CS574290A3

CS574290A3 - Process for removing impurities from soil

Info

Publication number: CS574290A3
Application number: CS905742A
Authority: CS
Inventors: Johannes Breukelman
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1992-04-15
Also published as: EP0429137B1; DE69018021T2; ATE120107T1; HU907215D0; DE69018021D1; HU209902B; EP0429137A1; HUT65203A; NL8902879A

Description

- 2 -

Vynález se týká způsobu odstraňování nečiš-tot in šitu z půdy vypuzováním plynem.

Zejména se vynález týká způsobu odstraňovánínečistot in šitu z hlubší -půdy, to je zpod brázdy nebodokonce hlouběji.

Takový způsob je znám z publikace od J.J.M.Hullegie, Milieutechniek 1/2 /1989/ 126-131. V této pub-likaci je popsán způsob odstraňování těkavých nečistotz půdy pomocí vakuové extrakce, případně v kombinacise vstřikováním stlačeného vzduchu. f Při tomto způsobu vakuové extrakce seumístí sonda do půdy, přičemž tato sonda se použije sníže-

I _ T ním tlaku pro nasávání vzduchu z půdy, který v tomto pos-tupu odnáší tělvé nečistoty. Takto nasávaný vzduch působíjako vypuzovací plyn. Navíc může být případně umístěnadruhá sonda, kterou se vstřikuje stlačený vzduch, takžese vytvoří proud vzduchu proudící ze vstřikovací sondystlačeného vzduchu do vakuové extrakční sondy, kterýs sebou nese těkavé nečistoty.

- 3 - i

Nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom,že nasávaný znečištěný vzduch musí být shroměžiován azpracováván nad úrovní terénu. Shromažďování a zpracová-vání znečištěného vzduchu se Často provádí aktivním uhlíma je to nákladná záležitost. Je skutečností], že znečiště-né uhlí musí být dále zpracováno desorpcí nečistot, na-čež uvolněné nečistoty musí být zpracovány například vespalovací peci. Místo toho, aby bylo znečištěné uhlí.dálezpracováno, může být. nahrazeno čerstvým aktivním uhlím.

To však představuje další vysoké náklady.

Další nevýhodou tohoto postupu je trváníčištění. Konvenční in šitu čisticí postupy normálnězabírají mnoho času. Tak Čistící perioda několika letje spíše pravidlem než výjimkou. 1·

í; ?· ř. Cílem předloženého vynálezu je vytvořitčisticí postup in šitu, který je jednoduchý a laciný,s relativně krátkou čisticí dobou. - 4 -

Tohoto cíle se dosáhne podle vynálezu tak, že a/ vypuzovací plyn se vstřikje do.půdy alespoň jednouk sondou h a/nebo pod nečistotu, < b/ nečistota těká s vypuzovacím plynem tak, že stoupák úrovni terénu, 1 c/ vytékaná nečistota prochází, jak stoupá, biologickyaktivní vrstvou a tam se odbourává. Při použití jedné sondy nebo více sondvypuzovací plyn, výhodně vzduch, se fouká pod tlakempod a případně vedle nečistoty. Místa pro výstup nebovýstupy sondy nebo sond jsou tak vybrána, že maximální M - 4 množství vypuzovacího plynu prochází znečištěnou půdouk úrovni terénu. Jak vypuzóvací plyn prochází znečiště-nou půdou, těká nečistota, načež je unášena spolu sevzduchem k úrovni terénu.

Jestliže nečistota je z těkavých materiálůs dostatečně vysokým tlakem par /například akrylonitril, - 5 -

I íX' 7•ď' £ ·'? £ benzen, toluen, perchlorethylen nebo trichlorethan/,uskutečňuje se těkání odpařováním. Nečistota se unášís vypuzovacím plynem ve formě péry jak plyn procházíznečištěnou půdou. Nečistoty mohou být také uvolněnyjejich reakcí se složkou vypuzovacího plynu, napříklads oxidantem, jako je vypuzovací plyn obohacený ozonemzískaný ozonizací vzduchu. Vytvořené rea.kční produktyv tomto postupu těkají jak vypuzovací plyn procházíznečištěnou půdou a stoupá k úrovni terénu.

