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1、PPT模板下载: 第七届中国国际土壤与地下水高峰论坛第七届中国国际土壤与地下水高峰论坛 厌氧脱卤菌剂厌氧脱卤菌剂BSBS-1 1与与 原位强化生物管控原位强化生物管控/修复技术修复技术 陈波洋陈波洋 北京博诚立新环境科技股份有限公司北京博诚立新环境科技股份有限公司 2023.6 一、厌氧脱卤菌剂BS-1 二、二、原位强化生物原位强化生物管控管控修复技术修复技术 三、工程案例 目录 一 厌氧脱卤菌剂BS-1 氯代烃污染特征 常见挥发性有机污染物 毒性大、修复目标值严格 极性大、穿透性强、污染深 难以降解 好氧生物 化学氧化 化学还原脱氯不彻底 厌氧脱卤呼吸完全脱氯降解 来源:Engineered
2、 Approaches to In Situ Bioremediation of Chlorinated Solvents Fundamentals and Field Applications 厌氧脱卤微生物特点 厌氧脱卤微生物 专性:需以氯代烃为电子受体进行脱卤呼吸才能生长Dehalococcoides、Dehalobacter、Dehalogenimonas 非专性:不一定需以氯代烃为电子受体进行脱卤呼吸才能生长 Geobacter、Desulfuromonas、Anaeromyxobacter、Sulfurospirillum、Desulfitobacterium PCE厌氧脱卤呼吸降
3、解 CF和TCA厌氧脱卤呼吸降解 厌氧脱卤微生物特点 厌氧脱卤微生物难以扩大培养 国际知名KB-1菌剂 自2002年首次批量生产,已成功应用于全球上百个氯代烃污染场地 厌氧脱卤生物修复菌剂BS-1 国家重点研发计划“场地地下水卤代烃污染修复材料和技术”项目研发成果 厌氧脱卤呼吸完全降解氯代烃 性能媲美国际知名KB-1菌剂 填补国内空白 01 03 04 多种型号菌剂 氯代烯烃:四氯乙烯、三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯 氯代烷烃:二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷 厌氧脱卤呼吸菌剂BS-1 主要脱卤菌株构成 Dehalococcoides
4、Dehalobacter Dehalogenimonas Desulfitobacterium 脱卤呼吸细菌含量可达1.01011 copies/L,qPCR检测 厌氧脱卤生物修复菌剂BS-1 大部分氯乙烯类降解细菌止步于DCE或VC BS-1菌剂在厌氧脱卤呼吸过程中获得能量、繁殖生长 生物菌剂研发生产基地 北京博诚立新生物科技有限公司 开创性首次实现5000L规模化量产 二 原位强化生物管控/修复技术 原位强化生物管控修复技术 原理 特种功能生物菌剂原位注入 工程集成技术调控生境环境 微生物大量繁殖将有机污染物矿化降解 技术关键点 筛选、配制高效降解目标污染物的复合生物菌剂 调控适合的营养成
5、分和环境条件的工程集成技术 技术特点 土壤和地下水协同修复 地下水污染羽修复 满足严格的地下水修复目标值 绿色环保,彻底去除污染物(矿化)显著降低修复费用 两种工程技术形式 循环井技术循环井技术 直接直接注射井技术注射井技术 全覆盖修复 风险管控技术-生物反应墙 生物反应墙 边风险管控&边修复 低碳、绿色、经济 生物反应墙构成 注射井群 直推注射 生物反应墙厚度 地下水流速 污染物浓度 三 工程案例 腾格里沙漠污染事件某蒸发池场地 地下水原位强化生物修复工程 某蒸发池场地地下水修复方案,三个阶段 抽提处理 原位化学氧化或原位生物修复 自然衰减 水文地质-基岩风化裂隙水,水位埋深520m,含水层
6、厚度约30m-渗透系数较小,10-7cm/s 地下水污染特征-高盐:Cl-16000mg/L,TDS 30000mg/L-多种有机污染物:苯、氯苯、邻&对硝基苯酚、邻&对硝基氯苯、邻&对氯苯胺、邻&对硝基苯胺-高浓度:可达200mg/L 修复目标 污染物 工程修复目标值(g/L)苯 1 7 0 氯苯 4 0 0 对二氯苯 3 6 0 邻、对硝基氯苯 5 4 0 邻、对氯苯胺 2 0 0 0 邻、对硝基苯酚 3 0 0 0 邻、对硝基苯胺 2 0 0 0 2015年风险评估确定的地下水年风险评估确定的地下水修复目标值修复目标值 2017年地下水质量标准中的年地下水质量标准中的IV类限值类限值 地
