用于氯代烴有機污染土壤修復(fù)的水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)及其處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于氯代烴有機污染土壤修復(fù)的水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)及其處理方法，屬于土壤污染控制工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，可滲透反應(yīng)墻(PRB)是一種為達(dá)到一定環(huán)境污染治理目標(biāo)而將特定反應(yīng)介質(zhì)安裝在地面以下的污染處理系統(tǒng)，它阻斷污染帶、將其中的污染物轉(zhuǎn)化為環(huán)境可接受的形式，但不破壞地下水流動性?？蓾B透反應(yīng)墻就是一個填充有活性反應(yīng)介質(zhì)的被動反應(yīng)區(qū)，當(dāng)被污染的地下水通過時，其中的污染物質(zhì)和介質(zhì)材料發(fā)生物理、化學(xué)和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除。故該技術(shù)在國內(nèi)外地下水修復(fù)工程實踐中得到廣泛應(yīng)用，并取得良好的修復(fù)效果，然而將可滲透反應(yīng)墻水平設(shè)置用于土壤原位修復(fù)中卻未有相關(guān)報道。
[0003]可滲透微生物反應(yīng)墻是指在污染源的下游修建可滲透反應(yīng)墻，并設(shè)置電子受體和營養(yǎng)物供給系統(tǒng)，激活土著微生物或在反應(yīng)區(qū)中接種目標(biāo)污染物的優(yōu)勢好氧降解菌，形成的具有生物活性的反應(yīng)墻。當(dāng)污染地下水或有機污染氣體流經(jīng)反應(yīng)墻時，污染物會被反應(yīng)墻中的微生物所降解。對可滲透微生物反應(yīng)墻的研究主要集中在發(fā)達(dá)國家，而我國的研究僅處于起步階段。可滲透微生物反應(yīng)墻中多采用植物碎肩、石英砂、草炭土、活性炭、土壤等天然材料作為裝填介質(zhì)，微生物的投加方式多為一次性投加好氧降解菌或一次性吸附固定優(yōu)勢好氧降解菌，菌體易于流失，抗沖擊能力差，不利于長期修復(fù)，且該類生物可滲透反應(yīng)墻大多用于地下水污染的治理中，對揮發(fā)半揮發(fā)性的有機污染土壤的治理研究甚少。
[0004]植物修復(fù)是利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)和轉(zhuǎn)化、降解的作用機制來清除環(huán)境中污染物質(zhì)的一項新興的污染環(huán)境治理技術(shù)。植物修復(fù)的基本類型主要有植物提取修復(fù)、植物揮發(fā)修復(fù)、植物穩(wěn)定修復(fù)、植物降解修復(fù)和根際圈生物降解修復(fù)。植物修復(fù)的研究大多集中在重金屬污染土壤的超富集植物的篩選上，有機污染土壤的植物修復(fù)實踐案例較少，特別是針對低濃度的揮發(fā)半揮發(fā)性有機污染場地采用低成本的環(huán)保綠色植物修復(fù)技術(shù)更是較少。
[0005]國內(nèi)目前有機污染場地治理中多采用工期較短、修復(fù)成本較高的化學(xué)修復(fù)技術(shù)，該類化學(xué)修復(fù)技術(shù)容易造成場地二次污染，且修復(fù)成本較高，對于部分低濃度的有機污染場地其未來開發(fā)經(jīng)濟(jì)價值較低，可投入的修復(fù)費用來源較少，建議采用經(jīng)濟(jì)高效的綠色修復(fù)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于氯代烴有機污染土壤修復(fù)的水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)，它結(jié)合微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)，能夠降低土壤中揮發(fā)性有機氯污染物對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成的風(fēng)險，同時可有效阻斷土壤中揮發(fā)性有機氯向上迀移的現(xiàn)象。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于氯代烴有機污染土壤修復(fù)的水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)，它包括:
[0008]水平微生物反應(yīng)墻，所述水平微生物反應(yīng)墻置于有機污染土壤層的上面；
[0009]植物降解墻，所述植物降解墻設(shè)置在水平微生物反應(yīng)墻的上面。
[0010]進(jìn)一步為了對氯代烴有機污染物進(jìn)行生物降解，所述水平微生物反應(yīng)墻的填充物內(nèi)含有對氯代烴有機污染物進(jìn)行生物降解的降解介質(zhì)。
[0011]進(jìn)一步，所述降解介質(zhì)為好氧降解菌，所述水平微生物反應(yīng)墻的填充物內(nèi)包括含有過氧化物的硅藻土、固定有好氧降解菌的活性污泥、砂、生物酶制劑、微量元素和水，并且含有過氧化物的硅藻土、固定有好氧降解菌的活性污泥、砂、生物酶制劑、微量元素和水的質(zhì)量份比為(3 ?5):(1.5 ~ 2.5): (1.5 ?2.0): (0.5 ?1.0): (0.15 ?0.25): (1.2 ?
