CS277587B6

CS277587B6 - A method of treating groundwater polluted with organic substances

Info

Publication number: CS277587B6
Application number: CS89249A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Rndr Holubec; Maria Rndr Holobrada
Original assignee: Vyzk Ustav Vodneho Hospoda
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1993-03-17
Also published as: CS24989A3

Abstract

Využívá aplikáciu sorpčných materiálov a systém jednej centrálnej a najmenej troch satelitných studní, cez ktoré sa voda čerpá a po obohatení o oxidačnú látku do podzemia vsakuje. Do satelitných studní sa najprv injektuje suspenzia sorpčného materiálu obsahujúca připadne tiež čistu bakteriálnu kulturu, alebo bakteriálnu polykultúru a to v suspenznom stave, alebo immobilizované. Potom prebieha režim čerpania a vsakovania v cykloch, alebo kontinuálně. Najmenej cez jednu zo studní sa privádza voda obohatená o oxidačnú látku a fp připadne tiež čistú bakteriálnu kultúru, alebo Tyť polykultúru. Výhodné je ak sa injektujú, alebo W do vody obohatenej oxidačnou látkou pridávajú pomnožené baktérie získané kultiváciou mikrobiálneho oživenia z daného biotopu.It uses the application of sorption materials and a system of one central and at least three satellite wells, through which water is pumped and, after being enriched with an oxidizing agent, seeps underground. A suspension of sorption material containing, if applicable, a pure bacterial culture or a bacterial polyculture in a suspended state or immobilized is first injected into the satellite wells. Then the pumping and seeping mode takes place in cycles or continuously. At least one of the wells is fed with water enriched with an oxidizing agent and, if applicable, a pure bacterial culture or a polyculture. It is advantageous if multiplied bacteria obtained by cultivating microbial recovery from a given habitat are injected or added to the water enriched with an oxidizing agent.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týká spósobu úpravy podzemnej vody znečistenej organickými látkami uskutočňovanému in situ. Spósob využívá aplikáciu sorpčnej látky a systém jednej centrálněj a najmenej troch satelitných studní, cez ktoré sa voda čerpá a po obohatení o oxidačnú látku do podzemia vsakuje.The invention relates to a process for the treatment of groundwater contaminated with organic substances carried out in situ. The method uses the application of a sorbent and a system of one central and at least three satellite wells, through which water is pumped and, after enrichment with an oxidizing substance, seeps into the underground.

Potěra!ší stav technikyState of the art

Znečistenie podzemných vod sa prejavuje prítomnosťou organických látok v týchto vodách. Organické látky sú antropogénneho póvodu, mnohé z nich majú karcinogénne, mutagénne, alebo toxické vlastnosti, alebo sú potenciálnymi nositelmi týchto vlastností.Groundwater pollution is manifested by the presence of organic matter in this water. Organic substances are of anthropogenic origin, many of which have carcinogenic, mutagenic, or toxic properties, or are potential carriers of these properties.

Počas prúdenia vody v podloží podliehajú kontaminanty vplyvu mnohých procesov - sorpcii, biologickéj degradácii, chemickéj oxidácii, iónovýmene, róznym chemickým reakciám atd.. Infiltrovaná voda, v ktoréj transport kontaminantov do podzemných vod prebieha, obsahuje zvyčajné kyslík v koncentráciách do 11 mg.l”¹02·During the flow of water in the subsoil, contaminants are affected by many processes - sorption, biological degradation, chemical oxidation, ion exchange, various chemical reactions, etc. Infiltrated water, in which contaminants are transported to groundwater, contains the usual oxygen in concentrations up to 11 mg.l ” ¹ 02 ·

