D15-原位生物通风术.pdf

D15-原位生物通风技术 15.1技术名称 技术名称：原位生物通风，英文名称：In Situ Bioventing 15.2技术适用性 适用的介质：非饱和带污染土壤； 可处理的污染物类型：挥发性、半挥发性有机物； 应用限制条件：不适合于重金属、难降解有机物污染土壤的修复，不宜用于粘土等渗透系数较小 的污染土壤修复。 15.3技术介绍 原理：生物通风法由土壤气相抽提法（SVE)发展而来，通过向土壤中供给空气或氧气，依靠微生物 的好氧活动，促进污染物降解；同时利用土壤中的压力梯度促使挥发性有机物及降解产物流向抽气井 ，被抽提去除。可通过注入热空气、营养液、外源高效降解菌剂的方法对污染物去除效果进行强化。 系统构成和主要设备：生物通风系统主要由抽气系统、抽提井、输气系统、营养水分 配系统、注 射井、尾气处理系统、在线监测系统及配套控制系统等组成。 主要设备包括输气系统（鼓风机、输气管网等)、抽气系统（真空泵、抽气管网、气水分离罐、压力 表、流量计、抽气风机)、营养水分 配系统（包括营养水分添加管网、添加泵、营养水分存储罐等)、在 线监测系统及配套控制系统、尾气处理系统（除尘器、活性炭吸附塔）等。 15.4关键技术参数或指标： 影响生物通风技术修复效果的因素包括：土壤理化性质、污染物特性和土壤微生物三大类。 1) 土壤理化性质因素 a. 土壤的气体渗透率：土壤的渗透率一般应该大于0.1达西。 b. 土壤含水率：一般认为含水率达到15-20%时，生物修复的效果最好。 c. 土壤温度：大多数生物修复是在中温条件（20- 40C)下进行的，最大不超过40C 。土壤的pH ：大多数微生物生存的pH范围为5- 9，通常酸碱中性条件下微生物对污染物降解效果较好。 d. 营养物的含量：一般认为，利用微生物进行修复时，土壤中C:N:P的比例应维持在100:5- 10:1，以满足好氧微生物的生长繁殖以及污染物的降解，并为缓慢释放形式时，效果最佳。一般添 加的N源为NH4+ ，P源为PO43— 。 e. 土壤氧气/ 电子受体：氧气作为电子受体，其含量是生物通风最重要的环境影响因素之一。在生物 通风修复中，除了用空气提供氧气外，还可采用H2O2、Fe3+、NO3—或纯氧作为电子受体。 2）污染物特性因素 a. 污染物的可生物降解性：生物降解性与污染物的分子结构有关，通常结构越简单，分子量越小的组 分越容易被降解。此外，污染物的疏水性与土壤颗粒的吸附以及微孔排斥都会影响污染物的可生 物降解性。 b. 污染物的浓度：土壤中污染物浓度水平应适中。污染物浓度过高会对微生物产生毒害作用，降低微 生物的活性，影响处理效果；污染物浓度过低，会降低污染物和微生物相互作用的几率，也会影响 微生物的降解率。 c. 污染物的挥发性：一般来说挥发性强的污染物通过通风处理易从土壤中脱离。 3）土壤微生物因素 一般认为采用生物降解技术对土壤进行修复时土壤中土著微生物的数量应不低于105数量级；但 是土著微生物存在着生长速度慢，代谢活性低的弱点。当土壤污染物不适合土著微生物降解，或是土 壤环境条件不适于土著降解菌大量生长时，需考虑接种高效菌。 15.5技术应用基础和前期准备 在利用生物通风技术进行修复前，应进行相应的可行性测试，目的在于评估生物通风技术是否适 合于场地的修复并为修复工程设计提供基础参数，测试参数包括：土壤温度、土壤湿度、土壤pH值、营 养物质含量、土壤氧含量、渗透系数、污染物浓度、污染物理化性质、污染物生物降解系数（或呼吸速 率）、土著微生物数量等，可在实验室开展相应的小试或中试实验。 15.6主要实施过程 在需要修复的污染土壤中设置注射井及抽提井，安装鼓风机/真空泵，将空气从注射井注入土壤中 ，从抽提井抽出。大部分低沸点、易挥发的有机物直接随空气一起抽出，而高沸点、不易挥发的有机物 在微生物的作用下，可以被分解为CO2和H2O。在抽提过程中注入的空气及营养物质有助于提高微生 物活性，降解不易挥发的有机污染物（如原油中沸点高、分子量大的组分）。定期采集土壤样品对目标 污染物的浓度进行分析，掌握污染物的去除速率。 15.7运行维护和监测 生物通风技术的运行维护较简单，运行过程中需对鼓风机、真空泵、管道阀门进行相应的运行维 护。同时，为了解土壤中污染物的去除速率及微生物的生长环境，运行过程中需定期对