1目前現(xiàn)有的生物處理技術(shù)

目前處理石油污染廢水的生物技術(shù)主要包括活性污泥法、氧化溝和生物膜法等�；钚晕勰喾ㄊ墙柚�曝氣或者機(jī)械攪拌，使活性污泥均勻分布于曝氣池內(nèi)，微生物壁外的粘液將污水中的污染物吸附，并在酶的作用下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行新陳代謝轉(zhuǎn)化。自上世紀(jì)8O年代，石油廢水普遍采用的二級(jí)生物治理方法是傳統(tǒng)活性污泥法l3。李哲采用SBR法處理油田采出水，結(jié)果表明，COD去除率為80% 一90% ；出水滿足行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn) 。王贊春等研究了SBR以及投菌SBR法處理煉油廢水中污染物的效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，廢水中各種污染物的去除率分別為：COD 93．5% 、石油類(lèi)98．6%、總氮89.8%。SBR工藝是一種新型的高效廢水處理技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法的改進(jìn)。該方法具有固液分離效果好、工藝簡(jiǎn)單、占地少、建設(shè)費(fèi)用低、耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，溫度影響小，活性污泥狀態(tài)良好和處理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是處理石油廢水的一種具有前景的處理方法。

氧化溝對(duì)各種含高COD、BOD、油類(lèi)等有機(jī)廢水的深度處理十分有效。它的曝氣池呈封閉、環(huán)狀跑道式，污水和活性污泥以及各種微生物混合在溝渠中作循環(huán)流動(dòng)。氧化溝在處理含油廢水方面應(yīng)用實(shí)例比較多，但是其處理效果沒(méi)有達(dá)到處理要求。有很多企業(yè)都采用了氧化溝工藝，其處理出水水質(zhì)與進(jìn)水水質(zhì)有關(guān)，只有確保一定的進(jìn)水水質(zhì)時(shí)，出水才會(huì)達(dá)到理想的處理效果。專(zhuān)家們根據(jù)工藝原理分析了氧化溝不能取得理想處理效果的原因，提出了很多的改善對(duì)策。在氧化溝現(xiàn)有處理能力和工藝特色的基礎(chǔ)上，有人探索出了一套投菌氧化溝曝氣的處理方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同的水力停留時(shí)間等條件下，可以將去除率提高10%左右，如果要得到相同的去除率可以大大縮短水力停留時(shí)間，且出水COD值可以更低。與活性污泥法相比，氧化溝具有很多優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單；不僅可以去除BOD和SS，還可以達(dá)到脫氮除磷的效果；設(shè)備少，操作管理簡(jiǎn)便；低溫有更大適應(yīng)性等。氧化溝是活性污泥法的發(fā)展，但是只有滿足工藝要求時(shí)，才能發(fā)揮去污效果。

目前應(yīng)用較廣泛的生物膜法主要包括生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物流化床、接觸氧化法和膜生物反應(yīng)器等。生物轉(zhuǎn)盤(pán)是利用較大的比表面積，在低能耗的條件下轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生高效曝氣，使得氧氣、水和膜之間有較好的接觸。盤(pán)片表面附著的膜狀微生物在其新陳代謝的過(guò)程中對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行無(wú)害化降解。曹明偉利用環(huán)境微生物技術(shù)，開(kāi)發(fā)出高溫優(yōu)勢(shì)菌生物膜法處理采油廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：硫化物的平均去除率98% ；揮發(fā)酚的平均去除率為91% ；COD平均去除率為68% ；氨氮平均去除率為82%。

生物流化床處理技術(shù)是借助流體使表面生長(zhǎng)著微生物的固體顆粒呈流態(tài)化，同時(shí)進(jìn)行去除和降解有機(jī)物的生物膜法處理技術(shù)。影響其處理效果的因素有載體的選擇、菌種的篩選等。崔俊華等在“三套” 工藝的基礎(chǔ)上添加了三相生物流化床部分，且采取了高效油降解菌以及漂浮和懸浮填料并用的措施，使出水油濃度降為3.5—4.9mg／L，達(dá)一種被廣泛采用并逐漸成熟的生物深化處理技術(shù)。龔爭(zhēng)輝應(yīng)用接觸氧化工藝對(duì)采油廢水進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究，廢水中的COD和油的去除率分別為42．2% 和89．3% ，最后出水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