Počas prúdenia vody v horninovom prostředí sa vplyvom samočistiacich pochodov znižuje súčasne koncentrácia kontaminantov i kyslíka. V případe, že koncentrácia kyslíka nepostačuje na oxidáciu kontaminantu menia sa aeróbne podmienky v nasýtenej zóně horninového prostredia na anaerobně a organické látky ako aj medziprodukty ich čiastočnej oxidácie prechádzajú do vody určenej na zásobovanie obyvatelstva a kontaminujú vodné zdroje. Koncentrácia mnohých kontaminantov je velmi nízká, baktérie přítomné v podloží ich nedokážu biologicky odbúrať, alebo je prirodzený proces degradácie velmi pomalý. Konvenčně metody na úpravu takejto vody, ako je koagulácia> ozonizácia, filtrácia na aktívnom uhlí, sú ekonomicky aj prevádzkovo velmi náročné.During the flow of water in the rock environment, the concentration of contaminants and oxygen decreases at the same time due to self-cleaning processes. If the oxygen concentration is not sufficient to oxidize the contaminant, the aerobic conditions in the saturated zone of the rock environment change to anaerobic and organic substances as well as intermediates of their partial oxidation pass into the water intended for population supply and contaminate water resources. The concentration of many contaminants is very low, the bacteria present in the subsoil cannot biodegrade them, or the natural process of degradation is very slow. Conventionally, methods for the treatment of such water, such as coagulation> ozonation, filtration on activated carbon, are economically and operationally very demanding.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Teraz sa zistilo, že podzemnú vodu znečistenú organickými látkami je možné účinné upravovať in situ spósobom podia vynálezu. Spósob využívá aplikáciu sorpčných materiálov a systém jednej centrálněj a najmenej troch satelitných studní, cez ktoré sa voda čerpá a po obohatení o oxidačnú látku do podzemia vsakuje.It has now been found that groundwater contaminated with organic substances can be effectively treated in situ according to the invention. The method uses the application of sorption materials and a system of one central and at least three satellite wells, through which water is pumped and, after enrichment with an oxidizing substance, seeps into the underground.

**

Podstata vynálezu spočívá v tom, že sa do satelitných studní najprv injektuje suspenzia sorpčného materiálu ako aktivně uhlie, bentonit, montmorilonit, zeolit, kaolín, dolomit, a pod., alebo ich zmesi. Injektovaná suspenzia obsahuje připadne tiež čistú bakteriálnu kultúru z rodov ako Pseudomonas, Flavobacterium, Enterobacteriaceae, Clostridium, Bacillus, alebo bakteriálnu polykultúru ako sú baktérie organotrofné, uhlovodíkové, amylotické, lipotické. Bakteriálna kultúra alebo polykultúra móže byť v suspenznom stave, alebo immobilizovaná na povrchu injektovaného sorpčného materiálu alebo na zvláštnom nosiči ako alginát, apatit, polyfosfáty, peptidy. Potom prebieha režim čerpania a vsakovania v cykloch alebo kontinuálně podlá zvoleného rytmu optimál neho pre dané podmienky. Přitom najmenej cez jednu zo studní sa privádza voda obohatená oxidačnou látkou zo skupiny zahrňajúcej kyslík, ozón alebo peroxid vodíka. Privádzaná voda móže tiež připadne obsahovat čistú bakteriálnu kultúru, alebo polykultúru z už uvádzaných skupin.The essence of the invention is that a suspension of sorption material such as activated carbon, bentonite, montmorillonite, zeolite, kaolin, dolomite and the like, or mixtures thereof, is first injected into the satellite wells. The injected suspension optionally also contains a pure bacterial culture from genera such as Pseudomonas, Flavobacterium, Enterobacteriaceae, Clostridium, Bacillus, or a bacterial polyculture such as organotrophic, hydrocarbon, amylotic, lipotic bacteria. The bacterial culture or polyculture can be in suspension or immobilized on the surface of the injected sorption material or on a special carrier such as alginate, apatite, polyphosphates, peptides. Then the pumping and infiltration mode takes place in cycles or continuously according to the selected rhythm optimal for the given conditions. In this case, water enriched with an oxidizing agent from the group consisting of oxygen, ozone or hydrogen peroxide is fed through at least one of the wells. The feed water may also optionally contain a pure bacterial culture or a polyculture from the groups already mentioned.

