受石油污染的土壤的異位微生物修復(fù)系統(tǒng)和修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種受石油污染的土壤的異位微生物修復(fù)系統(tǒng)和修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，輸油管線、儲(chǔ)油倉(cāng)和儲(chǔ)油罐等的石油泄露事故不斷增 加，受污染的土壤范圍也顯著擴(kuò)大，石油污染物改變土壤的有機(jī)質(zhì)組成，破壞土壤結(jié)構(gòu)，弓丨 起土壤土質(zhì)惡化從而嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。此外，石油污染物中包含大量致癌、致畸、致突變 的有害物質(zhì)，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響。由于石油污染物在土壤中很難通過(guò)自然降解過(guò) 程去除，因此會(huì)在土壤中長(zhǎng)期存在并積累。
[0003] 現(xiàn)有的污染土壤處理技術(shù)可以大致分為4類：物理分離技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、植物 修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)。物理分離技術(shù)通過(guò)對(duì)受污染土壤進(jìn)行挖掘填埋（挖掘填埋法） 或者將受污染土壤與周圍環(huán)境進(jìn)行隔離（隔離法）從而防止污染物進(jìn)一步迀移，但是無(wú)法 從本質(zhì)上消除污染物?；瘜W(xué)處理技術(shù)通過(guò)對(duì)受污染土壤進(jìn)行焚燒（化學(xué)焚燒法）或用化學(xué) 洗滌劑洗滌受污染土壤（化學(xué)洗滌法）從而消除土壤中的污染物，雖然能夠獲得較好的除 油效果，但是焚燒會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)和組分，并且成本昂貴且較難實(shí)施，而化學(xué)洗滌法所使用 的化學(xué)洗滌劑又進(jìn)一步造成二次污染問(wèn)題。植物修復(fù)技術(shù)是利用植物及其共存微生物體系 清除土壤污染物的治理技術(shù)，該技術(shù)雖然成本低廉，但是修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，處理過(guò)程緩慢，不 能修復(fù)所有污染對(duì)象并且只針對(duì)表層土壤。微生物修復(fù)技術(shù)使用微生物降解或去除土壤中 的有機(jī)污染物，利用天然或接種微生物并通過(guò)人為措施為微生物的生長(zhǎng)和繁殖提供必要條 件，可以分為原位處理和異位處理，由于微生物修復(fù)技術(shù)費(fèi)用低、效果好、處理速度高，已經(jīng) 成為備受關(guān)注的修復(fù)技術(shù)。
[0004] 中國(guó)專利201110129619. 9公開(kāi)了一種石油污染土壤的原位綜合修復(fù)系統(tǒng)及方 法，其中通過(guò)注入井將包含表面活性劑的注入液注入土壤并對(duì)土壤中的油污進(jìn)行處理，經(jīng) 處理的油污通過(guò)可調(diào)節(jié)篩管和抽吸管抽出土壤，從而除去土壤中的油污。該專利的方法的 缺點(diǎn)在于僅能針對(duì)土壤中的自由相和高濃度氣相污染物采取抽吸，無(wú)法除去其他相態(tài)的污 染物，因此其修復(fù)效果有限。
[0005] 中國(guó)專利200810223973. 6公開(kāi)了一種控制和清除土壤中油類污染物的技術(shù)和技 術(shù)裝置，其中通過(guò)鉆孔向各個(gè)砂層中分層注漿形成多個(gè)隔油盤從而將油類污染物分層隔 開(kāi)，并在鉆孔里安置滲透管并構(gòu)筑集油管，在油類污染物橫向擴(kuò)散邊界附近開(kāi)挖儲(chǔ)水溝從 而人為制造局部地下土壤水流場(chǎng)，使油類污染物在周邊土壤飽水帶的毛細(xì)壓差力作用下向 著集油管運(yùn)動(dòng)并聚集在集油管中，然后通過(guò)集油管中的石油降解菌加速油類污染物的降解 與清除。該專利的方法的缺點(diǎn)在于必須在土壤中建立足夠的毛細(xì)壓差從而迫使油類污染物 橫向流動(dòng)，重點(diǎn)在于處理油污量大且油污濃度高的土壤，不利于修復(fù)由長(zhǎng)期油污慢性滲漏 引起的污染。
[0006] 因此，需要一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)問(wèn)題的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明涉及一種受石油污染的土壤的異位微生物修復(fù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0008] 1)鋪設(shè)在地面上的隔離底層；
[0009] 2)鋪設(shè)在所述隔離底層上的一個(gè)或多個(gè)受石油污染的土壤層；
[0010] 3)鋪設(shè)在所述土壤層中的一個(gè)或多個(gè)水平多孔疏氣管；
[0011] 4)鋪設(shè)在所述土壤層中的一端與外界連通的一個(gè)或多個(gè)豎直進(jìn)料管；
[0012] 5)鋪設(shè)在最上方的隔離頂層；
[0013] 6)與所述一個(gè)或多個(gè)水平多孔疏氣管連通的排放系統(tǒng)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述隔離底層由下至上由混凝土層、碎石層、鋼 筋混凝土板和高密度聚乙烯土工布組成。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，在所述隔離底層和所述土壤層之間由下至上進(jìn) 一步包括排水層和沙層。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述隔離底層與所述隔離頂層防止外界氣體和 水分的干擾，從而維持所述土壤層中的溫度和濕度條件。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)一步包括位于所述排放系統(tǒng)上 游的水汽分離系統(tǒng)、活性炭?jī)艋到y(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)一步包括與所述豎直進(jìn)料管連 接的控制系統(tǒng)，通過(guò)所述控制系統(tǒng)控制所述豎直進(jìn)料管進(jìn)料。
