Ugrás a tartalomhoz

Környezettechnika

dr. Barótfi István

Mezőgazda Kiadó

4.6. Néhány példa a technológiai rendszerekre

4.6. Néhány példa a technológiai rendszerekre

Mielőtt néhány hazánkban is ismert / elismert mikrobiológiai technológiai rendszerrel részletesebben megismerkednénk, összefoglalásként nézzük meg a 4.14. ábrán az ed-dig tárgyalt olajkárelhárítási eljárások célraorientált csoportosítását, valamint a 4.15. ábrán azt a folyamatsort, amely a mai magyarországi gyakorlatban az eddigiekben bemutatott bonyolult négyfázisú rendszer (talaj, víz, olaj, gázfázisú rendszer) kezelésére kialakult és eredményesen működik.

4-14. ábra - Olajkár elhárítások áttekintése

Olajkár elhárítások áttekintése


4-15. ábra - Olajkár elhárítása a talajban (talaj víz, olaj, gázfázisú rendszer kezelése)

Olajkár elhárítása a talajban (talaj víz, olaj, gázfázisú rendszer kezelése)


4.6.1. Ex-situ biológiai dekontaminálási eljárás

Az eljárás alkalmas aromás és alifás, szénhidrogének biológiai lebontására. Az eljárás során kizárólag a természetben előforduló mikroorganizmusokat alkalmazzák, ha policiklikus és klórozott vegyületek vannak is vannak jelen, úgy célspecifikus kultúrákat adnak hozzá ( a hatóságokkal való szoros együttműködésben).

Az ex-situ ejárás csak részben oldja meg a vízszennyezés kérdését, ezért az esetleges szennyezett talajvíz tisztításáról külön kell gondoskodni.

UMWELTSCHUTZ–NORD eljárás

Az UMWELTSCHUTZ–NORD eljárása a szennyezett talajból való mintavétellel kezdődik. A tisztítandó talaj a 4.16. ábrán feltüntetett bioteszt-és optimalizációs rendszer szerint kerül vizsgálatra, illetve kezelésre. A laboratóriumban a talaj fizikai, kémiai vizsgálata mellett meghatározzák a káros anyagok fajtáját és mennyiségét, valamint a talaj meglévő biomasszáját, ennek biológiai aktivitását és az aktivitás fejlesztéshez szükséges segédanyagokat. A laboratóriumi eredmények határozzák meg a technológia paramétereit, így a szerves adalékok, tápanyagok, nyomelemek mennyiségét, illetve a nedvességtartalmat és az átlapátolás gyakoriságát stb.

4-16. ábra - Bioteszt- és optimalizációs rendszer

Bioteszt- és optimalizációs rendszer


A talajkezelés sémáját a 4.17. ábra mutatja. A kiemelt talajt szortírozzák a fémhulladékok, a kövek és a talaj szétválasztásával. A fémhulladékok különválasztása után az ún. „vakond” nevű csigakerekes célgéppel történik a talaj homogenizálása.

4-17. ábra - Biológiai talajgeneráló rendszer folyamatábrája (UMWELTSCHUTZ–NORD)

Biológiai talajgeneráló rendszer folyamatábrája (UMWELTSCHUTZ–NORD)


Az időközben elkészült laboratóriumi eredmények (bioteszt-és optimalizációs program) ismeretében ebbe a homogenizálóba adagolják a szerves anyagokat (szalma, fűrészpor, faforgács stb.), szubsztrátot, a tápanyagokat, a nyomelemeket, a mikroorganizmusokat és az esetleges oxidálószereket. Az így képzett homogenizált földkeveréket a helyszínen felállított 40×20 m-es könnyűszerkezetes sátorban terítik el, célgépek segítségével. A sátrak mérete tetszés szerint növelhető.

Az optimalizációs rendszer szabja meg a bioágyak magasságát, a szükséges nedvességtartalmat és az átforgatás gyakoriságát. Újabb laboratóriumi kontroll eredményei, újabb tápanyag, mikroorganizmus és oxidálószer hozzáadását kívánhatják meg.

A sátorban való fermentálás ideje 3–5 hónap. Ekkor az ágyak tartalmát visszatelepítik a kívánt területre, ahol laboratóriumi ellenőrzés után előkészítik a talaj újrahasználatát. Biológiai vizsgálatok jelölik meg azokat a fűféleségeket, haszonnövényeket vagy gabonaféléket, melyeket már az első évben is a regenerált talajon termeszteni lehet.

Szénhidrogénnel szennyezett talajok ex-situ kezelése a BIOKÖR módszerével

Az olajbontást végző baktérium kultúra szaporítását a helyszínen 1 m3-es tartályban végezik. A tartályok levegőztetése porlasztott levegővel történik. Az Országos Közegészségügyi Intézet által jóváhagyott vegyes BIOMIX OIL baktériumkultúrát szervetlen makrotápanyagokat és nyomelemeket tartalmazó tápoldatban 1 l/m3/nap mennyiségben adagolt szubsztráton szaporítják. Kb. 10 napi folyamatos fermentációt követően a baktérium csíraszám a talaj inokulálására alkalmas koncentráció értéket éri el.

A kezelendő talajt homogenizálják, az optimális C, N, P arány biztosítására a talajhoz 33%-os NH4NO3, N, P, K és nyomelem tartalmú műtrágyát kevernek. Az első keverés során a kezelendő talajba a műtrágya mellett, 10% fakéreg egyenletes bejuttatására is sor kerül.

