Ugrás a tartalomhoz

"B" Tételű modul - Fenntartható mezőgazdasági rendszerek és környezettechnológia

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. (2008)

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. a TÁMOP 4.1.2 pályázat keretein belül

Fizikai eljárások

Fizikai eljárások

Termikus technológiák

Ex situ technológiák. Azon alapul, hogy az összes szerves anyag oxidálható és ezek a levegő oxigénjével reagálva gázokká és vízgőzzé alakulnak, és füstgázként távoznak a rendszerből. Lehet: a) égetéses (termikus oxidáció) (600-1200°C); b) hőbontásos (400-800°C).

Anoxikus eljárások is tartoznak ide, mint a pirolízis, amely szennyezett talajok, üledékek és iszapok kezelésére alkalmas ex situ termikus eljárás. A folyamat oxigén nélkül a szerves anyagokban hő hatására végbemenő kémiai lebomlás/átalakulás. A szerves anyagok különböző gázokra és szilárd anyagokra (pl. koksz) bomlanak. Hátrány: költséges, a talaj teljesen kiég, vsak szervetlen komponensek maradnak vissza és a talajélet is elpusztul. Tisztíthatók: aromás és klórozott szénhidrogének poliklórozott bifenilek, kőolajszármazékok.

Szennyezőanyag izolálás és talajvíz kitermeléssel járó technológiák

A felső lezárás szennyezett talajok, üledékek és iszapok esetében alkalmazott in situ szigetelési módszer. A szennyezett közeg lefedése a szennyezések elszigetelését és megfigyelését teszi lehetővé, a szennyezők kivonása, vagy átalakítása nem cél. A felső lezárás vízelvezetéssel és rekultivációval is kiegészíthető eljárás, amely szennyezett talajok, üledékek és iszapok esetében alkalmazható. A szennyezők migrációjának meggátolása érdekében a csapadékból származó beszivárgás megakadályozása a cél. Ennek két lehetséges módja: a felszíni lefolyás elősegítése és az evapotranszspiráció fokozása a növények párologtatása útján. A legtöbb talajszennyező anyag a talaj felszínén felszíni lefolyással, a talajszemcsékkel, erózió útján, illetve a talajvízzel mozog. Ilyenkor a szennyező területet valamilyen vízzáró réteggel körülhatárolják és általában vákuum kútsorokat alkalmazva talajvízsüllyesztést végeznek az adott területen. A függőleges zárófal fő jellemzője az alacsony hidraulikus vezetőképesség, amely általában 1*10-7 cm/s vagy annál kevesebb értékű kell, hogy legyen. Ilyen zárófalat különböző anyagokból lehet kialakítani. Olcsóbb megoldások közé tartozik a talajbentonit zagyból kialakított zárófal. Ezt lehet kombinálni cementes bentonitos zaggyal, műanyagból készült zárófalakat lehet készíteni. A legdrágább megoldások közé tartozik az acél zárófalak kialakítása. A talaj/bentonit zagyból készített zárófal kivitelezése során 0,5-2 m széles és változó mélységű futóárkot készítenek, amelyet a 4-6 súly%-os bentonit oldattal töltenek fel. A bentonit az árok falába beszivárogva annak vízzáró képességét jelentősen növeli A zárófalakkal lehatárolt területről vákuum kutak segítségével a szennyezett talajvizet ki lehet termelni, és a felszínen kezelni. Kisebb szennyezések esetén a teljes zárófalas megoldást lehet alkalmazni, de a gyakorlatban az áramlással ellenkező oldali zárófalazás és vákuum kútsor alkalmazása terjedt el. A vákuum kutakkal kitermelt szennyezett talajvizet a felszínen tisztítják ( leggyakrabban fázis szétválasztással, ózonizálással, sztrippeléssel). A tisztított szennyvizet a szennyezett és izolált terület felszínén visszaöntözik így a terület egy zárt áramlási rendszert képez. Reaktív falak használata esetén az áramlással ellenkező oldalon kialakított zárófalba besüllyesztett kivehető tokozatba töltetet helyeznek el. A töltet anyaga reakcióba lép vagy nagy felületen adszorbeálja a felé áramló szennyezett talajvízből a szennyező anyagot. Legáltalánosabban vas mangánoxiddal értek el sikereket, de számos szennyezés specifikus töltettel kísérleteznek. A kimerült tölteteket a tokozatból daruval kiemelve cserélik. A kimerült töltet anyagát vagy regenerálják vagy megsemmisítik.

Talajszellőztetés vákuum kutakkal

A talajszellőztetés laza szerkezetű szennyezett talajok, üledékek és iszapok kezelésére alkalmas in situ fizikai eljárás. Kitermelő kutakat létesítenek, amelyeket vákuum alá helyeznek. A vákuum hatására kialakuló nyomás/koncentráció-gradiens eredményeként az illékony gázfázisú szennyezők eltávolíthatók.

