一種固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法，通過向墻體內(nèi)投加電子受體或營養(yǎng)物質(zhì)刺激經(jīng)提純固化植入的石油烴優(yōu)勢降解菌加速對石油烴污染物的降解過程，構(gòu)建一種固定化生物滲透反應(yīng)墻；通過核桃殼和剩余污泥粉末混合介質(zhì)替代傳統(tǒng)鐵質(zhì)填充介質(zhì)，通過向墻體內(nèi)添加釋氧劑保障墻體內(nèi)的好氧降解環(huán)境，在墻體內(nèi)添加營養(yǎng)劑培養(yǎng)好氧石油烴降解菌群；融合微生物滲透反應(yīng)墻與微生物固定化技術(shù)，構(gòu)建微生物固定化滲透反應(yīng)墻原位修復(fù)受石油烴污染的地下水。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于水污染控制領(lǐng)域，尤其涉及一種固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法。
技術(shù)介紹
石油污染伴隨著石油工業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)了日益嚴(yán)重的趨勢，石油烴類污染物對世界各地地下水的污染狀況已經(jīng)開始影響到人們正常的生產(chǎn)和生活。石油烴污染對地下水的危害具有嚴(yán)重性和復(fù)雜性的雙重特點(diǎn)，因此，如何經(jīng)濟(jì)、快速、有效徹底地去除地下水中石油烴污染物成為各國環(huán)境保護(hù)者們的研究熱點(diǎn)之一，針對石油烴污染地下水，特別是以滲透性反應(yīng)墻為代表的的原位修復(fù)技術(shù)迅速興起，并日漸受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。與異位修復(fù)技術(shù)相比，原位修復(fù)技術(shù)不但修復(fù)費(fèi)用省和耗能低，而且還能最大程度地減少污染物的暴露和對修復(fù)場所原有環(huán)境的擾動，因此，原位生物修復(fù)被認(rèn)為是一種最有發(fā)展前景的地下水原位修復(fù)技術(shù)。生物可滲透反應(yīng)墻技術(shù)是一種新興原位修復(fù)環(huán)境污染的技術(shù)，其內(nèi)填充有特定反應(yīng)介質(zhì)(介質(zhì)中附有高效降解菌或固定化降解菌等)，當(dāng)污染物流經(jīng)“反應(yīng)墻”時與墻內(nèi)介質(zhì)中的微生物發(fā)生物理、化學(xué)和生物等單一或復(fù)合反應(yīng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無毒無污染或低毒低污染的物質(zhì)流出墻體。生物可滲透反應(yīng)墻通常是利用環(huán)境中原有的土著微生物或人工篩選培育后的高效降解菌株，被普遍認(rèn)為是最具潛力的綠色修復(fù)技術(shù)，它主要用來處理有機(jī)物，可溶性重金屬，營養(yǎng)性無機(jī)離子等。其主要原理為提供微生物生長所必需的氧源和電子受體，以污染物作為相應(yīng)的碳源、氮源或電子供體，從而使得污染物能被快速好氧降解或通過共代謝降解去除。微生物滲透反應(yīng)墻是近些年可滲透反應(yīng)墻技術(shù)(permeablereactivebarrier，PRB)發(fā)展的一個重要突破口，也是PRB技術(shù)最重要最有前途的發(fā)展方向，但是對于該新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例研究目前國內(nèi)外都很少見，而關(guān)于生物反應(yīng)墻體內(nèi)微生物特性以及反應(yīng)墻體結(jié)構(gòu)(如墻體厚度滲透性能等)的研究資料更是相當(dāng)有限，污染物去除方面，國內(nèi)較早的如天津大學(xué)SheJiangLiu等采用雙層微生物滲透反應(yīng)墻對甲基叔丁基醚污染地下水的原位治理進(jìn)行了室內(nèi)處理試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：在提供良好微生物生長環(huán)境的條件下試驗(yàn)裝置能非常有效地去除甲基叔丁基醚污染物，并進(jìn)一步有效地解決了氧緩釋劑CaO2大幅度提高pH值對微生物性能影響的問題，整個試驗(yàn)裝置的運(yùn)行修復(fù)效果和效率都很好，此外，遼寧化工大學(xué)的馬會強(qiáng)等分別利用低溫石油烴降解菌-泥炭-粗砂和泥炭-粗砂構(gòu)建了泥炭生物反應(yīng)墻和泥炭反應(yīng)墻，研究了反應(yīng)墻對地下水中BTEX、PAHs等的修復(fù)效果。