7、下水抽提处理拖尾效应 原位强化生物修复中试 中试时段:2个月 注射井和观察井布设 井深30 污染物生物修复效果 中试成果 地下水污染羽:生物修复24天,地下水苯、氯苯和对硝基苯酚浓度去除率可达98%以上 原位强化生物修复半径可达10m 地下水原位强化生物工程集成技术(发明专利:ZL201811214599.3)修复井设计 高压气动增渗 包气带反淋洗 精准调控系统 2019年&2020年原位强化 生物修复工程 2019年 修复面积43200m2 202口修复井 2020年 修复面积88800m2 444口修复井 修复深度最深达50m 95%以上区域达到地下水IV类标准 技术步骤 建设原位强化生物
8、修复井群 高压注射复合生物菌剂及营养助剂 一种地下水原位强化生物修复方法 采用压缩工业氧气,对每口生物修复井进行间歇曝气 生物菌剂和营养助剂扩散 维持地下水中的溶解氧浓度 如上图中H1、H2、H3和H4位置所示,根据需要布设地下水监测井,持续监测pH、DO、ORP、污染物浓度、微生物优势菌种及数量等指标。生物修复系统持续运行直至土壤和地下水污染物达标,必要时补充注射营养助剂。精准调控系统和运行方案 精准调控系统 自控系统:电磁阀的工作状态 在线监测系统:每个修复单元2400m2,1口地下水监测井 pH、DO、ORP 运行方案 单井每12h连续曝气1015min,轮流曝气 曝气时长可根据渗透性作
9、适当调整 原位强化生物修复集成技术 手机app监控系统 现场全景 地下水污染羽修复 修复前 第14天 第34天 污染中心区修复 时间 苯 氯苯 对硝基苯酚 2 0 1 9/8/1 7 1 1 6 0 0 7 2 6 0 3 7 6 0 0 2 0 1 9/8/2 1 4 0 9 0 2 8 5 0 2 7 5 0 2 0 1 9/8/2 8 3 7 1 0 3 2 7 0 2 7 4 0 0 2 0 1 9/9/4 1 6 1 0 1 5 1 0 2 9 6 0 2 0 1 9/9/1 1 1 1 2 0 2 0 9 0 1 6 9 0 2 0 1 9/9/2 7 8 3 4 1 0 6 0
10、3 0 2 0 2 0 1 9/1 0/1 1 5 1 8 0 7 1 0 2 3 1 0 2 0 1 9/1 1/6 4 7 1 1 8 2.5 单位:g/L 包气带影响 0040005000600000000400005000060000对硝基苯酚苯(右)氯苯(右)HY1-G1单位:g/L02000400060008000400020000300004000050000600007000080000对硝基苯酚苯(右)氯苯(右)HY1-G4单位:g/L经验总结 工程措施要包含对包气带污染物的治理,才能实现
11、地下水稳定达标 原位强化生物修复技术可经济、高效地修复高浓度有机污染土壤&地下水 低渗透地层采用高压气动增渗可实现生物菌剂和营养助剂的高效传输 精准调控系统是生物修复系统运行的关键 2021年环境保护科学技术奖 2021年环境保护科学技术奖二等奖“地下水原位强化生物修复集成技术与应用”项目 荣获 生态环境部土壤司主编的技术手册 原位厌氧强化生物修复中试 场地地下水污染特征-基岩裂隙水,渗透系数小-氯代烯烃:TCE、cis-DCE、VC-浓度高:高达100mg/L以上-污染深度40m以上-建议修复目标:地下水IV类 中试方案-设计修复半径45m-三口注射井:IW-1、IW-2、IW-3-监测井:
12、MW-1,GW-1、GW-2、GW-3、监测井MW-2(原有)厌氧菌剂罐装与注射 厌氧菌剂不锈钢氮封罐装 厌氧菌剂通过压缩氮气推送注射 营养助剂压缩氮气推送注射 中试运行100d效果 GW-1(距离两口注射井约4m)单位:g/L 时间 地下水标准 2022-8-7 2022-10-26 2022-12-17 III类 IV类 苯 10 120 2100021000 52.7 387387 甲苯 700 1400 931 11.6 28.5 氯乙烯 5 90 4270042700 516516 99.999.9 反-1,2-二氯乙烯 50 60 242242 10.3 5.3 顺-1,2-二氯乙