1.8) ο
[0012]進(jìn)一步，所述植物降解墻具有營養(yǎng)土層和種植在營養(yǎng)土層上的植物層。
[0013]進(jìn)一步為了不僅能為植物生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，還能很好的吸附來自下層有機污染氣體，阻隔土壤中有機污染氣體物質(zhì)進(jìn)入空氣的途徑，所述營養(yǎng)土層內(nèi)含有吸附型介質(zhì)材料。
[0014]進(jìn)一步，所述營養(yǎng)土層(3)中的填充物和各填充物的體積百分比如下:泥炭土:30%?40%，壤土:20%?30%，沙子:15%?20%，草炭土:8%?10%，粉煤灰:2%?5%，活性炭:3%?5%，過磷酸鈣:2%?5%。
[0015]進(jìn)一步，所述的植物層上種植的植物為苜蓿草、蘇丹草、嫩枝草中的至少一種。
[0016]進(jìn)一步，所述好氧降解菌為氨氧化菌、甲烷菌、芳香族化合物分解菌中的至少一種。
[0017]進(jìn)一步，所述生物酶制劑為蛋白酶、淀粉酶中的至少一種。
[0018]本發(fā)明還提供了一種用于氯代烴有機污染土壤修復(fù)的水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)的處理方法，該方法的步驟如下:
[0019](a)有機污染土壤層中的氯代烴有機污染物向上揮發(fā)進(jìn)入水平微生物反應(yīng)墻后，在水平微生物反應(yīng)墻中對氯代烴有機污染物進(jìn)行如下處理:對氯代烴有機污染物進(jìn)行生物降解；
[0020](b)然后未降解的氯代烴有機污染物向上揮發(fā)至植物降解墻，在植物降解墻中對氯代烴有機污染物進(jìn)行如下處理:植物降解墻的植物根系分泌物對未降解的氯代烴有機污染物能進(jìn)行絡(luò)合降解，同時植物降解墻的植物根系還吸收部分氯代烴有機污染物進(jìn)入植物體內(nèi)被分解。
[0021 ] 采用了上述技術(shù)方案后，在有機污染土壤層上方原位構(gòu)建水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)，當(dāng)土壤中揮發(fā)性有機污染物通過向上揮發(fā)進(jìn)入水平微生物反應(yīng)墻后；好氧降解菌在過氧化物釋放的氧氣和生物酶制劑的強化作用下能對氯代烴有機污染物進(jìn)行生物降解，未來得及降解的殘留氯代烴有機污染物向上揮發(fā)至植物降解層，植物降解層的植物根系分泌物對氯代烴有機污染物能進(jìn)行絡(luò)合降解，同時植物根系還能吸收部分氯代烴有機污染物進(jìn)入植物體內(nèi)被分解，降解產(chǎn)生的二氧化碳和水為植物生長提供碳源，本發(fā)明結(jié)合了微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)，可有效阻斷土壤中揮發(fā)性有機氯向上迀移的現(xiàn)象，降低環(huán)境空氣中來自污染土壤的揮發(fā)性有機物濃度，防治其對人體健康的危害；本發(fā)明為綠色修復(fù)組合技術(shù)，不引入化學(xué)藥劑，無二次污染物產(chǎn)生，不破壞原土壤結(jié)構(gòu)，修復(fù)成本低廉，減輕環(huán)境負(fù)荷。