結(jié)果表明，泥炭與粗砂最適體積比為1：4，并對墻體滲透系數(shù)、有效孔隙率、墻體吸附壽命、吸附率以及污染物去除率進(jìn)行了詳細(xì)研究，而國外如Tiehm等對多環(huán)芳香族烴類污染地下水的微生物滲透反應(yīng)墻原位修復(fù)效果進(jìn)行了實(shí)地以及污染物羽狀體墻體內(nèi)遷移的室內(nèi)模擬試驗(yàn)相結(jié)合的深入應(yīng)用研究，上述研究均表明微生物滲透反應(yīng)墻對多環(huán)芳香烴，苯系物和雜環(huán)烴均具有良好的攔截和降解去除效果，并進(jìn)一步對微生物滲透反應(yīng)墻的應(yīng)用設(shè)計(jì)開展了很好的分析模擬方法和現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)完善與探索。但是目前，所有研究中對微生物滲透反應(yīng)墻內(nèi)烴氧化菌和高效降解菌特性以及反應(yīng)墻結(jié)構(gòu)的研究近乎是個空白，而關(guān)于在反應(yīng)墻體內(nèi)將微生物固定化技術(shù)與滲透反應(yīng)墻結(jié)合的固定微生物滲透性反應(yīng)墻技術(shù)以及通過(groundwatermodelingsystem—GMS)軟件對滲透性反應(yīng)墻的運(yùn)行過程進(jìn)行全程模擬研究更是鮮見。現(xiàn)有石油烴類污染地下水中污染羽狀體捕獲難度大、治理成本高，鐵質(zhì)填充介質(zhì)對微生物繁殖和生長不利。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例的目的在于提供一種固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法，旨在解決現(xiàn)有石油烴類污染地下水中污染羽狀體捕獲難度大、治理成本高，鐵質(zhì)填充介質(zhì)對微生物繁殖和生長不利的問題。本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法包括：首先從受石油烴類污染物污染嚴(yán)重的土壤中馴化篩選和提純優(yōu)勢石油烴降解菌菌株通過室內(nèi)批量實(shí)驗(yàn)確定菌株特性以及最佳固定化方法并將菌株固定于滲透反應(yīng)墻墻體內(nèi)，并通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定反應(yīng)介質(zhì)種類、最佳配比、填充量、從而確定墻體厚度。通過向墻體內(nèi)投加電子受體或營養(yǎng)物質(zhì)刺激經(jīng)提純固化植入的石油烴優(yōu)勢降解菌加速其對石油烴污染物的降解過程，構(gòu)建一種固定化生物滲透反應(yīng)墻；通過核桃殼和污泥混合介質(zhì)替代傳統(tǒng)鐵質(zhì)填充介質(zhì)，通過向墻體內(nèi)添加緩釋氧劑(CaO2釋氧小球等)保障墻體內(nèi)合理溶解氧濃度來維持墻體內(nèi)的好氧降解環(huán)境，并在墻體內(nèi)添加營養(yǎng)劑培養(yǎng)好氧石油烴降解菌群；融合微生物滲透反應(yīng)墻與微生物固定化，構(gòu)建微生物固定化滲透反應(yīng)墻修復(fù)受石油烴污染的地下水。進(jìn)一步，核桃殼與剩余污泥粉末，的最佳配比為質(zhì)量比3：1。進(jìn)一步，滲透性反應(yīng)墻的具體結(jié)構(gòu)為：供水系統(tǒng)-不銹鋼紗網(wǎng)—粗石英砂-細(xì)石英砂—緩釋氧材料層—營養(yǎng)物質(zhì)投加層—附著石油烴優(yōu)勢降解菌菌株的混合填充介質(zhì)—細(xì)石英砂—粗石英砂—不銹鋼紗網(wǎng)-流量計(jì)。進(jìn)一步，菌株假單胞菌屬(Pseudomonassp.)的最佳固定化條件為核桃殼與剩余污泥粉末質(zhì)量比3：1，水溫15℃，pH值7營養(yǎng)物質(zhì)C：N：P配比添加比例為500:6:1緩釋氧劑投加量12-16mg/L。進(jìn)一步，微生物最佳固定方式為吸附法。進(jìn)一步，當(dāng)C：N：P添加比例為500:6:1時滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)對石油烴污染物的降解率達(dá)到最高；當(dāng)N、P過度添加，微生物對石油烴類污染物的降解速率降低。進(jìn)一步，滲透性反應(yīng)墻微生物滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)的最適運(yùn)行溫度在10～15℃。進(jìn)一步，當(dāng)氧化劑CAO2投加量為12mg/mL時，滲透性反應(yīng)墻生物反應(yīng)墻對含油廢水的降解率最高。進(jìn)一步，石油降解菌優(yōu)選的環(huán)境pH值為5～9。進(jìn)一步，滲透性反應(yīng)墻該反固定化生物應(yīng)墻最佳的修復(fù)條件為：核桃殼：剩余污泥粉末質(zhì)量比3：1，營養(yǎng)物質(zhì)C:N:P＝500:6:1；最佳溫度為15℃，CaO2的累積投加量為16mg/L，pH值為7。本專利技術(shù)將會大大降低石油烴污染地下水的原位治理成本并會為石油烴污染地下水的原位修復(fù)提供一種較先進(jìn)快捷和經(jīng)濟(jì)的實(shí)用性技術(shù)附圖說明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水方法流程圖。