CN118218391A - 一种污染场地原位微生物修复系统及方法 - Google Patents
一种污染场地原位微生物修复系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118218391A CN118218391A CN202410658075.2A CN202410658075A CN118218391A CN 118218391 A CN118218391 A CN 118218391A CN 202410658075 A CN202410658075 A CN 202410658075A CN 118218391 A CN118218391 A CN 118218391A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- injection
- reaction well
- reaction
- nutrient
- site
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 74
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 59
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 52
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 51
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 43
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 claims description 37
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 24
- 238000005067 remediation Methods 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 9
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 6
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 5
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 claims description 4
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005696 Diammonium phosphate Substances 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 3
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003738 black carbon Substances 0.000 claims description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 3
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 3
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 3
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 8
- 150000005826 halohydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 24
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 6
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 4
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000186359 Mycobacterium Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000736131 Sphingomonas Species 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 231100000693 bioaccumulation Toxicity 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及污染场地修复技术领域，提供一种污染场地原位微生物修复系统及方法。包括在拟修复场地区域中设置的若干个深入地下含水层的抽取井和反应井，所述抽取井中设有地下水抽注管通入反应井中；反应井中通入营养剂管，反应井内设有能检测环境参数的传感器，反应井中设有抽出管，所述抽出管与注入设备连接，所述注入设备连接注入管，所述注入管设于拟修复污染场地土壤中。此方法可以用于高效修复卤代烃污染地下水及土壤，在对场地低环境影响的同时，提高修复技术的成功率和经济性。