13、烯 50 60 5680056800 520520 156 三氯乙烯 70 210 82008200 47.3 145 氯仿 60 300 88508850 92.5 20.4 备注:9月8日注射厌氧脱卤菌剂BS-1和营养助剂;水样由SGS重庆实验室检测 中试运行100d效果 GW-2(距离两口注射井约4m)单位:g/L 时间 地下水标准 2022-8-7 2022-10-26 2022-12-17 III类 IV类 苯 10 120 1570015700 35403540 36703670 甲苯 700 1400 672 565 440 氯乙烯 5 90 15401540 75007500
14、20202020 反-1,2-二氯乙烯 50 60 276276 76.276.2 43.2 顺-1,2-二氯乙烯 50 60 2460024600 662662 12201220 三氯乙烯 70 210 22202220 650650 539539 氯仿 60 300 807807 217 185 备注:9月8日注射厌氧脱卤菌剂BS-1和营养助剂;水样由SGS重庆实验室检测 中试运行100d效果 GW-3(距离两口注射井约4m)单位:g/L 时间 地下水标准 2022-8-7 2022-10-26 2022-12-17 III类 IV类 苯 10 120 1770017700 2380023
15、800 62806280 甲苯 700 1400 18701870 23302330 595 氯乙烯 5 90 1080010800 1780017800 55.9 反-1,2-二氯乙烯 50 60 261261 329329 79.679.6 顺-1,2-二氯乙烯 50 60 2900029000 4980049800 33.9 三氯乙烯 70 210 89408940 300300 18 氯仿 60 300 54805480 15601560 149 备注:9月8日注射厌氧脱卤菌剂BS-1和营养助剂;水样由SGS重庆实验室检测 地下水脱卤细菌群落qPCR检测 采样日期 2022年12月17
16、日 样品编号 菌属 Ct值 Copies/mL 占比 GW-1 Dehalococcoides 28.98 4.69E+03 21.3%Dehalobacter ND ND 0.0%Desulfitobacterium 28.57 5.99E+03 27.1%Dehalogenimonas ND ND 0.0%细菌总数 26.38 2.21E+04 100.0%GW-2 Dehalococcoides 23.74 1.06E+05 35.1%Dehalobacter ND ND 0.0%Desulfitobacterium 25.9 2.94E+04 9.7%Dehalogenimonas 3
17、0.34 2.09E+03 0.7%细菌总数 21.98 3.03E+05 100.0%GW-3 Dehalococcoides 29.87 2.76E+03 0.5%Dehalobacter ND ND 0.0%Desulfitobacterium 20.04 9.63E+05 168.9%Dehalogenimonas ND ND 0.0%细菌总数 20.92 5.70E+05 100.0%地下水脱卤细菌群落qPCR检测 采样日期 2022年12月17日 样品编号 菌属 Ct值 Copies/mL 占比 MW-1 Dehalococcoides 22.69 1.99E+05 25.3%De
18、halobacter ND ND 0.0%Desulfitobacterium 22.34 2.45E+05 31.1%Dehalogenimonas 30.34 2.09E+03 0.3%细菌总数 20.38 7.87E+05 100.0%CS95 Dehalococcoides 24.78 5.72E+04 37.7%Dehalobacter ND ND 0.0%Desulfitobacterium 23.56 1.18E+05 77.9%Dehalogenimonas ND ND 0.0%细菌总数 23.14 1.52E+05 100.0%中试结论 采用我司的国家重点研发计划“场地地下水卤代烃污染修复材料和技术”项目研发成果 厌氧脱卤菌剂BS-1 结合已授权的“一种地下水和含水层土壤原位厌氧生物修复方法”发明专利技术进行原位强化生物修复 高浓度氯代烃在四个月内经厌氧脱卤降解达到地下水IV类标准,去除率高达99%以上,且经济可行。合作共赢 陈波洋陈波洋