[0019] 此外，本發(fā)明還涉及一種受石油污染的土壤的異位微生物修復(fù)方法，所述方法包 括如下步驟：
[0020] 1)在地面上鋪設(shè)隔離底層；
[0021] 2)在所述隔離底層上鋪設(shè)一個(gè)或多個(gè)受石油污染的土壤層；
[0022] 3)在所述土壤層中鋪設(shè)一個(gè)或多個(gè)水平多孔疏氣管；
[0023] 4)在所述土壤層中鋪設(shè)一端與外界連通的一個(gè)或多個(gè)豎直進(jìn)料管；
[0024] 5)在最上方鋪設(shè)隔離頂層；
[0025] 6)在外部建立與所述一個(gè)或多個(gè)水平多孔疏氣管連通的排放系統(tǒng)；
[0026] 7)通過(guò)所述豎直進(jìn)料管投放微生物及任選的繁殖所需的養(yǎng)料和水；
[0027] 8)使在所述土壤層中產(chǎn)生的水汽和包含揮發(fā)性油氣的廢氣通過(guò)所述水平多孔疏 氣管經(jīng)由排放系統(tǒng)排出。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述隔離底層由下至上由混凝土層、碎石層、鋼 筋混凝土板和高密度聚乙烯土工布組成。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，在所述隔離底層和所述土壤層之間由下至上進(jìn) 一步鋪設(shè)排水層和沙層。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述隔離底層與所述隔離頂層防止外界氣體和 水分的干擾，從而維持所述土壤層中的溫度和濕度條件。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，在所述排放系統(tǒng)上游進(jìn)一步建立水汽分離系 統(tǒng)、活性炭?jī)艋到y(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。水汽分離系統(tǒng)的作用是大量減少各土壤層中產(chǎn)生的水汽 進(jìn)入風(fēng)機(jī)及后續(xù)的活性炭?jī)艋到y(tǒng)，避免系統(tǒng)失活，造成活性炭?jī)艋到y(tǒng)失去作用；所述活 性炭?jī)艋到y(tǒng)的作用是"除味、除油"：即去除排出氣體中的揮發(fā)性油氣以及污染性氣體，確 保最終排向大氣的氣體符合排放標(biāo)準(zhǔn)；所述監(jiān)控系統(tǒng)的作用是：1、隨時(shí)控制、監(jiān)察本發(fā)明 中各主要部件和設(shè)備的運(yùn)作情況，2、監(jiān)測(cè)各處壓力和溫度，3、監(jiān)測(cè)排放氣體的指標(biāo)情況。 [0032] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，進(jìn)一步建立與所述豎直進(jìn)料管連接的控制系 統(tǒng)，通過(guò)所述控制系統(tǒng)控制所述豎直進(jìn)料管進(jìn)料。
[0033] 本發(fā)明的修復(fù)系統(tǒng)和修復(fù)方法能夠減少運(yùn)輸成本、占地面積小、處理周期短、修復(fù) 效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的受石油污染的土壤的異位微生物修復(fù)系統(tǒng)的示意圖。
[0035] 圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的受石油污染的土壤的異位微生物修復(fù)系統(tǒng)的實(shí)施例的 微生物修復(fù)結(jié)果的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下文將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0037] 參考圖1，本發(fā)明的受石油污染的土壤的異位微生物修復(fù)系統(tǒng)1包括：隔離底層2、 一個(gè)或多個(gè)受石油污染的土壤層3、一個(gè)或多個(gè)水平多孔疏氣管4、一端與外界連通的一個(gè) 或多個(gè)豎直進(jìn)料管5、隔離頂層6、水汽分離系統(tǒng)7、活性炭?jī)艋到y(tǒng)8、監(jiān)控系統(tǒng)9、排放系統(tǒng) 10和控制系統(tǒng)11。
[0038] 實(shí)施例
[0039] 一、土壤情況（土壤來(lái)源、污染情況等）
[0040] 本實(shí)施例修復(fù)某地區(qū)焚化爐污染土壤，由于該焚化爐在幾十年的運(yùn)行中是用來(lái) 收集并分類垃圾，對(duì)垃圾進(jìn)行焚化以及儲(chǔ)存某些油料和化學(xué)物質(zhì)，所以該工地范圍的土壤 受到了多種污染物的侵蝕，包括潤(rùn)滑油等重油。受碳?xì)浠衔铮ㄓ臀郏┪廴就寥拦灿屑s 2400m3。
[0041] 二、建立異位微生物修復(fù)系統(tǒng)的步驟
[0042] (1)移除地面現(xiàn)有未受污染的泥土（約Im深），使露出的土層結(jié)實(shí)且無(wú)污染；
[0043] (2)利用現(xiàn)有的拆樓廢料（一定粒徑的混凝土塊，惰性材料）組成225mm厚的基 床；
[0044] (3)在其上再鋪設(shè)50mm厚碎石組成墊層；
[0045] (4)在其上澆筑300mm厚鋼筋混凝土板；
[0046] (5)鋼筋混凝土板建成后，其上鋪設(shè)Imm厚的高密度聚乙烯（HDPE) 土工布；
[0047] *注：以上（2)~（5)組成了隔離底層，來(lái)阻止生物堆瀝出液滲入地下，造成污染。
[0048] (6)進(jìn)行防水測(cè)試；
[0049] (7)建立水汽分離系統(tǒng)（包括2m直徑的氣液分離罐以及閥門、管道等）；
[0050] (8)在前述（5)的高密度聚乙烯土工布上鋪設(shè)IOmm厚的排水墊，此為排水層； [0051] (9)在排水層上再鋪設(shè)300mm厚細(xì)沙（此沙層的作用有：①作為其下排水層的保 護(hù)層，由于待處理的