Bez dalších opatření byiy nastal nekontro-lovaný únik těkavé nečistoty do atmosféry v úrovni te-rénu, Aby se tomu zabránilo, prochází vytékaná nečisto-ta přeed svým únikem, biologicky aktivní vrstvou^ ve kte-ré vytékaná nečistota úplně nebo zčásti odbourána.

Toto odbourání se může uskutečnit za aerobních podmínek,například á když nečistota je z akrylonitrilu, benzenunebo toluenu. Anaerobní odbourání je také možné a je , 5 L “ · j výhodné u nečistot jako je perchlorethylen a trichlor- ? ethan. ;

Velkou výhodou postupu podle vynálezu je to,že vstřikovaný vypuzovací plyn nemusí být nasáván a zpra- - 6 - cováván za vysokých nákladů. Tak in sítu čisticí postuppodle vynálezu je jednodušší a lacinější, poněvadž jemožné se obejít bez vakuové extrakce s jejími přidruže-nými nákladnými instalacemi s aktivním uhlím a možnýmispalovacími pecemi.

Také při aplikaci postupu podle vynálezumůže být dosaženo vysokého stupně odstranění nečistotjiž v krátké době. V postupu podle vynálezu může býtdosažen relativně vysoký tlakový rozdíl mezi vtokem avýtokem vypuzovacího plynu.

Podle výhodného provedení způsobu podlevynálezu se používá suchý vypuzovací plyn. Následkemvstřikování suchého vypuzovacího plynu se půda vysušía vzroste porozita, takže poklesne odolnost vůči prů-chodu vypuzovacího plynu. Když se půda vysuší, udržujetaké méně nečistot a podporuje se odpařování.

Je také.možné vypuzovací plyn zahřívat.

To zvyšuje účinek sušení vypuzovacím plynem. V případě,že se nečistota místně převede na těkvé složky pomocí - 7 - například oxidantu, má zahřátí vypuzovacího plynutaké za následek vyšší konverzní rychlost a násled-kem toho zkrácení čisticí doby.

Zahřátím vypuzovacího plynu může býttaké vytvořeno optimální prostředí v biologicky aktiv-ní vrstvě také za chladného počasí. Fři vstřikovánísuchého a/nebo zahřátého vypuzovacího plynu se musívěnovat větší pozornost udržování biologicky aktivnívrstvy v dobrém stavu. Například teplota v biologickyaktivní vrstvě může být udržována na své požadovanéúrovni zahřátím vypuzovacím plynem a biologicky aktiv-ní vrstva může být smáčena jak je potřeba pro udržová-ní požadované vlhkosti. ,

Tvar průtoku plynu v půdě může být ovliv-něn překážkami, například pomocí vodních clon. Takovátoclona může například sestávat ze vsakovací rýhy kolemnečistoty. Je také možné použít vzduchotěsných krytůnebo těsnění exitujících nebo ještě instalovanýchna vrchu půdy nebo v povrchu půdy, jako jsou napříkladbetonové desky. í;.’ 8 - V podstatě.je možné použít biologickyaktivní vrstvu již přítomnou· v půdě na vhodném místě.Avšak je výhodné, aby půda byla obohacena pomocí pří-sad, -čímž se vytvoří předem stanovená biologicky aktiv-ní vrstva, 1

Jestliže je obohacení půdy u nebo právěpod terénem pro vytvoření biologicky aktivní vrstvysotva možné nebo není možné, může být použita komposto-vá vrstva o tlouštce několika decimetrů, která se nanesena povrch půdy. *

Způsob podle vynálezu jé dále'vysvětlenpomocí obrázků a typického provedení, avšak není na něomezen.

- 9 -

Obr. 1

Obr. představuje průřez půdou s nečistotou, které jev ní obsažena,- Pomocí čerpadla a jedné nebo vícesond se vypuzovací plyn vstřikuje do půdy pod nebovedle nečistoty. Vypuzovací plyn stoupá a unášívytékanou nečistotu. Vytékaná nečistota pak pro-chází biologicky aktivní vrstvou situovanou naúrovni terénu nebo právě pod touto úrovní a úplněse zde odbourává. je experimentální uspořádání v laboratorním mě- ·řítku. Vypuzovací plyn prochází pomocí čerpadlaprůtokoměrem do prvního sloupce vody s nečistotou.Takto znečištěný vypuzovací plyn pak prochází dru-hým sloupcem s biologicky aktivní vrstvou.