接觸氧化法除了可以降低COD，還可以用于去除氨氮，尤其適合應(yīng)用于煉油廢水的凈化。龐金釗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用接觸氧化法工藝處理COD≤500mg／L的石油廢水時(shí)，硝化細(xì)菌是優(yōu)勢(shì)菌，能同時(shí)有效去除氨氮和COD引。接觸氧化法可以克服活性污泥法容易污泥膨脹和超標(biāo)排放的缺點(diǎn)，具有有機(jī)負(fù)荷高、抗沖擊能力強(qiáng)、對(duì)廢水中的毒物忍耐力較大等優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)氨氮也有較好的去除效果。接觸氧化法多用于深度處理含油廢水，其技術(shù)關(guān)鍵在于對(duì)進(jìn)水可生化性的控制。

2生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)(bioremediation)技術(shù)是利用微生物、植物及其他生物，將環(huán)境中的危險(xiǎn)性污染物降解為二氧化碳和水或轉(zhuǎn)化為其他無(wú)害物質(zhì)的工程技術(shù)系。生物修復(fù)的概念最初來(lái)源于微生物對(duì)環(huán)境污染的治理，至今許多文獻(xiàn)仍沿用bioremediation一詞，專(zhuān)指微生物修復(fù)，通常將其分為廣義的生物修復(fù)和狹義的生物修復(fù)。

2.1微生物修復(fù)

石油污染土壤的微生物修復(fù)是指利用微生物酶如脫氫酶對(duì)大多數(shù)石油污染物的攻擊，將石油污染物降解成無(wú)害物質(zhì)的生物工程技術(shù)。可以降解石油的微生物主要包括細(xì)菌、真菌、酵母菌，這些微生物廣泛分布于海洋、淡水和土壤環(huán)境中。細(xì)菌和酵母菌是水生生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位的微生物降解執(zhí)行者，在土壤環(huán)境中則變成真菌和細(xì)菌。

姚德明研究表明，石油污染土壤中以利用石油烴為碳源的真菌數(shù)量較少，細(xì)菌數(shù)量較多但是類(lèi)群沒(méi)有真菌豐富；細(xì)菌以革氏染色陰性桿菌為優(yōu)勢(shì)，其中以動(dòng)膠菌屬為主，其次黃桿菌屬。革氏染色陽(yáng)性桿菌以芽孢桿菌為主。真菌以毛霉菌屬、小克銀漢菌屬占優(yōu)勢(shì)。其次是鐮刀菌屬、青霉菌屬、曲霉菌屬，酵母最弱。放線菌以鏈霉菌屬為優(yōu)勢(shì)。潘峰利用篩選得到的10株酵母菌組成復(fù)合酵母菌系統(tǒng)，并將該復(fù)合菌系統(tǒng)接種到泥漿反應(yīng)器中對(duì)模擬油泥樣品進(jìn)行了處理，發(fā)現(xiàn)復(fù)合酵母菌在反應(yīng)速度和油去除率上都優(yōu)于活性污泥。羅一菁經(jīng)初篩菌株制備成混合菌劑，對(duì)煉廠“三泥”中的殘油平均去除率為84%以上。許增德從油污土壤中分離出降解石油的微生物菌株，鑒定為假單胞菌屬，石油烴類(lèi)的降解率達(dá)到85%。Sanjeet Mishra使用不動(dòng)桿菌屬接種和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)煉廠石油污染的土壤進(jìn)行修復(fù)，結(jié)果表明一年內(nèi)總石油烴中烷烴的降解率94．2% ，芳香組分降解91．9%，含氮、硫、氧化合物和瀝青質(zhì)降解85．2%。DING KEQIANG研究真菌對(duì)石油烴類(lèi)的降解，結(jié)果表明黃孢原毛平革菌液體培養(yǎng)接種條件下烴類(lèi)降解率遠(yuǎn)高于鐮刀菌石油降解率。

2.2生物修復(fù)被石油污染的地下水

石油在開(kāi)采、煉制、儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)對(duì)地下水造成污染，給環(huán)境尤其是人類(lèi)自身帶來(lái)嚴(yán)重的危害，目前許多國(guó)家已頒布相關(guān)法規(guī)，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，同時(shí)也在積極開(kāi)展有關(guān)地下水污染的治理研究，常見(jiàn)的方法有隔離法、泵提法、吸水法、生物修復(fù)法等。其中生物修復(fù)被石油污染的地下水是近年來(lái)興起的，它包括：生物注射法、有機(jī)粘土法、抽提地下水系統(tǒng)和回注系統(tǒng)相結(jié)合法、生物反應(yīng)器法等。