A kezelendő talaj kötöttségétől ill. a szennyező komponensek minőségétől és koncentrációjától függően eltérő prizmaépítési technológiát alkalmaznak. A talajkezelő rendszer szerkezeti felépítését a 4.18. ábra mutatja.

4-18. ábra - Talajkezelő rendszer szerkezeti felépítése

Talajkezelő rendszer szerkezeti felépítése


4.6.2. In-situ talaj dekontaminálási eljárás

Az in-situ eljárásokat akkor alkalmazzuk, ha ezt a hidrogeológiai körülmények meg engedik, a mentesítendő területnek és az azokon lévő létesítményeknek a kárelhárítási tevékenységek ideje alatt is el kell látni eredeti funkciójukat (pl. közút, vasút, repülőtér, gyárterület, raktár.)

Megfelelő feltételek esetén ez a hatékonyabb megoldás.

Talajlevegőztetés

Az egyszerű talajlevegőztetésre a CARO GmbH módszerét mutatjuk be. Az eljárás kizárólag a talajvíz feletti zónában lévő illékony szénhidrogének kilevegőztetésére szolgál. A feltárás során behatárolt szénhidrogén-szennyeződést levegőztető és légelszívó lándzsák segítségével távolítják el. A rendszer mozgatását szívó-nyomó ventilátor egységek végzik el. A 4.19. ábrán látható, hogy a szívólándzsák végét a szennyezés fölé, a levegőztető lándzsák végét pedig a szennyezés alá helyezik el. A szennyezett területet takaró fóliával védik a csapadékvíztől. Az elszívott levegőt bioszűrőn, majd aktívszénszűrőn vezetik keresztül.

4-19. ábra - Talajlevegőztetés CARO eljárással

Talajlevegőztetés CARO eljárással


Vízfázis tisztító eljárás

Az in-situ rendszerre a SCHÜRFAG GmbH vízfázis forgató eljárását mutatjuk be.

A 4.20. ábrán bemutatott eljárást akkor alkalmazzák, ha a talajvíz csak oldott szénhidrogén-szennyezést tartalmaz. Az eljárás lényege, hogy a szennyezett talajvíz nyugalmi szintje alá szívókutat, illetve nyelőkútsort telepítenek. A szívókútból kiter-melt szennyezett talajvizet vas-mangántalanítón, majd egy bioreaktoron vezetik keresztül. A bioreaktorból távozó vizet különböző vegyszerek hozzáadása után a nyelő kútsoron keresztül visszanyomatják a talajba. A cirkuláció a víz és a talaj teljes, vagy igényszerinti megtisztításáig tart. Ha a talajvíz felszínén úszó olajfázis van, úgy egy fázis elválasztó rendszert iktatnak a csapadék elválasztó műtárgy elé. Hasonló rendszert használ számos magyarországi vállalkozó is. A tecnológiai sémát a 4.14. ábrán már bemutattuk.

4-20. ábra - Nyelőkutak elhelyezése a SCHÜRFAG eljárásnál

Nyelőkutak elhelyezése a SCHÜRFAG eljárásnál


Szénhidrogénnel szennyezett talajok kezelése land-farming eljárással

Az eljárás felszínközeli talajrétegek esetén alkalmazható 5000 mg/kg szennyezettségi határig. A kezelendő területet (ősszel vagy kora tavasszal) 30–50 cm mélységű szántással fellazítják, N, P, K és a nyomelem tartalmú műtrágyát, szükség esetén helyszínen szaporított oltóanyagot juttatnak ki, majd boronálják. Május-június időszakában történik a fedő növény vetése. A pillangós növényfaj megválasztása a szennyezés mértékétől függ. Masszivabb szennyezés esetén a két tenyészidős pillangósok kerülnek előtérbe. A technológiai folyamat a terület szántással történő rekultiválásával végződik (4.21. ábra). Az eljárást Magyarországon a BIOKÖR alkalmazza.

4-21. ábra - Land-farming eljárás

Land-farming eljárás


Enzimes technológia

Nagy lépéssel ment előre a hazai talaj és talajvíz tisztítás terén az ELGOSCAR INTERNATIONAL Kft.

Amerikai kutatók – hadiipari tapasztalatok alapján – bevezették egyes vegyületek enzimkatalizált tisztítását. Köztudott, hogy a biológiai lebontás során a mikroorganizmusok enzimet bocsátanak ki, hogy ennek segítségével a szerves anyagokból táplálékhoz jussanak.

Az ELGOSCAR INTERNATIONAL Kft. rendkívül jó eredménnyel tudta Amerikából beszerzett enzimek (ENZIM MIX) segítségével a kőolaj féleségek lebontását elvégezni, sőt szubsztituált szénhidrogéneket, PCB-ket is. Az ELGOSCAR technológia sémáját a 4.22. ábra mutatja.

4-22. ábra - X

X


A reakciót hihetetlenül meggyorsítja a hozzáadagolt enzim. A 4.23. ábrán bemutatjuk, hogy az enzimkatalizált reakciókhoz mennyivel kisebb aktivációs energia kell, mint a nem enzimkatalizáltakhoz.

4-23. ábra - Az aktivációs energiák összehasonlítása

Az aktivációs energiák összehasonlítása


Az enzimes technológia előnyei:

  • az enzim-katalizált folyamatok nagy reakciósebessége,

  • az enzim, a baktériumokkal ellentétben,

    • nem érzékeny a toxikus vegyületekre,

    • nem érzékeny a lebontandó CH vegyület koncentrációjára,

  • a konkurens baktériumok nem rontják egymás hatékonyságát,

  • baktérium mutáció nem fordulhat elő,

  • tápanyag adagolás nem szükséges.