Za prvním a druhým sloupcem mohou být odebírányvzorky pro určení stupně znečištění. /r· fcr i i: /í á ř; s

S 1 Ϊ y?

W 10 - Příklad 1 Příklad je prováděn podle uspořádání 2 představeném na obr. 2. Sloupec I o průřezu 200 cma výšce kapaliny 60 cm obsahuje 12 litrů vody s akrylo-nitrilem/ACN/, který byl do ní přidán. Na počátku expe-rimentu je koncentrace AON ve vodě přibližně 200 mg/1. Tímto roztokem se profukuje regulovatelnémnožství vzduchu. Vzóhch absorbuje ACN z roztoku a ná-sledně prochází do spodku kolony II. Kolona II o průře- 2 zů ,3H cm a plnicí výšce 60 cm obsahuje 21,5 kg půdyopatřené přísadami, například hnojivý, kompostem, přísadami zlepšujícími její strukturu, biologicky aktivnímmateriálem a stopovými prvky. S těmito přísadami dopůdy se získá biologicky aktivní vrstva.

Průtok vzduchu sloupcem se reguluje po-mocí průtokoměru. Tento pnůtokoměr se kalibruje na rychlost vypouštění ze sloupce II.

Koncentrace ACN v dávkovaném materiálu '1' Λ ¢., Γ do sloupce II a vypouštěném ze sloupce II se analyzuje. £ denně pomocí Gastec trubic. Při těchto analýzách byly - ·/ !í použity Gastec trubice v rozmezí od 0,1 - 24 ppm /v/ £ « od dne 1 až,a včetně, dne 31 a od dne 32 až do a včetně dne 57 Gastec trubice v rozmezí od 0,1 -300 ppm /V/,

Kromě toho tyto analýzy byly kontrolovány plynovou chro- ; matografií /GC/. V pravodelných intervalech byla znovu nastavována koncentrace AON ve vodě ve sloupci I na po- žadovanou hodnotu přídavkem ACN. i-

Postup a měření a výsledky jsou shrnutyv diagramech 1 a 2. Měření bylo zahájeno s průtokovourychlostí vzduchu 12 1/h. V tomto momentě byla nalezenabiologicky aktivní vrstva jako nedostatečně adaptovanávůči ACN; koncentrace po vypuštění ze sloupce II rychlevzrůstá. Při průtokové rychlosti 5 1 za hodinu koncentra-ce ACN po vypuštění ze sloupce II následně klesá pod de-tekční hranici. Takto zůstává, i když po 4-Θ 6 a 10 dnechprůtoková rychlost vzduchu vzrostla na 12, resp. 18 1/h.

Zvýšení na 25 1 za hodinu však má za násle-dek přetížení biologicky aktivní vrstvy. Na druhé straně

I 12 bezprostředně po snížení průtokové rychlosti vzduchuna 181 za hodinu koncentrace ACN po vypuštění ze sloup-ce II klesá znovu pod detekční hranici.

Na základě těchto naměřených údajů může být vypočteno, že při vzduchovém zatížení až na asi 20 litrů 3 2 3 ža hodinu /0,6 m /m . h/ a koncentracích AON 600 mg/mv dávce se dosáhne účinné odstranění biologicky aktivní vrstvou vyšší než 99,9 %. V podmínkách objemu to znamená3 specifickou rychlost konverze alespoň 600 mg ACN/m .h.

Na základě měřicích výsledků může být učiněn závěr, žeodstraňování není spojeno s adsorpcí AON, ale je výsled-kem biologického odbourávání. ’· ;í‘ Příklad 2

Byl opakován příklad 1 s tím, že sloupec I rj A * ' obsahoval 12 litrů vody s benzenem do ní přidaným místoACN. Postup měření a výsledky jsou uvedeny v dibgramech 3,4 a 5. - 13 - Měření bylo zahájeno s průtokovou rychlostí vzduchu5 litrů za hodinu obsahujícího 360 ppm /\M benzenu.Benzenová koncentrace po vypuštění ze sloupce II byla0,5 ppm /V/. Ve 4 dnech se zvýšila průtoková rychlostvzduchu na 101 za hodinu a koncentrace benzenu po vy-puštění ze sloupce II zůstala 0,5 ppm /vz. Po 9 dnechprůtoková rychlost vzduchu byla zvýšena na 20 1 za hodi-nu a koncentrace benzenu také stoupla na 900 ppm /v'/.

To mělo za následek přetížení biologicky aktivní vrstvy.

Na druhé straně bezprostředně po snížení průtokové rych-losti vzduchu na 10 litrů za hodinu koncentrace benzenupo vypuštění ze sloupce II klesla zpět na 0,5 ppm /V/.

Po 14 dnech se zvýšila průtoková rychlostvzduchu na 15 litrů za hodinu s koncentrací benzenu 625ppm /V/. Koncentrace benzenu po vypouštění ze sloupce IIzůstala 0,5 ppm ///.

Po 16 dnech byla průtoková rychlost vzduchudále zvýšena na 20 litrů za hodinu při obsahu 715 ppm ZlZZbenzenu. To mělo za následek vzrůst koncentrace benzenu povypouštění na 2 ppm ///. - 14 -

Další zvýšení průtokové rychlosti vzduchuna 25 litrů za hodinu mělo znovu za následek přetíženíbiologicky aktivní vrstvy protože koncentrace benzenupo vypuštění se zvýšila dále na 3 ppm /ν'/. Avšak bez-prostředně po snížení průtokové rychlosti vzduchu na 5litrů za hodinu se koncentrace benzenu po vypuštění zesloupce II snížila zpět na 0,5 ppm///.

Konečně po 28 dnech sbyla biologickyaktivní vrstva adaptována tak dalece, že se mohla dosta-tečně vyrobnat s průtokovou rychlostí vzduchu 30 litrůza hodinu obsahujícího 810 ppm //' benzenu. Koncentracebenzenu po vypuštění ze sloupce II zůstala 0,5 ppm ///.

Na zákládě těchto naměřených údajů může3 být vypočteno, že při zatížení vzduchu až asi 1 m na 2 3 m.h a koncentracích benzenu 4 200 mg/m v přívodu,se dosáhne účinnost odstranění biologicky aktivní vrst-vou větší, než 99,9 %. Může být také učiněn závěr, žeodstraňování není spojeno s adsorpcí benzenu, ale je todůsledek biologického odbourávání.

Claims

JUDr. Miloš VSETECKA 115 M PRAHA i, Žitná 25 t/ / ί c

·:/

y ϋ b θ 0

1. Způsob odstraňování nečistot in šitu z půdy vypuzováním plynem, vyznačený tím, že vypuzovací plyn se vstřikuje do půdy pomocí· alespoň jedné sondy k'ε/nebo pod nečistotu, nečistota vytéká s vypuzovacímplynem jak tento plyn stoupá k úrovni terénu a vytékanánečistota prochází když stoupá, biologicky aktivní vrst-vou a tam se odbourává. i Z': I
2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, žejako vypuzovací plyn se použije vzduch nebo ozonizovanývzduch.
3. Způsob podle kteréhokoli z bodů 1 až 2vyznačený tínr, že se v půdě umístí sondy pod a/nebovedle nečistoty. - 16 -
4. Způsob podle kteréhokoli z bodů 1 až 3vyznačený tím, že se použije suchý vypuzovací plyn. 4 ' 4
5. Způsob podle kteréhokoli z bodů 1 až 4 * vyznačený tím, že se použije ohřátý vypuzovací plyn.
6. Způsob podle kteréhokoli z bodů 1 až 5vyznačený tím, že tvar. proudu vypuzovacího plynu seovlivní alespoň jednou překážkou.
7. Způsob podle bodu 6 vyznačený tím, že se použije překážka sestávající z vodní clony kolem ne-čistoty.
8. Způsob podle kteréfeekeli bodu 6 vyznačenýtím, že překážka sestává ze vzduchotěsného krytu nebotěsnění, které se nanesou na povrch půdy nebo do povrchupůdy. 9. * Způsob podle kteréhokoli z bodů 1 až 8 vyznačený tím, že půda se obohatí přísadami k vytvořenípředem stanovené biologicky aktivní vrstvy.

- 17 - Ίί t'.·’ i;=", $
10. Způsob podle kteréhokoli a bodů 1 až 8 vyznačený tím, že na půdu se nanese biologicky aktivnívrstva, výhodně kompost. I / Zastupuje*. JUDr. Miloš/Všetečka