Description
技术领域
本发明属于场地污染修复技术领域，具体来说，涉及一种卤代烃污染地下水及土壤的原位微生物修复系统及修复方法。
背景技术
有机卤代物通常作为原材料、溶剂等广泛应用于有机合成中，但许多有机卤代物随意或不可避免地排放到环境中，对臭氧层、生态安全及人类健康造成严重危害。卤代有机物的大量使用和排放使得水体中卤代物污染日益严重，威胁着生态安全与人体健康。卤代有机污染物具有环境持久性、难生物降解、生物积累性、高毒性和长距离迁移能力等特点，在土壤和大气等野外环境中也均有分布，如何有效解决卤代污染物已成为环境领域关注的焦点。
目前，已有的针对卤代烃污染的修复技术可分为物理、化学及生物三类。其中，微生物修复因具有易于原位修复、经济高效、无二次污染、成本低等优势，被认为是较为理想的修复技术。对于卤代烃污染物的降解，目前已涌现分枝杆菌、芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、假单胞菌等多种多卤代烃类有机物降解菌。
用于生物强化的细菌，一般是从污染土壤或沉积物中驯化筛选的菌株，但分离纯化的单菌株通常只针对某一种卤代烃污染，场地的污染状况更为复杂，因此在实际工程应用中，其作用效果受到限制。
发明内容
本申请提供卤代烃污染场地原位微生物修复装置及方法，以解决现有技术中，微生物修复方法成本较高、可控性低及修复效果差等问题。此方法可以用于高效修复卤代烃污染地下水及土壤，在对场地低环境影响的同时，提高修复技术的成功率和经济性。
本发明的第一方面，提供一种污染场地原位微生物修复系统，包括在拟修复场地区域中设置的若干个深入地下含水层的抽取井和反应井，所述抽取井中设有地下水抽注管通入反应井中；反应井中通入营养剂管，反应井内设有能检测环境参数的传感器，反应井中设有抽出管，所述抽出管与注入设备连接，所述注入设备连接注入管，所述注入管设于拟修复污染场地土壤中。
可选地，所述修复系统中，营养剂管连接营养剂储存罐；所述营养剂的成分包括复合培养基和无机载体。
可选地，所述复合培养基按重量份数包括氮源5～15份、磷源5～10份、碳源10～50份、CaCl20.5～1.5份以及NaCl 1.5～2.5份。
可选地，所述氮源包括尿素、硫酸铵、硝酸铵、磷酸氢二铵中的一种或几种的组合。
可选地，所述磷源包括磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、三聚磷酸钠中的一种或几种的组合。
可选地，所述碳源为有机碳源，所述有机碳源包括葡萄糖、乙酸钠、甲醇中的一种或几种的组合。
可选地，所述无机载体包括黑炭、活性炭、碳酸钙中的一种或几种的组合。
本发明的第二方面，提供利用上述的污染场地原位微生物修复系统对场地进行原位微生物修复的方法，包括：利用地下水抽注管将含有微生物菌群的地下水从抽取井中抽出至反应井中，通过营养剂管向反应井中注入营养剂，在反应井中培养反应设定时间段后形成菌液，利用抽出管将反应井中的菌液抽出至注入设备中，通过注入设备将菌液通过注入管注入拟修复污染场地土壤中。
可选地，所述设定时间段为2～3d。
可选地，菌液注入拟修复污染场地土壤中的注入体积为土壤孔隙体积的1～1.5倍。
可选地，采用注入管低速低流量注入，定期取样检测污染物浓度，并进行循环修复直到达到修复目标；可选地，注入时注入速率为1~1.5m3/h。
可选地，所述拟修复污染场地土壤的污染类型为卤代烃污染。
可选地，所述环境参数包括温度、pH值；将反应井内的温度控制在20~30℃、pH值控制在6~9。
可选地，控制反应井内的温度、pH值在设定值；控制方法包括：当温度低于设定值时，提高营养剂的注入速率；温度高于设定值时，降低营养剂的注入速率；当pH值低于设定值时，向反应井中添加氯化铵以提高pH，pH值高于设定值时向反应井内添加缓冲液从而降低pH。
本发明通过在受污染场地构建若干抽取井和反应井，对污染场地中的土著微生物进行扩培，所获菌液直接注入待修复污染土壤中，由此实现了原位微生物修复。通过两类井体的开设，能够实现多种均匀性，包括扩培系统中污染土壤分布的均匀性、污染土壤中菌落分布的均匀性、营养剂分布的均匀性、营养剂与污染土壤中微生物接触的均匀性等，由此能够得到均匀性好、稳定性高的细菌菌群的修复菌液。进一步地，通过对反应井体系内的环境参数进行监测调控，为微生物生长提供稳定良好环境；通过营养剂配方包括无机载体和复合培养基的设置，能够促进场地原位微生物菌群的扩大培养。本发明的修复方法中，菌液制备方法操作简单，成本较低，修复效果和环境安全性更好；本发明的修复系统及修复方法适用范围广，适用于不同污染类型的场地，且对土壤周围生态环境友好。
附图说明
图1为本发明的修复系统结构示意图；图中包括扩培区域和修复区域。
图2为本发明一实施例的原位微生物修复系统平面布置示意图。
图3为本发明一实施例的施工流程图。
