技術(shù)原理:通過向土壤中供給空氣或氧氣,依靠微生物的好氧活動,促進污染物降解;同時利用土壤中的壓力梯度促使揮發(fā)性有機物及降解產(chǎn)物流向抽氣井,氣體被抽出后進行后續(xù)處理或直接排入大氣中。可通過注入熱空氣、營養(yǎng)液、外源高效降解菌劑的方法對污染物去除效果進行強化。

技術(shù)特點:一般在用通氣法處理土壤前,首先應(yīng)在受污染的土壤上打兩口以上的井,當(dāng)通入空氣時先加入一定量的氮氣作為降解細菌生長的氮源,以提高處理效果。與土壤氣相抽提相反,生物通風(fēng)使用較低的氣流速度,只提供足夠的氧氣維持微生物的活動。氧氣通過直接空氣注入供給土壤中的殘留污染。除了降解土壤中吸附的污染物以外,在氣流緩慢的通過生物活動土壤時,揮發(fā)性化合物也得到了降解。 系統(tǒng)構(gòu)成和主要設(shè)備:由抽氣系統(tǒng)、抽提井、輸氣系統(tǒng)、營養(yǎng)水分調(diào)配系統(tǒng)、注射井、尾氣處理系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)及配套控制系統(tǒng)等組成。主要設(shè)備:輸氣系統(tǒng)(鼓風(fēng)機、輸氣管網(wǎng)等)、抽氣系統(tǒng)(真空泵、抽氣管網(wǎng)、氣水分離罐、壓力表、流量計、抽氣風(fēng)機)、營養(yǎng)水分調(diào)配系統(tǒng)(包括營養(yǎng)水分添加管網(wǎng)、添加泵、營養(yǎng)水分存儲罐等)、在線監(jiān)測系統(tǒng)及配套控制系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)(除塵器、活性炭吸附塔)等。 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)或指標(biāo):包括土壤理化性質(zhì)、污染物特性和土壤微生物三大類。理化性質(zhì):土壤的氣體滲透率、土壤含水率、土壤溫度、土壤的pH、營養(yǎng)物的含量、土壤氧氣/電子受體;污染物特性:污染物的可生物降解性、污染物的濃度、污染物的揮發(fā)性;土壤中土著微生物的數(shù)量應(yīng)不低于105數(shù)量級。 技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)和前期準(zhǔn)備:在利用生物通風(fēng)技術(shù)進行修復(fù)前,應(yīng)進行相應(yīng)的可行性測試,目的在于評估生物通風(fēng)技術(shù)是否適合于場地修復(fù)并為修復(fù)工程設(shè)計提供基礎(chǔ)參數(shù),測試參數(shù)包括:土壤溫度、土壤濕度、土壤pH 值、營養(yǎng)物質(zhì)含量、土壤氧含量、滲透系數(shù)、污染物濃度、污染物理化性質(zhì)、污染物生物降解系數(shù)(或呼吸速率)、土著微生物數(shù)量等,可在實驗室開展相應(yīng)的小試或中試實驗。 主要實施過程:在需要修復(fù)的污染土壤中設(shè)置注射井及抽提井,安裝鼓風(fēng)機/真空泵,將空氣從注射井注入土壤中,從抽提井抽出。大部分低沸點、易揮發(fā)的有機物直接隨空氣一起抽出,而高沸點、不易揮發(fā)的有機物在微生物的作用下,可以被分解為CO2 和H2O。在抽提過程中注入的空氣及營養(yǎng)物質(zhì)有助于提高微生物活性,降解不易揮發(fā)的有機污染物(如原油中沸點高、分子量大的組分)。定期采集土壤樣品對目標(biāo)污染物的濃度進行分析,掌握污染物的去除速率。 運行維護和監(jiān)測:運行過程中需對鼓風(fēng)機、真空泵、管道閥門進行相應(yīng)的運行維護。同時,為了解土壤中污染物的去除速率及微生物的生長環(huán)境,運行過程中需定期對土壤氧氣含量、含水率、營養(yǎng)物質(zhì)含量、土壤中污染物濃度、土壤中微生物數(shù)量等指標(biāo)進行監(jiān)測。同時,為避免二次污染,應(yīng)對尾氣處理設(shè)施的效果進行定期監(jiān)測,以便及時采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。 修復(fù)周期:生物通風(fēng)技術(shù)的處理周期與污染物的生物可降解性相關(guān),一般處理周期為6-24月。 參考成本:處理成本(包括通風(fēng)系統(tǒng)、營養(yǎng)水分調(diào)配系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng))與工程規(guī)模等因素相關(guān),根據(jù)國外相關(guān)場地的處理經(jīng)驗,處理成本約為13-27美元/ m3(土壤10000cy,約合7646m3)。 應(yīng)用情況:國外,生物通風(fēng)技術(shù)可以修復(fù)的污染物范圍廣泛,修復(fù)成本相對低廉,尤其對修復(fù)成品油污染土壤非常有效,包括汽油、噴氣式燃料油、煤油和柴油等的修復(fù)。國內(nèi),該技術(shù)在國內(nèi)實際修復(fù)或工程示范極少,尚處于中試階段,缺乏工程應(yīng)用經(jīng)驗和范例。
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