CZ303568B6 - Zpusob cištení kontaminovaných zemin, vod a usazenin - Google Patents
Zpusob cištení kontaminovaných zemin, vod a usazenin Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303568B6 CZ303568B6 CZ20110213A CZ2011213A CZ303568B6 CZ 303568 B6 CZ303568 B6 CZ 303568B6 CZ 20110213 A CZ20110213 A CZ 20110213A CZ 2011213 A CZ2011213 A CZ 2011213A CZ 303568 B6 CZ303568 B6 CZ 303568B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- water
- whey
- weight
- soil
- anaerobic
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000005862 Whey Substances 0.000 claims abstract description 23
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 claims abstract description 23
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 claims abstract description 23
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 25
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 14
- JLYXXMFPNIAWKQ-UHFFFAOYSA-N γ Benzene hexachloride Chemical class ClC1C(Cl)C(Cl)C(Cl)C(Cl)C1Cl JLYXXMFPNIAWKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical class C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 11
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 9
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JLYXXMFPNIAWKQ-CDRYSYESSA-N beta-hexachlorocyclohexane Chemical compound Cl[C@H]1[C@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@@H]1Cl JLYXXMFPNIAWKQ-CDRYSYESSA-N 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- JLYXXMFPNIAWKQ-GNIYUCBRSA-N gamma-hexachlorocyclohexane Chemical class Cl[C@H]1[C@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@H](Cl)[C@H]1Cl JLYXXMFPNIAWKQ-GNIYUCBRSA-N 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 3
- GBDZXPJXOMHESU-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrachlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1Cl GBDZXPJXOMHESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLYXXMFPNIAWKQ-SHFUYGGZSA-N alpha-hexachlorocyclohexane Chemical compound Cl[C@H]1[C@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@H](Cl)[C@H](Cl)[C@H]1Cl JLYXXMFPNIAWKQ-SHFUYGGZSA-N 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005695 dehalogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 102000016680 Dioxygenases Human genes 0.000 description 1
- 108010028143 Dioxygenases Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical class CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 230000008953 bacterial degradation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 239000000975 dye Chemical class 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229960002809 lindane Drugs 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007483 microbial process Effects 0.000 description 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006042 reductive dechlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Rešení se týká zpusobu cištení kontaminovaných zemin, vod a usazenin, které je charakterizováno tím, že se biotický a abiotický rozklad halogenovaných látek podporí prídavkem syrovátky a železné drte za soucasného strídání anaerobních a aerobních podmínek, pricemž se syrovátka pridává v dávce od 0,5 do 50 % hmotn., vztaženo na hmotnost zeminy, vody nebo usazeniny a železná drt v dávce od 0,005 do 10 % hmotn. vztaženo na hmotnost zeminy, vody nebo usazeniny, pri hodnote pH v rozmezí 5 až 10, teplote inkubace od 0 do 60 .degree.C a obsahu sušiny zeminy, vody nebo usazeniny 1 až 90 % hmot., a pricemž se strídání anaerobních/aerobních podmínek provádí v intervalu 1 až 15 dní.
Description
Způsob čištění kontaminovaných zemin, vod a usazenin
Oblast techniky
Řešení se týká způsobu čištění kontaminovaných zemin, vod a usazenin kombinací abiotických a biotických metod při sanaci halogenovaných kontaminantů.
Dosavadní stav techniky
Znečištění zemin, vod a usazenin halogenovanými kontaminanty představuje velký ekologický problém, který se snaží celosvětově vyřešit velká skupina lidí. Zejména odstraňování nežádoucích chlorovaných aromatických sloučenin z přírody přináší mnoho technických problémů.
Podle CZ 287 711 je známo působení železného prášku na halogenové kontaminanty v zemině, vodě nebo usazeninách, ale vždy při této dekontaminaci musí být přítomen též zdroj uhlíku ve formě vláknitých organických materiálů ze skupiny, zahrnující zemědělské plodiny, jejich zbytky, křoviny, stromy, trávu, plevely, řasy a směsi těchto materiálů, což Často komplikuje vlastní čisticí proces, který je navíc časově velmi náročný.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob čištění kontaminovaných zemin, vod a usazen, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se biotický a abiotický rozklad halogenovaných látek podpoří přídavkem syrovátky a železné drtě za současného střídání anaerobních a aerobních podmínek, přičemž se syrovátka přidává v dávce od 0,5 do 50 % hmotn., vztaženo na hmotnost zeminy, vody nebo usazeniny a přídavku železné drtě v dávce od 0,005 do 10 % hmotn. zeminy, vody nebo usazeniny, při hodnotě pH v rozmezí 5 až 10, teplotě inkubace od 0 do 60 °C a obsahu sušiny zeminy, vody nebo usazeniny 1 až 90 % hmotn., kdy střídání anaerobních/aerobních podmínek se provádí v intervalu 1 až 15 dní.
Způsob podle vynálezu je charakterizován tím, že syrovátka je použita v kapalné formě jako přímý odpadní produkt potravinářského průmyslu při výrobě mléčných výrobků nebo je použita sušená syrovátka, která je naředěna vodou, kde sušená syrovátka tvoří 5 až 15 hmotnostních procent.
Způsob podle vynálezu je dále charakterizován tím, že železná drť je tvořena nulamocným železem o velikosti částic 0,1 až 1,00 mm.
Způsob podle vynálezu je dále charakterizován tím, že střídání anaerobní a aerobní fáze je prováděno periodickým střídáním přístupu vzduchu zavíráním a otevíráním reakčních nádob nebo střídáním vypínání a zapínání provzdušňování do dané kontaminované zeminy, vody nebo usazeniny.
Nulamocné železo se ukázalo být silným redukčním činidlem, které je schopno redukovat halogenované etheny, dále pak methany, ethany a další halogenované sloučeniny (PCB sloučeniny, freony, brómované sloučeniny, barviva, pesticidy atd.) za přirozené teploty 18 až 23 °C v kontaminované zemině, vodě nebo v kontaminovaných usazeninách.
V přítomnosti nulamocného železa dochází k následujícím mechanismům. V podzemní vodě je kyslík spotřebován reakcí s nulamocným železem za vzniku silně redukčních podmínek, kdy se rapidně se snižuje oxido-redukční potenciál (ORP).
- 1 CZ 303568 B6
Fe°(s) + 4H+(aq) + O2(aq) -> 2Fe2+(aq) + 2H2O(aq)
Redukční podmínky mají za výsledek vznik příznivého prostředí pro postupnou náhradu halogenovaných (např. chloridových) iontů za vodíkové ionty za vzniku meziproduktů a konečných produktů.
RC1 + řT + 2e~-> RH + CF
Za anaerobních podmínek nebo za podmínek nízkého obsahu rozpuštěného kyslíku v prostředí tvoří železo redoxní pár s vodou za vzniku železnatých iontů, hydroxidových iontů a plynného vodíku. Samotný vodík slouží jako další redukční činidlo.
Fe°(s) + 2H2O(I) -> 2Fez*(aq) + H2(g) + OH (aq)
Pro mikrobiální degradaci sloučenin s vysokým redox potenciálem, jako jsou halogenované deriváty, nitráty, sulfáty apod., je výhodné využít anaerobní podmínky, kdy jsou tyto látky ochotnými akceptory elektronů. V případě halogenovaných derivátů dochází k takzvané reduktivní dehalogenaci, kdy je atom halogenu, nejčastěji chloru, v molekule nahrazen atomem vodíku.
RC1 + H+ + 2e“ -» RH + CF
Při reduktivní dechloraci (nebo také halorespiraci) je kontaminant (RC1) zdrojem uhlíkových atomů buňkou využíván jako zdroj uhlíku a energie. Zároveň je nutné zajistit dostatečný přísun vhodného substrátu (syrovátky nebo melasy), zajišťující přítomnost vodíku jako donoru elektronu, což je podstatou podpory mikrobiální reduktivní dehalogenace podle vynálezu.
Další možností, jak mikrobiálně rozložit halogenované aromatické sloučeniny, je štěpení aromatického jádra za přítomnosti kyslíku, kdy se uplatňují enzymy dioxygenásy. Mikroorganismům způsobuje potíže zejména vazba C-X, která je velmi silná a k jejímu narušení je zapotřebí velkého množství energie. Druhý problém je spojen s faktem, že běžným intermediátem degradace aromátů je katechol nebo dihydroxybenzen. Tyto molekuly vyžadují dva nesubstituované uhlíky sousedící s OH-skupinou, aby mohla úspěšně proběhnout jejích degradace podle schématu na obrázku 1. Substituce, např. chlorem, však tato místa blokuje a odbourání takových sloučenin je značně ztíženo. Z tohoto důvodu je výhodou použít střídání anaerobní a aerobní fáze, kdy v anaerobní fázi dochází nejprve k dehalogenaci kontaminantu.
Původci vynálezu byly provedeny srovnávací pokusy, jejichž výsledky lze stručně shrnout takto:
- Způsob podle vynálezu je progresivní sanační metoda, u které byla prokázána vysoká účinnost degradace jak původních polutantů, tak i jejich degradačních meziproduktů
Biodegradační pochody halogenovaných derivátů jsou způsobem podle vynálezu silně podporovány vznikajícím redukčním prostředím, navozeném kombinací přídavku nulamocného železa, syrovátky a anaerobních podmínek
Přídavek syrovátky kladně přispívá k odbourávání meziproduktů vznikajících při biologické degradaci nežádoucích kontaminantu
Střídání anaerobní a aerobní fáze přispívá k účinné mikrobiální degradaci halogenovaných aromatických derivátů
Zanášení kovů do životního prostředí je nevýhodou nejen tohoto způsobu podle vynálezu . Ί CZ 303568 B6
Přehled obrázků na výkresech
Obrázek 1: Mikrobiální rozklad aromátů za aerobních podmínek
Graf 1: Úbytek izomerů HCH projednotlivé varianty Graf 2: Uvolňování meziproduktů Graf 3: Změna ORP v průběhu degradace HCH Graf 4: Porovnání konečné SHCH a ΣΜΖ io
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
V laboratorních podmínkách byl testován účinek přídavku nulamocného železa a syrovátky. Pro porovnání účinnosti organického substrátu byla připojena i varianta s kombinací železa a melasy. Cílem bylo navodit reduktivní podmínky, charakteristické nízkým ORP, které mají příznivý vliv na úplnou bakteriální degradaci halogenovaných derivátů v prostředí. Testy probíhaly ve vsádko20 vém uspořádání. Mikrobiální proces nebyl podpořen přídavkem dalších alochtonních organismů a bylo tedy využito přirozené mikroflóry v kontaminovaném vzorku. Pro testy byla vybrána reálná kontaminovaná zemina pocházející z areálu společnosti OHIS AD, Skopje, Makedonie. Vstupní analýzy ukázaly na celkovou počáteční koncentraci směsi izomerů hexachlorocyklohexanu LHCH (α-HCH + β-HCH + γ-HCH + δ-HCH) v hodnotě 17 150 mg.kgsui'.
Během těchto testů se porovnávala rychlost degradace jak izomerů HCH, tak i všech stabilních degradačních produktů jako mono, di, tri a tetra chlorované benzeny a samotný benzen. Byly porovnávány varianty s přídavkem železa a s přídavkem dvou substrátů melasy a syrovátky. Během testů byla varianta s přídavkem syrovátky vyhodnocena jako nej účinnější vzhledem k účinnosti degradace jak izomerů HCH, tak i vznikajících meziproduktů.
Před pokusem byla kontaminovaná zemina přeseta a zhomogenizována. Obsah její sušiny byl upraven přídavkem vody z vodovodu na konečnou sušinu 50 % hmotn.. Jako zdroj nulamocného železa byl použit železný prášek z výrobny Kovobrasiv spol. s r.o. v Mníšku pod Brdy, CZ.
Analýza zrnitosti ukázala, že dodaná ocelová drť je z 80 % hmotn. tvořena částicemi kulatého rozměru o průměru 0,2 až 0,3 mm. Přídavky železa a organických substrátů (syrovátka, melasa) pro jednotlivé varianty byly dávkovány v množství 5 % hmotn. ku sušině zeminy, pH bylo před zahájením pokusu upraveno na hodnotu 7 ± 0,5. Jednotlivé pokusy probíhaly vždy ve skleněných uzavíratelných lahvích (5 I), kde bylo vždy po 1 1 obohacené kontaminované zeminy. Přehled variant ajejich složení je uveden v Tabulce 1. Stejná písmena vyznačují paralelní varianty, kde varianta D představuje kontrolu.
Tabulka 1: Přehled jednotlivých variant - všechny hodnoty jsou v % hmotn.
| Fe | melasa | syrovátka | |
| A1,Á2 | 5 | 5 | - |
| B1, B2 | 5 | - | 5 |
| C1,C2 | 5 | - | - |
| D1.D2 | - | - | - |
-VCZ 303568 B6
Lahve byly periodicky otevírány a zavírány z důvodu navození anaerobních a aerobních podmínek. Anaerobní fáze trvala 10 dnů, aerobní 4, během které se lahve každý den intenzivně promíchávaly. Všechny lahve byly po celou dobu uloženy v temnu. Po skončení anaerobní fáze se stanovovaly hodnoty pH, ORP a počet anaerobních mikroorganismů. Po konci aerobní fáze se ode5 bíraly vzorky pro stanovení izomerů HCH, chlorovaných benzenů, benzenu a sušiny. Pokus běžel po dobu 112 dnů, to znamená 8 cyklů anaerobní a aerobní fáze.
Výsledky průběhu pokusu pro jednotlivé varianty jsou následující. Porovnáme-li počáteční a konečnou celkovou koncentraci izomerů ZHCH a jejich meziproduktů ΣΜΖ, zjistíme, že u všech io variant s přídavkem železa (A, B, C) došlo k výrazné eliminaci všech chlorovaných derivátů, a to min. o 99 % hmotn. U kontrolní varianty D byla zjištěna zhruba 85 % degradace ΣΗ0Η, zřejmě vlivem vysokého obsahu celkového organického uhlíku (TOC) podporující degradaci kontaminantů činností autochtonní mikroflórou. Na příznivý vliv přídavku železa a syrovátky v porovnání s kontrolou ukazují výsledky např. ze 43. dnu pokusu, kde stupeň kde byl stupeň degradace
ZHCH rovnal 97, 94, 89 a 47 % hmotn. pro varianty A, B, C a D respektive.
Shrnutí celého průběhu degradace izomerů SHCH a vznik meziproduktů ΣΜΖ za dobu 112 dnů je uvedeno v následující tabulce 2.
Nejlepších výsledků bylo dosaženo u varianty B (syrovátka + Fe), kde je na výstupu ΣΗΟΗ + ΣΜΖ nejnižší, a to 21 mg.kgsus.1 · Oproti tomu k nejnižší eliminaci došlo u kontrolní varianty D, kde ΣΗΟΗ + ΣΜΖ byla po ošetření 2599 mg.kgsus 1·
Tabulka 2: Degradace ΣΗΟΗ a vznik ΣΜΖ ve 112. dnu pokusu
| 5 S Q. 2 OT § ε | I/-1 O *« 5 1 j[ | N ’« “s* 2 d) S ε | 5 3 W » £ | Μ + » §·χ 5* Ιθ α> I. | % degradace ZHCH+ ΣΜΖ | |
| A | 17 150 | 40 | 45 | 130 | 171 | 99,01 |
| B | 17 150 | 9 | 45 | 12 | 21 | 99,88 |
| C | Γ 17 150 | 24 | 45 | 33 | 57 | 99,67 |
| D | 17 150 | 2 506 | 45 | 93 | 2 599 | 84,89 |
Jako nejlépe odbouratelné izomery pro A, B a C se ukázaly být γ-HCH a δ-HCH, což ukazuje 30 tabulka 3. Jejich stupeň degradace se pohyboval v rozmezí 99,94 až 100 % hmotn.. Nejnižší stupeň degradace kontaminantů byl pozorován u izomerů β-HCH, ovšem probíhal vždy min. z 91 % hmotn.
-4CZ 303568 B6
Tabulka 3: Degradace jednotlivých izomerů HCH
| a-HCH | β-HCH | Y-HCH | δ-HCH | |
| A | 99,19 | 92,56 | 99,98 | 99,94 |
| B | 99,84 | 97,74 | 99,99 | 99,99 |
| C | 99,70 | 91,81 | 99,98 | 100,00 |
| D | 79,20 | 81,43 | 84,01 | 88,78 |
U kontrolní varianty D byl pozorován pomalejší pokles izomerů HCH, jak ukazuje Graf 1. Konečná degradace jednotlivých izomerů v kontaminovaných byla nakonec vždy min. 79 % hmotn.
V průběhu pokusu byla podrobně monitorována přítomnost meziproduktů, konkrétně benzenu, chlorbenzenu, di, tri a tetrachlorbenzenu. Tyto látky byly v kontaminované zemině prokázány již ve vstupní analýze. Nejvyšší vstupní koncentrace byly naměřeny pro trichlorbenzen a tetrachlorbenzen, a to 17 a 20 mg.kgSU5.“\ Tyto meziprodukty se později ukázaly jako špatně zdegradovatelné hlavně pro kontrolní variantu D. Jejich koncentrace se pohybovala zhruba stále na stejné hladině nebo se dokonce zvyšovala, jak ukazuje graf 2.
U variant A, B a C koncentrace benzenu, chlorbenzenu a dichlorbenzenu se v průběhu prvních 20 dnů vždy zvýšily na určitou úroveň, kdy ovšem koncentrace nikdy nepřekročily hranici 400 mg.kg'1 a následoval pokles jednotlivých MZ. LI kontrolní varianty nedochází k tak vysokým nárůstům MZ, jak můžeme vidět na grafu 2.
Každých 14 dní byly u každé varianty stanovovány hodnoty pH, ORP, počet anaerobních a fakultativně anaerobních bakterií a iontů NOf, NO2”, NH4 + a PO4 3“. Po celou dobu experimentu se hodnota pH pohybovala v rozmezí 7,25 až 7,60 a nejevila rostoucí či klesající tendenci. Měření ORP (redoxpotenciál proti vodíkové elektrodě) potvrdilo redukční podmínky navozené v průběhu pokusu, jak ukazuje graf 3.
Ačkoli byla snaha původců podpořit přítomnou mikroflóru přídavkem organického substrátu (melasa, syrovátka), počet anaerobních a fakultativně anaerobních bakterií byl pro všechny varianty, i kontrolní, řádově stejný, tj. l,00E+04 CFU.kg βι5 zeminy. To lze vysvětlit tím, že celkový obsah organického uhlíku (TOC) v zemině byl poměrně vysoký, 45 600 mg.kg“1 a přídavek substrátu tedy nepředstavoval pro mikroorganismy zásadní výhodu, co se týče počtu anaerobních a fakultativně anaerobních bakterií. Na základě výsledků lze však vyvodit, že přídavek syrovátky jako substrátu pozitivně ovlivňuje průběh degradace jak isomerů HCH, tak i jejich rozkladných meziproduktů ΣΜΡ. Přídavek melasy (varianta A) spíše rychlost degradace snižuje, jak je vidět na grafu 4, kde jsou zobrazeny konečné koncentrace jednotlivých variant ke konci pokusu.
Průmyslová využitelnost
Nový způsob čištění kontaminovaných zemin, vod a usazen na čištění halogenovaných kontaminantů, využívající kombinaci abiotických a biotických metod, kdy se aplikuje železná drť, syrovátka a dochází ke střídání anaerobních a aerobních podmínek,
Claims (4)
1. Způsob čištění kontaminovaných zemin, vod a usazenin, vyznačující se tím, že se na zeminu, vodu nebo usazeninu působí směsí sestávající ze syrovátky a železné drtě za současného střídání anaerobních a aerobních podmínek, přičemž se syrovátka přidává v dávce od 0,5 do 50 % hmotn., vztaženo na hmotnost zeminy, vody nebo usazeniny a železná drť v dávce od 0,005 do 10 % hmotn. vztaženo na hmotnost zeminy, vody nebo usazeniny, při hodnotě pH v rozmezí 5 až 10, teplotě inkubace od 0 do 60 °C a obsahu sušiny 1 až 90 % hmotn., a přičemž se střídání an aero bních/aerobn ích podmínek provádí v intervalu 1 až 15 dní.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že syrovátka je použita v kapalné formě jako přímý odpadní produkt potravinářského průmyslu při výrobě mléčných výrobků nebo je použita sušená syrovátka, která je naředěna vodou, kde sušená syrovátka tvoří 5 až 15 % hmotn.
3. Způsob podle nároků la2, vyznačující se tím, že železná drť je tvořena nulamocným železem o velikosti částic 0,1 až 1,00 mm.
4. Způsob podle nároků laž3, vyznačující se tím, že střídání anaerobní a aerobní fáze je prováděno periodickým střídáním přístupu vzduchu zavíráním a otevíráním reakčních nádob nebo střídáním vypínání a zapínání provzdušňování dané kontaminované zeminy, vody nebo usazeniny.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110213A CZ2011213A3 (cs) | 2011-04-12 | 2011-04-12 | Zpusob cištení kontaminovaných zemin, vod a usazenin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110213A CZ2011213A3 (cs) | 2011-04-12 | 2011-04-12 | Zpusob cištení kontaminovaných zemin, vod a usazenin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ303568B6 true CZ303568B6 (cs) | 2012-12-12 |
| CZ2011213A3 CZ2011213A3 (cs) | 2012-12-12 |
Family
ID=47323748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110213A CZ2011213A3 (cs) | 2011-04-12 | 2011-04-12 | Zpusob cištení kontaminovaných zemin, vod a usazenin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2011213A3 (cs) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6001252A (en) * | 1998-07-09 | 1999-12-14 | Rmt, Inc. | In situ anaerobic dehalogenation |
| CZ287711B6 (en) * | 1992-09-28 | 2001-01-17 | W R Grace & Co Of Canada Ltd | Method for dehalogenation and/or degradation of halogenated organic chemical contaminants in water, sediments or soil and composition for making the same |
| WO2003059543A1 (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-24 | Enitecnologie S.P.A. | Process for the biological degradation of chloro-organic compounds in groundwater |
| JP2005199191A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 土壌浄化剤及び土壌浄化方法 |
| CZ297359B6 (cs) * | 2002-06-11 | 2006-11-15 | Earth Tech Cz S.R.O. | Sanace chlorovaných uhlovodíku v podzemních vodách a zeminách v redukcních podmínkách aplikací syrovátky |
| CZ300088B6 (cs) * | 2007-05-23 | 2009-01-28 | Dekonta, A. S. | Substrát pro sanaci halogenovanými uhlovodíky kontaminovaného horninového prostredí metodou reduktivní dechlorace in-situ, zpusob jeho aplikace a zarízení k provádení tohoto zpusobu |
-
2011
- 2011-04-12 CZ CZ20110213A patent/CZ2011213A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ287711B6 (en) * | 1992-09-28 | 2001-01-17 | W R Grace & Co Of Canada Ltd | Method for dehalogenation and/or degradation of halogenated organic chemical contaminants in water, sediments or soil and composition for making the same |
| US6001252A (en) * | 1998-07-09 | 1999-12-14 | Rmt, Inc. | In situ anaerobic dehalogenation |
| WO2003059543A1 (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-24 | Enitecnologie S.P.A. | Process for the biological degradation of chloro-organic compounds in groundwater |
| CZ297359B6 (cs) * | 2002-06-11 | 2006-11-15 | Earth Tech Cz S.R.O. | Sanace chlorovaných uhlovodíku v podzemních vodách a zeminách v redukcních podmínkách aplikací syrovátky |
| JP2005199191A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 土壌浄化剤及び土壌浄化方法 |
| CZ300088B6 (cs) * | 2007-05-23 | 2009-01-28 | Dekonta, A. S. | Substrát pro sanaci halogenovanými uhlovodíky kontaminovaného horninového prostredí metodou reduktivní dechlorace in-situ, zpusob jeho aplikace a zarízení k provádení tohoto zpusobu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011213A3 (cs) | 2012-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kuppusamy et al. | Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by novel bacterial consortia tolerant to diverse physical settings–assessments in liquid-and slurry-phase systems | |
| Aravind et al. | An integrated (electro-and bio-oxidation) approach for remediation of industrial wastewater containing azo-dyes: understanding the degradation mechanism and toxicity assessment | |
| Nerenberg et al. | Hydrogen-based, hollow-fiber membrane biofilm reactor for reduction of perchlorate and other oxidized contaminants | |
| Macauley et al. | Disinfection of swine wastewater using chlorine, ultraviolet light and ozone | |
| Kuppusamy et al. | Electrochemical decolorization and biodegradation of tannery effluent for reduction of chemical oxygen demand and hexavalent chromium | |
| Jiang | Research progress in the use of ferrate (VI) for the environmental remediation | |
| Semrany et al. | Bioaugmentation: possible solution in the treatment of bio-refractory organic compounds (Bio-ROCs) | |
| Alaton et al. | Combined chemical and biological oxidation of penicillin formulation effluent | |
| Pradhan et al. | Impact of salinity on organic matter and nitrogen removal from a municipal wastewater RO concentrate using biologically activated carbon coupled with UV/H2O2 | |
| Pradhan et al. | Removing organic and nitrogen content from a highly saline municipal wastewater reverse osmosis concentrate by UV/H2O2–BAC treatment | |
| Murphy et al. | Sequential UV-and chlorine-based disinfection to mitigate Escherichia coli in drinking water biofilms | |
| Ye et al. | Acclimation of anaerobic sludge degrading chlorophenols and the biodegradation kinetics during acclimation period | |
| Rasool et al. | Simultaneous removal of COD and Direct Red 80 in a mixed anaerobic sulfate-reducing bacteria culture | |
| Chou et al. | Biodegradation of decabromodiphenyl ether (BDE-209) by bacterial mixed cultures in a soil/water system | |
| Zakaria et al. | Biological detoxification of Cr (VI) using wood-husk immobilized Acinetobacter haemolyticus | |
| Ayyildiz et al. | Impacts of water organic load on chlorine dioxide disinfection efficacy | |
| Achour et al. | Disinfection of drinking water-constraints and optimization perspectives in Algeria | |
| Yin et al. | Reductive transformation of pentachloronitrobenzene by zero-valent iron and mixed anaerobic culture | |
| US20150258589A1 (en) | Treatment of contaminated soil and water | |
| Hoseinzadeh et al. | Enhanced biological nitrate removal by alternating electric current bioelectrical reactor: Selectivity and mechanism | |
| Mecha et al. | Modelling inactivation kinetics of waterborne pathogens in municipal wastewater using ozone | |
| Tian et al. | Iron foam coupled hydrolysis acidification for trichloroacetaldehyde treatment: Strengthening characteristics and mechanism | |
| Haq et al. | Advanced and Ecofriendly Technologies for the Treatment of Industrial Wastewater to Constrain Environmental Pollution | |
| US5227069A (en) | Bioremediation method | |
| Kong | Metal toxicity on the dechlorination of monochlorophenols in fresh and acclimated anaerobic sediment slurries |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20210412 |