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的用于氯代烴有機污染土壤修復(fù)的水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0024]如圖1所示，一種用于氯代烴有機污染土壤修復(fù)的水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)，它包括:
[0025]水平微生物反應(yīng)墻1，水平微生物反應(yīng)墻1置于有機污染土壤層2的上面；
[0026]植物降解墻，所述植物降解墻設(shè)置在水平微生物反應(yīng)墻1的上面。
[0027]所述水平微生物反應(yīng)墻1的填充物內(nèi)含有對氯代烴有機污染物進(jìn)行生物降解的降解介質(zhì)。
[0028]所述降解介質(zhì)為好氧降解菌，所述水平微生物反應(yīng)墻的填充物內(nèi)包括含有過氧化物的硅藻土、固定有好氧降解菌的活性污泥、砂、生物酶制劑、微量元素和水，并且含有過氧化物的硅藻土、固定有好氧降解菌的活性污泥、砂、生物酶制劑、微量元素和水的質(zhì)量份比為(3 ?5): (1.5 ?2.5): (1.5 ?2.0): (0.5 ?1.0): (0.15 ?0.25): (1.2 ?1.8);其中，過氧化物為Mg20、Ca20中的一種或多種。
[0029]所述水平微生物反應(yīng)墻1的厚度為0.3?0.5m，但不限于此。
[0030]如圖1所示，所述植物降解墻具有營養(yǎng)土層3和種植在營養(yǎng)土層3上的植物層4。
[0031]所述營養(yǎng)土層3內(nèi)含有吸附型介質(zhì)材料。
[0032]所述營養(yǎng)土層3中的填充物和各填充物的體積百分比如下:所述營養(yǎng)土層3中的填充物和各填充物的體積百分比如下:泥炭土:30%?40%，壤土:20%?30%，沙子:15%?20%，草炭土:8%?10%，粉煤灰:2%?5%，活性炭:3%?5%，過磷酸鈣:2%?5%。其中，泥炭土的平均顆粒粒徑為0.2?0.5mm，壤土的平均顆粒粒徑0.3?0.7mmmm,沙子的平均顆粒粒徑為0.2?0.6mm，草炭土的平均顆粒粒徑為0.2?0.9mm，粉煤灰的平均粒徑為0.01?0.15mm，活性炭的平均粒徑為0.3?0.6mm。營養(yǎng)土層3的含水率約為10%?30%之間，養(yǎng)護(hù)7?15天。
[0033]所述的植物層4上種植的植物為苜蓿草、蘇丹草、嫩枝草中的至少一種，但不限于此。
[0034]所述營養(yǎng)土層3的厚度為0.3?0.5m，但是不限于此。
[0035]所述微量元素為含有鋅、鐵、鉬、棚、銅中至少一個元素的無機金屬鹽類，但不限于此。
[0036]所述好氧降解菌為氨氧化菌、甲烷菌、芳香族化合物分解菌中的至少一種；芳香族化合物分解菌為苯酚分解菌或甲苯分解菌，但不限于此。
[0037]所述生物酶制劑為蛋白酶、淀粉酶中的至少一種，但不限于此。
[0038]該用于氯代烴有機污染土壤修復(fù)的水平可滲透反應(yīng)植物墻修復(fù)系統(tǒng)的處理方法的步驟如下:
[0039](a)有機污染土壤層2中的氯代烴有機污染物向上揮發(fā)進(jìn)入水平微生物反應(yīng)墻1后，在水平微