Pre urýchlenie biodegradačných pochodov je výhodné, ak sa do injektovanej suspenzie, alebo do vody obohatenej oxidačnou látkou, určenej na vsakovanie přidávájú pomnožené baktérie získané kultiváciou mikrobiálneho oživenia z daného biotopu.To accelerate the biodegradation processes, it is advantageous to add multiplied bacteria obtained by culturing the microbial recovery from the habitat to the injected suspension or to the water enriched with the oxidizing agent to be absorbed.

Suspenzia sorpčněj látky sa připravuje v potrebnej koncentrácii na základe hydrogeologických, hydrochemických a sorpčných vlastností pevnej fázy přítomnéj v nasýtenej zóně v podzemí. Do podzemia sa vháňa pomocou čerpadiel, čím sa vytvoří dostatečné rýchlostné pole prúdiacej vody a dosiahne sa váčšie objemové rozloženie sorpčného materiálu. Injektáž suspenzie sa uskutečňuje buď postupné po jednotlivých studniach, po skupinách, alebo naraz cez všetky satelitně studné, ktoré sa potom, po skončení injektáže používajú na vsakovanie a čerpanie vody.The sorbent suspension is prepared in the required concentration based on the hydrogeological, hydrochemical and sorption properties of the solid phase present in the saturated zone underground. It is pumped into the underground by means of pumps, which creates a sufficient velocity field of the flowing water and achieves a larger volume distribution of the sorption material. The injection of the suspension is carried out either sequentially in individual wells, in groups, or all at once through all the satellite wells, which are then used for water infiltration and pumping after the injection.

Oxidačně látky přidávané do vsakovanéj vody umožňujú vytvořit v podzemnom reaktore podmienky vhodné pre rast aeróbnych mikroorganizmov schopných degradovat nasorbované kontaminanty. Pri použití kyslíka sa dosiahne kontinuálně uvolňovanie sorpčně aktívneho povrchu hlavně pomocou baktérií, pričom sa na tomto procese podieía i chemická oxidácia. Pri použití silných oxidačných látok, ako ozón a peroxid vodíka dochádza k opátovnému uvolneniu sorpčného aktívneho povrchu chemickou oxidáciou kontaminantov.The oxidizing substances added to the infiltrated water make it possible to create conditions in the underground reactor suitable for the growth of aerobic microorganisms capable of degrading the absorbed contaminants. When oxygen is used, the continuous release of the sorbently active surface is achieved mainly by means of bacteria, and chemical oxidation also participates in this process. When strong oxidants such as ozone and hydrogen peroxide are used, the sorption active surface is released again by chemical oxidation of contaminants.

Sorpcia kyslíka na povrchu pevnej fázy a jeho difúzia do objemu neprietočných, mrtvých pórov podložia i přítomného sorpčného materiálu umožňuje bakteriálnu aeróbnu oxidáciu aj vtedy, keď je v čerpanej vodě koncentrácia kyslíka prakticky nulová.The sorption of oxygen on the surface of the solid phase and its diffusion into the volume of non-flowing, dead pores of the subsoil and the sorption material present allows bacterial aerobic oxidation even when the oxygen concentration in the pumped water is practically zero.

Spósob úpravy vody podlá vynálezu ilustrujú, ale neobmedzujú nasledujúce příklady.The following examples illustrate but do not limit the method of water treatment according to the invention.

