢又有好氧代谢。Ө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∑运行过程中可能的问题时含水层和注入井的阻塞（clogging）。主要类型有:1.悬浮固体阻塞2.生物阻塞3.化学阻塞1.悬浮固体阻塞•控制注水中固体浓度<