2.3生物注射法

該方法是在傳統(tǒng)氣提技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)形成的新技術(shù)，主要是將加壓后的空氣注射到污染的地下水下部，氣流加速地下水和土壤中有機(jī)物的揮發(fā)和降解。這種方法主要是抽提、通氣并用，并通過(guò)增加停留時(shí)間促進(jìn)生物降解，提高修復(fù)效率。

2.4有機(jī)粘土法

該方法是利用人工合成的有機(jī)粘土有效去除有毒化合物，帶正電荷的有機(jī)修飾物、陽(yáng)離子表面活性劑通過(guò)化學(xué)鍵鍵合到帶負(fù)電荷的粘土表面合成有機(jī)粘土，表面活性劑可以將有毒化合物吸附到粘土上，從而去除或進(jìn)行生物降解。

2.5抽提地下水系統(tǒng)和回注系統(tǒng)相結(jié)合法

該方法是將抽提地下水系統(tǒng)和回注系統(tǒng)(注入空氣或H2O2、營(yíng)養(yǎng)物和己馴化的微生物)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)有機(jī)污染物的生物降解ma11lbeck．DonaldR．等人在加利福尼亞的研究表明，采用此方法修復(fù)的環(huán)境，可明顯促進(jìn)生物降解。

2.6生物反應(yīng)器法

該方法就是將地下水抽提到地上部分用生物反應(yīng)器加以處理的過(guò)程，它包括4個(gè)步驟，自然形成閉路循環(huán)。即：①將污染的地下水抽提到地面；②在地面生物反應(yīng)器內(nèi)對(duì)其進(jìn)行好氧降解，生物反應(yīng)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中要補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物和氧氣；③處理后的地下水通過(guò)滲灌系統(tǒng)回灌到土壤內(nèi)；④在回灌過(guò)程中加入營(yíng)養(yǎng)物和已馴化的微生物，并注入氧氣，使生物降解過(guò)程在有氧狀態(tài)下，在土壤及地下水層內(nèi)加速進(jìn)行。

三、發(fā)展趨勢(shì)

隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展，石油運(yùn)輸更加頻繁，輸油管線和儲(chǔ)油罐的石油泄漏事故、油槽車(chē)和油輪的泄漏事故不斷增加，受石油污染的土壤和水體將顯著增加。因此石油污染土壤與水體的修復(fù)迫在眉睫。

在現(xiàn)有的修復(fù)技術(shù)中，物理化學(xué)修復(fù)存在著一定的局限性，很難達(dá)完全達(dá)到修復(fù)要求，主要表現(xiàn)在修復(fù)效果不徹底且容易造成二次污染。盡管石油污染土壤與水體的生物修復(fù)技術(shù)也還不太成熟，但是目前已有的研究結(jié)果和應(yīng)用實(shí)踐表明，生物修復(fù)技術(shù)是可行的，且具有費(fèi)用低、環(huán)境影響小、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，適合我國(guó)的基本國(guó)情。環(huán)境科學(xué)界普遍認(rèn)為，生物修復(fù)技術(shù)比物理和化學(xué)處理技術(shù)更具有發(fā)展前途，它在土壤與水體修復(fù)中的應(yīng)用價(jià)值是不可估量的。生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于受污染土壤與水體雖然已經(jīng)取得了較好的效果，但仍存在一些缺點(diǎn)，如微生物生長(zhǎng)受污染物濃度、營(yíng)養(yǎng)物和氧氣等影響；目前通過(guò)培養(yǎng)、馴化、篩選出來(lái)的降解微生物大多數(shù)是暗箱操作得到的，降解效率較低，而且?guī)в休^大的隨機(jī)性；目前針對(duì)受污染土壤與水體的生物修復(fù)技術(shù)主要是以供氧和施加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為主，缺乏與其他幾種技術(shù)的交叉和融合；生物修復(fù)技術(shù)對(duì)某些污染物質(zhì)的降解特性、在環(huán)境中的適應(yīng)性以及成本效益等因素尚沒(méi)有研究清楚，這些都導(dǎo)致生物修復(fù)技術(shù)效率較低、所需時(shí)間較長(zhǎng)。為克服這些缺點(diǎn)，應(yīng)該強(qiáng)化生物修復(fù)技術(shù)與其他修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合使用，以擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用范圍并不斷降低其處理成本。同時(shí)通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)，闡明石油降解微生物的降解機(jī)理和關(guān)鍵降解酶，并借助遺傳工程技術(shù)，通過(guò)降解質(zhì)粒或基因螯合來(lái)獲得降解能力與抵抗惡劣環(huán)境能力更強(qiáng)的基因工程菌，從而大大提高石油污染土壤與水體的修復(fù)效率，縮短修復(fù)時(shí)間。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)