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的滲透性反應(yīng)墻的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本專利技術(shù)的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。請參閱圖1：本專利技術(shù)實(shí)施例提供的固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法，包括：通過向墻體內(nèi)投加電子受體或營養(yǎng)物質(zhì)刺激經(jīng)提純固化植入的石油烴優(yōu)勢降解菌加速對石油烴污染物的降解過程，構(gòu)建一種固定化生物滲透反應(yīng)墻；通過核桃殼和剩余污泥粉末混合介質(zhì)替代傳統(tǒng)鐵質(zhì)填充介質(zhì)，通過向墻體內(nèi)添加釋氧劑保障墻體內(nèi)的好氧降解環(huán)境，在墻體內(nèi)添加營養(yǎng)劑培養(yǎng)好氧石油烴降解菌群；融合微生物滲透反應(yīng)墻與微生物固定化，構(gòu)建微生物固定化滲透反應(yīng)墻修復(fù)受石油烴污染的地下水。進(jìn)一步，核桃殼與剩余污泥粉末的最佳配比為3：1。。。。。。進(jìn)一步，滲透性反應(yīng)墻的具體結(jié)構(gòu)為：供水系統(tǒng)-不銹鋼紗網(wǎng)—粗石英砂-細(xì)石英砂—緩釋氧材料層—營養(yǎng)物質(zhì)投加層—附著石油烴優(yōu)勢降解菌菌株的混合填充介質(zhì)—細(xì)石英砂—粗石英砂—不銹鋼紗網(wǎng)-流量計(jì)。。。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法，其特征在于，所述固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法包括：通過向墻體內(nèi)投加電子受體或營養(yǎng)物質(zhì)刺激經(jīng)提純固化植入的石油烴優(yōu)勢降解菌加速對石油烴污染物的降解過程來構(gòu)建一種固定化生物滲透反應(yīng)墻；通過核桃殼和剩余污泥粉末混合介質(zhì)替代傳統(tǒng)鐵質(zhì)填充介質(zhì)，通過向墻體內(nèi)添加釋氧劑保障墻體內(nèi)的好氧降解環(huán)境，在墻體內(nèi)添加營養(yǎng)劑培養(yǎng)好氧石油烴降解菌群；融合微生物滲透反應(yīng)墻與微生物固定化，構(gòu)建微生物固定化滲透反應(yīng)墻修復(fù)受石油烴污染的地下水。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法，其特征在于，所述固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法包括：通過向墻體內(nèi)投加電子受體或營養(yǎng)物質(zhì)刺激經(jīng)提純固化植入的石油烴優(yōu)勢降解菌加速對石油烴污染物的降解過程來構(gòu)建一種固定化生物滲透反應(yīng)墻；通過核桃殼和剩余污泥粉末混合介質(zhì)替代傳統(tǒng)鐵質(zhì)填充介質(zhì)，通過向墻體內(nèi)添加釋氧劑保障墻體內(nèi)的好氧降解環(huán)境，在墻體內(nèi)添加營養(yǎng)劑培養(yǎng)好氧石油烴降解菌群；融合微生物滲透反應(yīng)墻與微生物固定化，構(gòu)建微生物固定化滲透反應(yīng)墻修復(fù)受石油烴污染的地下水。2.如權(quán)利要求1所述的固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法，其特征在于，核桃殼與剩余污泥粉末的最佳配質(zhì)量比為3：1。3.如權(quán)利要求1所述的固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法，其特征在于，滲透性反應(yīng)墻設(shè)置有供水系統(tǒng)、不銹鋼紗網(wǎng)、粗石英砂、細(xì)石英砂、緩釋氧材料層、營養(yǎng)物質(zhì)投加層、附著石油烴優(yōu)勢降解菌菌株的混合填充介質(zhì)、細(xì)石英砂、粗石英砂、不銹鋼紗網(wǎng)、流量計(jì)每隔一定距離設(shè)置水樣與填充介質(zhì)取樣監(jiān)測口。4.如權(quán)利要求1所述的固定微生物滲透反應(yīng)墻修復(fù)石油烴污染地下水的方法，其特征在于，菌株的最佳固定化條件為核桃殼與剩余污泥粉末質(zhì)量比3：1，水溫15℃，pH值7營養(yǎng)物質(zhì)C：N：...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓志勇，陳吉祥，周智芳，謝剛，祁寶川，盧迪，
申請(專利權(quán))人：蘭州理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：甘肅;62