图1中，1-抽取井，2-反应井，3-地下水抽注管，4-营养剂储存罐，5-营养剂管，6-抽出管，7-注入设备，8-注入管，9-传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供的污染场地的原位微生物修复方法，该修复方法基于原位微生物修复系统实现。
修复系统如图1和图2所示，包括在拟修复场地区域中设置的若干个深入地下含水层的抽取井1和反应井2，所述抽取井中设有地下水抽注管3通入反应井2中；反应井2中通入营养剂管5，反应井2内设有能检测环境参数的传感器9，反应井2中设有抽出管6，所述抽出管6与注入设备7连接，所述注入设备7连接注入管8，所述注入管8设于修复区域的拟修复污染场地土壤中。
其中，抽取井1和反应井2所在区域为原位扩培区域。地下土壤从地面往下可分为杂填土层、含水层以及不透水层。所述抽取井1和反应井2设置的深度为不透水层之上直至地面，也即两类井体深入地下含水层。抽取井内有地下水，以卤代烃污染场地为例，其中的地下水即为受卤代烃污染的地下水。地下水中含有微生物菌群，对于卤代烃污染场地，含微生物的卤代烃污染场地的地下水中存在着大量具有卤代烃抗性的细菌，因此可作为菌源采集的地方。反应井内部密闭，提供稳定的培养环境，井内底部设有传感器9，用于检测反应井内的环境参数，包括温度、溶解氧以及pH等，以便动态控制培养环境，促进微生物菌群的生长增殖。反应井作为微生物培养系统，井内含有从抽取井中抽取的含有微生物菌群的受污染地下水以及营养剂，营养剂则是通过营养剂管5从营养剂储存罐4中通入至反应井2中。一些方案中，所述营养剂的成分包括复合培养基和无机载体。一些方案中，所述无机载体包括黑炭、活性炭、碳酸钙中的一种或几种的组合。一些方案中，所述复合培养基按重量份数包括氮源5～15份、磷源5～10份、碳源10～50份、CaCl20.5～1.5份、NaCl 1.5～2.5份。进一步地，一些方案中，所述氮源包括尿素、硫酸铵、硝酸铵、磷酸氢二铵中的一种或几种的组合。一些方案中，所述磷源包括磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、三聚磷酸钠中的一种或几种的组合。一些方案中，所述有机碳源包括葡萄糖、乙酸钠、甲醇中的一种或几种的组合。
基于上述修复系统，对污染场地进行修复的方法为：在场地污染区域，布置若干个地下水抽取井1和反应井2，通过地下水抽注管3将受污染的地下水从地下水抽取井1中注入反应井2；通过营养剂管5将营养剂注入反应井2；二者完全混合并培养特定时间后，得到含有微生物菌群的菌液；将培养后的菌液通过注入设备7及注入管8注入拟修复污染区域进行微生物修复。
对于控制参数的确定，传感器检测的所述环境参数包括温度以及pH值。较佳地，一些方案中，控制温度在20~30℃之间、pH值在6~9之间更能促进微生物的生长和增殖。通过传感器检测结果，可结合控制系统，调控反应井内混合液的环境参数。在一些方案中，温度、pH的调控方法为：通过提高或降低营养剂的注入速率来分别提高或降低温度，通过向反应井中添加氯化铵来提高pH值，通过向反应井中添加缓冲液来降低pH值。
也即，控制反应井内的温度、pH值在设定值；对于所述设定值，温度的设定值可为20~30℃，pH值的设定值可为6~9；一些方案中，上述各设定值可以为点值或者某个区间的范围值，实际操作中根据场地具体情况设定即可。当温度低于设定值时提高营养剂的注入速率以提高温度至设定值，当温度高于设定值时降低营养剂的注入速率以降低温度至设定值；当pH值低于设定值时，向反应井中添加氯化铵以提高pH至设定值，当pH值高于设定值时添加缓冲液以降低pH至设定值。
对于菌液注入拟修复污染区域这一环节，一些方案中，通过注入设备7将所述菌液注入拟修复污染区域内，注入体积为所述污染区域土壤孔隙体积的1～1.5倍。一些方案中，注入管8进行菌液的注入时采用低速的方式注入，注入速率为1~1.5m3/h，定期取样检测污染物浓度，并进行循环修复直到达到修复目标。
更具体地，如图3所示，采用菌源构建微生物菌群进行场地污染修复的步骤包括：
1）井点、传感器布置：包括地下水抽取井、反应井以及传感器布置，从而构建微生物原位扩培区域；过程中，还包括配制营养液：所述营养液的配方为：复合培养基、无机载体、去离子水；按照配方，将上述成分在含有灭菌设施的培养容器中混合均匀并存放于营养液储存罐中；
2）抽出地下水；
3）地下水注入反应井；
4）营养剂注入反应井；
上述2）、3）和4）步骤为接种驯化环节，通过地下水抽注管将地下水运输至反应井中，之后通过营养液管将营养液注入反应井中，使二者混合均匀；随后扩大培养，在反应井中培养2-3d；
5）菌液抽出：将反应井中含有微生物菌群的反应液通过抽出管抽出至注入设备中；
6）菌液注入：并通过注入管注入修复区域；
7）循环修复：重复反应井中菌液扩大培养、将培养后菌液注入至修复区域的步骤，实现连续不间断的培养与修复，直至完成修复指标。
上述步骤序号为一示例性的操作顺序步骤，实际操作中可按照具体情况操作调整，不必局限于标号所示顺序。