A szennyezés kivonásának hatékonyságát növeli, ha forró levegőt vagy gőzt juttatnak a szennyezett közeg alá amely a vákuumkutsor irányába nyomja fel a könnyen párolgó szennyezést. A felszínen történő légszennyezés elkerülésére a felszínt gázharangként is müködő ideglenes szigetelő anyaggal fedik le. A levegőztetés felszín alatti és felszíni vizek, valamint csurgalék kezelésére alkalmas in situ fizikai kezelés. A levegőztetés során a víz és a levegő érintkezési felületét növeljük. A levegőztetés alkalmazásával a biológiai degradáció elősegítése a cél. A két fázis érintkezési felületének növelésére két módszer alkalmazható, az átbuborékoltatás, amely során levegőt buborékoltatunk át a folyadék fázison befúvatással vagy mechanikus levegőztetővel, és a bepermetezés, amikor cseppek formájában visszük a folyadékot az ellenáramú levegőbe. A kifúvatás in situ fizikai kezelés, felszín alatti és felszíni vizek, valamint csurgalékvizek tisztítására alkalmas. Az eljárás során levegőt juttatnak a telített víztartó rétegbe az illékony szennyezők eltávolítására. A bejuttatott levegő transzverzálisan és horizontálisan is átjárja a talajt, ami hatására az illékony szennyezők buborék formájában a telítetlen zónába kerülnek, ahonnan extrakcióval eltávolítható a gőz állapotú szennyező anyag.

Ex-situ sztrippelés

A levegővel történő sztrippelés ex situ is kivitelezhető fizikai kezelés, amely során kitermelés szükséges. Az eljárás felszín alatti és felszíni vizek és csurgalék kezelésére alkalmas. A folyamat során az illékony szerves vegyületeket elválasztjuk a felszín alatti víztől a szennyezett víz levegővel érintkező felületének növelésével. A levegőztetés történhet töltetes tornyokban, diffúz levegőztetőkkel, tálcás levegőztetőkkel és permetezéssel. A szennyezők áramlása a vízből a levegőbe történik. Talajvíz tisztításakor töltetes tornyokat vagy levegőztető tartályokat alkalmazunk. A töltetes tornyú sztrippelő berendezés általában tartalmaz a felső részben egy permetező fúvókát, amely eloszlatja a szennyezett vizet a tölteten, egy ventillátort, amely a vízzel ellenirányban levegőt áramoltat, és egy gyűjtő egységet a torony alján, amely a tisztított vizet felfogja.

Talajmosás

A talajmosás ex situ fizikai kezelés (kitermelés szükséges), szennyezett talajok, üledékek és iszapok kezelésére alkalmas. A talajmosás során a finom talajfrakciót elkülönítik a szennyezett talajból, mivel a szennyező anyagok legnagyobb része ott található adszorbeált formában. Az elkülönítés vizes alapú rendszerben történik. A mosóvízhez lúgos adalékot, felületaktív anyagot, pH-módosító anyagot vagy kelátképző ágenst is adhatnak a szerves anyagok és a nehézfémek eltávolítása hatékonyságának fokozására.

A talajmosás folyamán a szennyező anyagok kétféleképpen távoznak el a talajból:

- A mosófolyadék kioldja őket vagy szuszpendálódnak benne (amit a pH időleges megváltoztatásával lehet fenntartani); - Térfogatcsökkentéssel koncentrálják gravitációs vagy egyéb szeparációs módszerrel.

Adszorpción alapuló remediáció

Az adszorpción alapuló eljárás ex situ fizikai kezelés, felszín alatti és felszíni vizek, valamint csurgalékvizek kezelésére alkalmas. Adszorpció esetében folyadékokban oldott szennyező anyagok kötődnek meg az adszorbens felületén, amelynek eredményeként a folyadék fázisban koncentrációjuk csökken. A leggyakoribb adszorbens az aktív szén. Használatos még az aktivált alumínium-oxid, a cellulóz-szivacs, a lignin, valamint különböző agyagásványok és szintetikus gyanták. Szennyezett felszín alatti víz kitermelésre kerül, majd átvezetik aktív szenet tartalmazó oszlopokon, amely megköti a szerves szennyező anyagokat. A telített szenet regenerálni vagy időszakosan cserélni szükséges. A robbanószerekkel vagy fémekkel szennyezett felszín alatti vizek kezeléséhez használt aktív szén nem mindig regenerálható, ekkor gondoskodni kell a rendezett biztonságos lerakásáról. Az aktív szenes adszorpciót két fő reaktor-konfigurációval valósítják meg, fix ágyas és mozgó ágyas megoldással.

Fáziselválasztás

A fáziselválasztás szennyezett felszíni, felszín alatti és csurgalékvizek kezelésére alkalmas ex situ fizikai eljárás. Fáziselválasztás során a szennyezőket a hordozó közegtől (víz) próbáljuk fizikai vagy kémiai úton elválasztani. A fáziselválasztás számos módon megvalósítható: desztilláció, szűrés, fagyasztásos kristályosítás, fordított ozmózis stb.