Příklady uskutočnenia vynálezuExamples of embodiments of the invention

Příklad 1Example 1

Spósobom podlá vynálezu upravoval sa vodný zdroj znečistěný ropnými látkami. Pri aplikácii spósobu sa využíval systém jednej centrálněj a ósmich satelitných studní. Prostredníctvom všetkých satelitných studní sa do horninového prostredia aplikovala injektážou suspenzia práškového aktívneho uhlia vo vodě, spolu s organotrofnými baktériami pomnoženými zo vzoriek vody odobratých priamo v lokalitě. Následné prebiehal kontinuálny režim čerpania a vsakovania, pričom sa ako oxidačná látka použil kyslík v koncentráciách do 12 mg.l¹O₂. Základné znečistenie vodného zdroja představovalo 0,06 až 0,1 mg.l“¹ ropných látok. Uplatněním spósobu podlá vynálezu sa dosiahla priemerná účinnost odstraňovania ropných látok 83 %.According to the process of the invention, a water source contaminated with petroleum substances was treated. A system of one central and eight satellite wells was used to apply the method. Through all satellite wells, a suspension of powdered activated carbon in water was applied to the rock environment by injection, together with organotrophic bacteria multiplied from water samples taken directly at the site. Subsequently, a continuous pumping and infiltration regime took place, using oxygen as a oxidizing agent in concentrations up to 12 mg.l ¹ O ₂ . The basic pollution of the water source was 0.06 to 0.1 mg.l ^{-1 of} petroleum substances. By applying the process according to the invention, an average oil removal efficiency of 83% was achieved.

Příklad 2Example 2

Spósobom podia vynálezu sa upravovala podzemná voda znečistěná zmesou chlórovaných uhlovodíkov. Využil sa systém jednej centrálněj a šiestich satelitných studní, do ktorých sa injektovala suspenzia bentonitu obohateného kysličníkom hlinitým, vo vodě spolu s bakteriálnou polykultúrou získanou pomnožením priamo zo vzoriek vody z biotopu. Následné prebiehal cyklický režim čerpania a vsakovania. Ako oxidačná látka sa použil ozón. Základné znečistenie vodného zdroja představovalo v priemere 20 až 80 mg.I”¹. Uplatněním spósobu podlá vynálezu dosiahla sa účinnosť odstraňovania chlórovaných uhlovodíkov v priemere 78 %.According to the process of the invention, groundwater contaminated with a mixture of chlorinated hydrocarbons was treated. A system of one central and six satellite wells were used, into which a suspension of alumina-enriched bentonite was injected in water together with a bacterial polyculture obtained by multiplication directly from water samples from the habitat. Subsequently, a cyclic pumping and infiltration regime took place. Ozone was used as the oxidizing agent. The basic pollution of the water source averaged 20 to 80 mg.I ” ¹ . By applying the process according to the invention, an chlorinated hydrocarbon removal efficiency of on average 78% was achieved.

Priemyselná wužitelnosťIndustrial usability

Vynález je špeciálnou technológiou určenou na využitie vo vodnom hospodárstve.The invention is a special technology intended for use in water management.

Claims

1. A method of treating groundwater contaminated with organic matter in situ using the application of sorption materials and a system of one central and at least three satellite wells through which water is pumped and, after enrichment with an oxidizing substance, seeps into the ground, characterized in that it is first injected into satellite wells. a suspension of sorption material such as activated carbon, bentonite, montmorillonite, zeolite, kaolin, dolomite, or mixtures thereof, optionally also containing pure bacterial culture from genera such as Pseudomonas, Flavobacterium, Enterobacteriaceae, Clostridium, Bacillus or bacterial polyculture such as amphoteric bacteria, , lipolitic in suspension, or immobilized on the surface of the injected sorption material, or on a special carrier such as alginate, apatite, polyphosphate, peptides, and then the pumping and infiltration regime is carried out in cycles or continuously, with at least one of the wells being enriched. an oxidizing agent from the group consisting of oxygen, ozone or hydrogen peroxide, optionally also containing a pure bacterial culture, or a polyculture from the groups already mentioned. ²

2. The method of groundwater treatment according to item 1, characterized in that multiplied bacteria obtained by culturing microbial recovery from a given habitat are added to the injected suspension or to the water enriched with the oxidizing agent to be absorbed.