一些实施例中，拟修复的场地是卤代烃污染场地。也即，抽取井中的地下水中含有卤代烃污染。具体地，在针对卤代烃污染场地的实施方案中，以卤代烃污染区域内的土著微生物作为菌源，在原位扩培区域反应井中对所述菌源进行扩培，获得对卤代烃具有较好抗性的微生物菌群，并将微生物菌群注入污染区域进行微生物修复。优选地，所述菌源（污染地下水）位于包括在现场的卤代烃污染区域高、中污染点位。对于高、中污染点位，优选地，所述中污染点位，其卤代烃污染物浓度应高于《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB36600—2018)》中建设用地土壤污染第二类用地筛选值；优选地，所述高污染点位，其卤代烃污染物浓度应高于《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)(GB36600—2018)》中建设用地土壤污染第二类用地筛选值的五倍。
更具体地，一些实施例中，具体包括以下步骤：
1）污染状况调查：对场地卤代烃污染的状况进行调查，选择卤代烃污染较为严重的区域作为后续抽取井的布置点位；
2）井点布置：在1）选择的区域卤代烃污染区域进行抽取井1、反应井2的布置，并在反应井2中布置传感器9以检测反应井中的各环境参数。
3）管线布置：布置地下水抽注管3、营养剂管5以及抽出管6；
4）菌源采集：利用地下水抽注管3进行地下水抽出，抽取的地下水注入至反应井2中；
5）营养剂注入：利用营养剂管5将营养剂注入反应井2；
6）接种培养：待微生物菌液、营养剂均注入反应井2中，等待培养反应2-3d；
7）循环培养：重复5）-6）步骤，实现菌液的连续不间断培养。
在修复区域进行微生物修复的步骤如下：
1）菌液抽出：利用抽出管6将菌液抽出至注入设备7中；
2）菌液注入：利用注入管8将菌液注入拟修复污染区域进行微生物修复；
3）循环修复：重复1）-2）步骤，实现连续不间断修复的过程循环，直至完成预定修复区域原位修复工作要求。
对于卤代烃污染场地，本发明能够有效降低微生物修复技术的经费成本，提高微生物技术对于深层复杂卤代烃污染土壤的处理效果，实现在脱卤细菌菌液培养过程中，同步对地下水卤代烃污染的处理。除注入地下水对卤代烃进行去除之外，还可针对浅层卤代烃污染土壤进行处理修复。本发明能够有效克服现有微生物降解卤代烃技术中微生物适应性差、降解率低和生物安全性等问题。
基于上述技术方案的说明，本发明能够取得的有益效果更具体地包括：
1.本方法菌液制备方法操作简单，成本较低。本发明得到的菌液制备过程简单，无需大型的复杂设备，且对周边环境无特殊要求，可以有效降低成本；与外源菌生物修复方法相比，本方法提供细菌的筛选和培养无需依赖特定的设备进行，可以有效降低菌液培养耗费的成本；菌液的贮存无需额外的设备，减少了贮存成本；同时，本方法属于原位修复，菌液无需运输至拟修复污染场地，因此相对于异位修复，节省了较高的运输成本；
此外，本方法得到含有复合菌群的菌液，其由于扩培系统中污染土壤分布的均匀性、污染土壤中菌落分布的均匀性、营养剂分布的均匀性、营养剂与污染土壤中微生物接触的均匀性，因此能够制备得到均匀性好、稳定性高的含有脱卤细菌菌群的修复菌液。这样解决了原位刺激微生物修复方法中在深层土壤中对微生物刺激的分布效果不佳，以及由于原位生成土壤微生物数量低导致刺激效果差的弊端，进而无需为了保证修复效果，开展营养剂的过量添加，有效节约了营养剂以及注射营养剂的制备成本，营养剂的消耗成本，以及注入施工成本。
2.本发明的修复效果和环境安全性更好。本发明利用扩培系统制备得到的菌液，其菌种来源于卤代烃污染场地的土壤，因此得到的菌液不仅是土著的菌种，而且还对卤代烃具有的较高抗性。因此在场地高浓度的卤代烃污染条件下，仍然保持较高的细菌活性。采用此菌液对场地卤代烃污染土壤进行处理时，其对卤代烃的去除效果更佳。此外，本方法得到的菌液对场地土壤的适用性强，且不会引入外源菌对土著微生物群落结构造成破坏，解决了生物安全性问题；本发明可以实现连续不间断的培养和修复的过程循环，直至完成预定修复区域原位修复工作要求，进而有效提高修复效率，节省工期。
3.本发明的修复系统能够在得到菌液的同时，实现绿色环保、低碳节约。本发明营养剂注入反应井后，由下自上进行积累，营养剂具有较高流动性，有效避免大量营养剂投加所产生的资源浪费和环境问题。此外，本发明通过监测系统实时监测扩培系统内部微生物生长反应参数，调节扩培系统内部温度、pH值等参数，通过实时反馈调节营养剂的注入速率，使得营养剂作用效果更佳。故通过上述综合作用，有效解决了原材料的浪费以及对场地环境的负面影响，在一定程度上实现降耗低碳、绿色环保。
4.本发明技术方案的适用范围广，对土壤周围生态环境友好。本发明提供的生物修复方法利用扩培系统制备得到菌液，所得菌液对于各自不同的场地环境（温度、湿度、pH值、卤代烃类型）能够适用，由此可以有效实现对于扩培系统所在污染场地的高效修复。此外，该方法对于多种场地类型、土壤类型以及卤代烃污染类型无特殊要求，因此对于不同类型的卤代烃复合污染场地均具有较高的适用性，避免了外源菌修复方法中产生的只针对特定卤代烃污染场地的弊端。
综上所述，本发明的修复方法相当于原位刺激修复方法，本发明相关技术方案提高了修复效率，改善了原位污染区域修复效果的可控性以及均匀性，避免了负面环境问题，有效实现降耗低碳、降低成本。同时与传统外源菌修复技术相比，有效提升了对于卤代烃污染场地的适用性，同时节约了较高的运输贮存成本、解决了对场地微生物的影响，避免了负面问题。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。
