本发明专利技术提供一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统，所述的复合生物处理系统采用了综合性措施处理土壤中的高环多环芳烃污染物。本发明专利技术通过强化培养利用原污染土壤中的各种土著微生物，包括能够以高环多环芳烃为底物的微生物以及可以产生共代谢的相关微生物，实现高环多环芳烃污染土壤的生物修复。强化措施包括强化连续抽气通风均匀供氧，分四个阶段调整土壤堆体的连续通风量、水分与微生物营养物质连续投配量以及土著微生物菌液的投配，并且连续投配有机表面活性剂，使污染土壤堆体保持微生物降解需要的营养物质含量、湿度、温度、酸碱度等条件。本发明专利技术是在充分分析高环多环芳烃污染土壤生物修复难点的基础之上，提出综合措施有效地降解污染土壤中的高环多环芳烃污染物，具体包括土壤生物堆系统、强化通风与监控系统、气体净化系统、药剂配制与投配系统，其工艺过程简单、工程和运行费用低、处理效率高，是一套高效、经济、环境二次污染小的处理系统，具有良好的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统，属于土壤修复
技术介绍
多环芳烃(PAHs)是指两个或两个以上的芳环稠合在一起形成的低水溶性的一类化合物。这类化合物因其具有致癌、致畸和致突变的特性而倍受关注。美国环保署根据长期的研究和实践列出了16种多环芳烃作为优先控制污染物。多环芳烃已成为我国土壤污染的主要污染物类别之一。目前，用于降解土壤中的多环芳烃的方法有生物修复、化学氧化和光解等方法，其中生物修复是被认为去除土壤中多环芳烃最为经济有效的方法得到广泛的重视。通常情况下，多环芳烃的水溶性随苯环数量的增多而减少，挥发性随苯环数量的增多而降低，生物降解的容易程度也随着环数增多而降低。因此普遍将多环芳烃分为低环多环芳烃(环数≤4)和高环多环芳烃(环数＞4)而区分其性质的差异。国内外针对多环芳烃的生物降解研究和实践较多，其中高环多环芳烃因水溶性低、容易吸附于有机质上以及能够以高环多环芳烃为底物的微生物种类少等因素降低了其生物可利用性，被认为是多环芳烃土壤污染生物修复的难点。例如Guerin研究生物法处理含多环芳烃污染土壤，结果显示2-4环的PAHs降解率为51％-97％，5-6环PAHs的降解率仅为35-45％(T.F.Guerin，Bioremediation of phenols and polycyclic aromatic hydrocarbon sin creosote contaminated soil using ex-situ land treatment，J.Hazard.Mater.B65(1999)305-315.)；国内学者苏丹等人研究了芽孢杆菌SB02、动胶杆菌SB09和黄杆菌SB10对土壤中苯并(a)芘(BaP)的降解，当土壤中BaP初始浓度为50mg/kg时，在42天内BaP的降解率分别仅为33.04％、25.39％和22.02％(苏丹，李培军，王鑫等。3株细菌对土壤中芘和苯并芘的降解及其动力学.环境科学，2007，28(4)：913-917.)。然而，国内外亦有较多研究表明，当有合适的降解菌存在并提供有利的降解条件时，高环多环芳烃也能得到有效的降解。例如，ROBERT KANALY等曾在某牧牛场土壤中添加BaP67mg/kg，原油34g/kg，同时添加必要的矿物质，结果表明利用牧牛场土壤中的土著微生物，150天BaP的降解率达95％(Biodegradation of[C14]Benzo[a]pyrene added in Crude Oil to Uncontaminated soil，Applied and Environmental Microbiology，Nov.1997，p.4511-4515)；M.Cristina Romero等采用从炼油厂的工业污染场地中分离出的丝状真菌，加正十六烷为辅助底物，pH＝6.5，BaP初始浓度为40mg/L时，30天BaP的降解率达到77.5-92.5％(Benzo[a]pyrene
degradation by soil filamentous fungi，Journal of Yeast and Fungal Research Vol.1(2)，pp.025-029，March 2010)；苏丹等人研究固定态的降解菌Mucor sp.SF06和Bacillus sp.SB02对土壤中BaP的降解，当BaP浓度为50mg/kg，pH＝6.8，土壤持水量为55％时，在有共代谢的作用下，经过42天，这种固定态的细菌-真菌混合群对BaP降解率达95.3％(Biodegradation of benzo[a]pyrene in soil by Mucor sp.SF06and Bacillus sp.SB02co-immobilized on vermiculite，Journal ofEnvironmental Sciences.Vol.18，No.6，PP.1204-9 2006)。由此说明，通过提供高环多环芳烃生物降解所需要的有利条件可以有效提高高环多环芳烃的生物利用性，这为利用微生物修复高环多环芳烃污染土壤提供了一条有效可行的技术路线。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对高环多环芳烃污染土壤生物修复的难点，提出相应的应对措施，提供一种能够有效修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统。下表1中梳理了高环多环芳烃污染土壤生物修复的难点，并给出了本复合生物处理系统中相应的综合性应对措施。表1高环多环芳烃污染土壤生物修复的难点及综合性应对措施一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统包括4个系统：土壤生物堆系统、强化通风与监控系统、气体净化系统、药剂配制与投配系统。土壤生物堆系统包括土堆底部防渗层、抽气筛管(6)、通气设备(9)、气体检测口(12)、压力传感器(13)、温湿度传感器(14)和HDPE覆膜(15)；强化通风与监控系统包括气液分离器(20)、真空泵(21)、真空阀(4)、抽气管(5)、监测与自动控制设备及动力配电箱(22)；气体净化系统包括活性炭吸附塔(24)、离心风机(25)、真空阀(4)、动力配电箱(23)；药剂配置与投配系统包括药剂投配箱(27)、配置搅拌装置(28)、投配泵(29)、投配泵基座(30)、药剂投配配电箱(33)、药剂投配管(11)、闸阀(10)、流量调节阀(31)、流量计(32)、药剂定量滴渗投配软管(8)及菌液配置设备。所述的一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统，其工作特征如下：药剂配置，包括配置适合比例的碳、氮、磷等营养液，表面活性剂溶液以及土著微生物菌液；通过预处理粉碎污染土壤中的大块颗粒，将预处理后的土壤堆放在铺设防渗层的修复区；在堆放的过程中向土壤堆体投加微生物营养液、菌液和易生物降解的有机表面活性剂，同时对局部pH不合适的土壤喷洒缓冲液调整土壤的pH；在运行的过程中利用强化通风系统对土壤生物堆通过连续抽气均匀通风供氧；在通风供氧的同时连续向土壤堆体投加微生物营养液和易生物降解的有机表面活性剂；在运行的后半阶段增加连续投配土著微生物菌液；在整个运行过程中持续监测土壤堆体的运行效果，根据监测结果和不同运行的阶段的通风量要求以及对湿度、二氧化碳控制浓度的要求，调整各药剂的投加量，并使土壤堆体处于要求的氧气浓度、温度和湿度条件下；土堆全部覆膜封闭处理，避免异味向大气扩散和形成对环境的二次污染；抽出的尾气利用气体净化系统实现达标排放，防止对环境的二次污染。所述的复合生物处理系统运行过程可分为如下四个阶段，各阶段特征在于：第一阶段通过通风一方面迅速去除土壤颗粒间隙空气中的污染物及土壤颗粒表面容易挥发分离的污染物(下降期)，另外一方面使得土壤中的微生物调整适应新的环境(平台期)；第二阶段是以生物降解为主的污染物去除期，在该阶段污染物通过以高环多环芳烃为底物的微生物及共代谢相关的微生物得到比较快的生物降解；第三阶段是较低浓度污染物去除期，在该阶段高环多环芳烃污染物浓度已经降低到快接近拖尾期的浓度值，而且高环多环芳烃污染物的降解速率逐渐降低，但是通过连续投加营养液、有机表面活性剂和新的土著微生物菌液仍然可以维持比较明显的污染物降解速率；第四本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统，其特征是在一个系统中同时采用了如下综合性措施：
【技术特征摘要】
1.一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统，其特征是在一个系统中同时采用了如下综合性措施：2.一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统，其特征在于将权利要求1的综合措施在异位修复过程中具体化为四个系统：土壤生物堆系统、强化通风与监控系统、气体净化系统、药剂配制与投配系统。3.根据权利要求2所述的一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统，其特征在于：土壤生物堆系统包括土堆底部防渗层、抽气筛管(6)、通气设备(9)、气体检测口(12)、压力传感器(13)、温湿度传感器(14)和HDPE覆膜(15)；强化通风与监控系统包括气液分离器(20)、真空泵(21)、真空阀(4)、抽气管(5)、监测与自动控制设备及动力配电箱(22)；气体净化系统包括活性炭吸附塔(24)、离心风机(25)、真空阀(4)、动力配电箱(23)；药剂配置与投配系统包括药剂投配箱(27)、配置搅拌装置(28)、投配泵(29)、投配泵基座(30)、药剂投配配电箱(33)、药剂投配管(11)、闸阀(10)、流量调节阀(31)、流量计(32)、药剂定量滴渗投配软管(8)及菌液配置设备。4.根据权利要求2所述的一种修复高环多环芳烃污染土壤的复合生物处理系统，其特征如下：药剂配置，包括配置适合比例的碳、氮、磷等营养液，表面活性剂溶液以及土著微生物菌液；通过预处理粉碎污染土壤中的大块颗粒，将预处理后的土壤堆放在铺设防渗层的修
\t复区；在堆放的过程中向土壤堆体投加微生物营养液、菌液和易生物降解的有机表面活性剂，同时对局部pH不合适的土壤喷洒缓冲液调整土壤的pH；在运行的过程中利用强化通风系统对土壤生物堆通过连续抽气均匀通风供氧；在通风供氧的同时连续向土壤堆体投加微生物营养液和易生物降解的有机表面活性剂；在运行的后半阶段增加连续投配土著微生物菌液；在整个运行过程中持续监测土壤堆体的运行效果，根据监测结果和不同运行的阶段的通风量要求以及对湿度、二氧化碳控制浓度的要求，调整各药剂的投加量，并使土壤堆体处于要求的氧气浓度、...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚宇阳，李东明，胡婧琳，穆成华，
申请(专利权)人：中环循北京环境技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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