Claims (10)
1.一种污染场地原位微生物修复系统，其特征在于，包括在拟修复场地区域中设置的若干个深入地下含水层的抽取井和反应井，所述抽取井中设有地下水抽注管通入反应井中；反应井中通入营养剂管，反应井内设有能检测环境参数的传感器，反应井中设有抽出管，所述抽出管与注入设备连接，所述注入设备连接注入管，所述注入管设于拟修复污染场地土壤中。
2.根据权利要求1所述的污染场地原位微生物修复系统，其特征在于，营养剂管连接营养剂储存罐；营养剂的成分包括复合培养基和无机载体。
3.根据权利要求2所述的污染场地原位微生物修复系统，其特征在于，所述复合培养基按重量份数包括氮源5～15份、磷源5～10份、碳源10～50份、CaCl2 0.5～1.5份以及NaCl1.5～2.5份。
4.根据权利要求3所述的污染场地原位微生物修复系统，其特征在于，所述氮源包括尿素、硫酸铵、硝酸铵、磷酸氢二铵中的一种或几种的组合；所述磷源包括磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、三聚磷酸钠中的一种或几种的组合；所述碳源为有机碳源；所述有机碳源包括葡萄糖、乙酸钠、甲醇中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求2所述的污染场地原位微生物修复系统，其特征在于，所述无机载体包括黑炭、活性炭、碳酸钙中的一种或几种的组合。
6.利用权利要求1-5任一所述的污染场地原位微生物修复系统对场地进行原位微生物修复的方法，其特征在于，包括：利用地下水抽注管将含有微生物菌群的地下水从抽取井中抽出至反应井中，通过营养剂管向反应井中注入营养剂，在反应井中培养反应设定时间段后形成菌液，利用抽出管将反应井中的菌液抽出至注入设备中，通过注入设备将菌液通过注入管注入拟修复污染场地土壤中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述设定时间段为2～3d；菌液注入拟修复污染场地土壤中的注入体积为土壤孔隙体积的1～1.5倍；注入时注入速率为1~1.5m3/h。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述拟修复污染场地土壤的污染类型为卤代烃污染。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述环境参数包括温度、pH值；将反应井内的温度控制在20~30℃，pH值控制在6~9。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述环境参数包括温度、pH值；控制反应井内的温度、pH值在设定值，控制方法包括：通过提高或降低营养剂的注入速率来分别提高或降低温度，通过向反应井中添加氯化铵来提高pH值，通过向反应井中添加缓冲液来降低pH值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410658075.2A CN118218391A (zh) | 2024-05-27 | 2024-05-27 | 一种污染场地原位微生物修复系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410658075.2A CN118218391A (zh) | 2024-05-27 | 2024-05-27 | 一种污染场地原位微生物修复系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118218391A true CN118218391A (zh) | 2024-06-21 |
Family
ID=91513775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410658075.2A Pending CN118218391A (zh) | 2024-05-27 | 2024-05-27 | 一种污染场地原位微生物修复系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118218391A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111254069A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 艾奕康设计与咨询(深圳)有限公司 | 一种厌氧菌采植方法、装置及储菌器 |
| CN113695369A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-11-26 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 一种多技术耦合原位修复石油烃污染土壤的方法 |
| CN117900247A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-04-19 | 江苏省环境工程技术有限公司 | 一种卤代烃降解微生物复合修复材料及其制备和应用方法 |
| CN117983649A (zh) * | 2022-11-04 | 2024-05-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种地下水有机污染修复系统及方法 |
-
2024
- 2024-05-27 CN CN202410658075.2A patent/CN118218391A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111254069A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 艾奕康设计与咨询(深圳)有限公司 | 一种厌氧菌采植方法、装置及储菌器 |
| CN113695369A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-11-26 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 一种多技术耦合原位修复石油烃污染土壤的方法 |
| CN117983649A (zh) * | 2022-11-04 | 2024-05-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种地下水有机污染修复系统及方法 |
| CN117900247A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-04-19 | 江苏省环境工程技术有限公司 | 一种卤代烃降解微生物复合修复材料及其制备和应用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108220196B (zh) | 一种微生物复合菌群处理石油污染黏土地基的方法 | |
| CN105750327B (zh) | 一种采用臭氧‑生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法 | |
| CN102757132B (zh) | 一种反硝化聚磷菌强化人工湿地处理农村生活污水的方法 | |
| CN104984994A (zh) | 利用微生物电解池去除底泥中多氯联苯的装置及方法 | |
| CN110283772A (zh) | 一种修复石油烃污染土壤及地下水的功能菌群的制备方法 | |
| CN110883085A (zh) | 一种针对有机农药污染的erb联合修复方法和修复装置 | |
| CN103981119A (zh) | 含油污泥中石油高效降解菌及菌组的应用 | |
| CN102776145B (zh) | 一种反硝化聚磷菌及其在污水处理中的应用 | |
| Boshagh et al. | Effect of electrokinetics on biodesulfurization of the model oil by Rhodococcus erythropolis PTCC1767 and Bacillus subtilis DSMZ 3256 | |
| CN104377378A (zh) | 一种修复地下水硝酸盐污染的微生物电化学装置和方法 | |
| CN104649848A (zh) | 一种用于修复石油污染盐碱土壤的固体菌肥及制备方法 | |
| CN103103153B (zh) | 一株具有脱氮除磷效果的厌氧反硝化聚磷菌及其应用 | |
| CN109482638A (zh) | 一种假单胞菌属降油菌l-1及其微生物混合菌剂和石油污染土壤原位修复方法 | |
| CN113695369A (zh) | 一种多技术耦合原位修复石油烃污染土壤的方法 | |
| CN105598161A (zh) | 一种微生物处理含油废渣的方法 | |
| CN109926440A (zh) | 一种工程菌-植物联合修复废弃油基钻井液沉积物的方法 | |
| CN109401974A (zh) | 一种石油污染土壤微生物处理方法 | |
| CN1718721A (zh) | 治理油污土壤的方法及其专用菌群 | |
| CN107020295A (zh) | 一种基于微生物转化的镉污染耕地原位快速修复方法 | |
| CN104988087B (zh) | 原油污染土壤复合微生物修复剂及其制备方法 | |
| CN211304230U (zh) | 一种针对有机农药污染的erb联合修复装置 | |
| CN118218391A (zh) | 一种污染场地原位微生物修复系统及方法 | |
| CN106801025A (zh) | 一株油基泥浆钻井岩屑降解功能菌及其应用 | |
| CN105642667A (zh) | 一种利用微生物AHLs类信号分子修复有机污染土壤的方法 | |
| CN114426383B (zh) | 一种高含油污泥生物无害化处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |