EA001641B1

EA001641B1 - Способ удаления загрязнений из влажного грунта

Info

Publication number: EA001641B1
Application number: EA199900084A
Authority: EA
Inventors: Розарио Паппа; Фелиция Массетти; Эдоардо Д' Анджели; Маурицио Буццелли; Паоло Каррера
Original assignee: АМБЬЕНТЕ С.п.А.; ЭНИТЕКНОЛОДЖЕ С.п.А.
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2001-06-25
Also published as: ATE292526T1; EP0934780B1; DE69924545D1; EP0934780A3; EA199900084A2; EP0934780B8; PT934780E; ES2239414T3; DE69924545T2; ITMI980202A1; EP0934780A2; IT1298543B1; EA199900084A3; SI0934780T1

Abstract

Изобретение относится к способу обработки глинистых почв, загрязненных органическими веществами и содержащих много воды, посредством использования этилацетата в качестве экстракционного агента.

Description

Настоящее изобретение относится к способу регенерации влажного грунта, загрязненного органическими соединениями.

Проблема, связанная с загрязнением земли органическими соединениями, например, углеводородами, многоядерными ароматическими соединениями, хлорорганическими соединениями становится все более острой в индустриально развитых странах не только с точки зрения загрязнения самой почвы и подземных вод, но также и вследствие необходимости производить регенерацию земли в зонах возможного ее промышленного и гражданского использования.

Еще одна проблема, которая типична для нефтяной промышленности, является обработка выбуренной горной породы перед ее сбросом в море.

Существует много видов загрязнений и различных характеристик загрязненной земли. Эти обстоятельства диктуют необходимость наличия многочисленных возможных решений.

Широко распространена методика промывки грунта, которая включает промывку водой, возможно, содержащей добавки (обычно поверхностно-активные вещества). Недостатком этой методики, однако, является использование больших количеств воды и относительная сложность и дороговизна регенерации поверхностно-активного агента.

Другими способами, известными в данной области техники, является применение органических растворителей, например, хлористого метилена или жидких углеводородов С₂-С₄. Однако загрязненную землю, содержащую большое количество воды, трудно обрабатывать посредством экстракции растворителем.

Что касается грунта с большим содержанием воды, вплоть до значения ее предельной полевой влагоемкости, то в данной области техники имеется патент (И8 5585002), который касается экстрагирующей смеси, состоящей из растворителя и дополнительного растворителя (в предпочтительном случае это этилацетат ацетон или уксусная кислота), в таком соотношении, что они образуют одну фазу с водой, содержащейся в земле. Крупную фракцию грунта очищают от загрязнений, а жидкая фаза содержит как загрязнения, так и тонкую фракцию грунта (менее 106 микрон). При этом способе, следовательно, необходимо производить операцию по регенерации мелкой фракции земли.

Авторы неожиданно обнаружили, что такой тип земли, если он илистый или глинистый и содержит более 10% воды, имеет более 15 20% тонкой земляной фракции, можно обрабатывать одним лишь растворителем - этилацетатом. В этом случае, так как грунт очищается от загрязнений и состоит как из крупной, так и мелкой фракций, то процесс значительно упрощается.

В соответствии с вышеизложенным, настоящее изобретение касается способа выделе ния органических загрязнителей из состава, состоящего из влажного грунта, содержащего воду в количестве в диапазоне от 10% до предельной полевой влагоемкости, и упомянутых органических загрязнителей, причем данный способ включает следующие операции:

(а) перемешивание указанного состава с растворителем - этилацетатом при соотношении последнего к массе грунта от 0,5 до 2;

(б) удаление растворителя из грунта декантацией;

(в) сушку грунта, полученного после операции (б), причем указанный грунт включает как крупную, так и мелкую фракции, конгломерированные водой;

(г) регенерацию растворителя, полученного после операции (б), путем испарения.

Растворитель (этилацетат), применяемый при операции (а), не токсичен, он легко поддается биологическому разложению и, следовательно, абсолютно приемлем с экологической точки зрения.

Оптимальным соотношением растворитель:грунт (по массе) является диапазон от 0,5 до 2, а в предпочтительном случае от 0,5 до 1.

Отделение согласно операции (б) происходит мгновенно при окончании перемешивания благодаря тому факту, что тонкая фракция грунта поддерживается водой в агломерированном состоянии, и лишь незначительная часть грунта, если таковая вообще имеется, переходит в экстракционный растворитель. Для сушки грунта (операция (в)) можно применять вращающуюся барабанную сушилку с лентой или иное промышленное оборудование, при температуре сушки около 80°С, с тем, чтобы удалить остатки экстракционного растворителя. Регенерация отработанного растворителя (операция (г)) может быть осуществлена в тонкопленочном испарителе с соскабливаемыми стенками при атмосферном давлении или слабом разрежении, при этом получают фракцию, экстрагированную из грунта, с минимальным количеством воды на дне сосуда, а фракцию, состоящую из экстракционного растворителя, получаемого после операции (а) - сверху.

По способу, отвечающему настоящему изобретению, следовательно, можно легко очистить от загрязнений грунт, содержащий воду в количестве предельной полевой влагоемкости, с помощью одного неполярного растворителя, а получаемые при этом результаты сравнимы с результатами для системы из двух смешивающихся с водой компонентов, описанной выше.

Кроме того простота исполнения возрастает, так как

- отделение инертной фракции (в частности, тонкой фракции) из растворителя осуществляют простой декантацией;

- отработанный растворитель легче поддается регенерации, так как он содержит меньше воды;

- агрономические свойства почвы не изменяются, так как связанную с ней воду не удаляют из растворителя, что сохраняет текстуру грунта неизменной.

Пример 1.

Образец грунта, извлеченный из местности, загрязненной полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ), имел следующие свойства:

рН в водном растворе - 6,96, в 1Ν растворе КС1 7,23

Влажность 25,3%

Удельная проводимость 1,07 мСименс/см Концентрация солей 6,58 мг-экв/100 г Содержание ПАУ 2500 млн ч (ррт; определено методом газовой хроматографии)

Агрономические свойства: песок 59%, ил 21%, глина 19%.

Килограмм этой земли поместили во вращающийся цилиндр вместе с 500 г этилацетата и перемешивали при комнатной температуре в течение 30 мин. После осаждения земли в течение 5 мин жидкую фазу отфильтровали на тефлоновом фильтре с порами, равными 0,46 микронам, чтобы определить взвешиванием количество тонкой фракции, унесенной с растворителем. Оказалось, что данное количество составляет 0,9% от массы исходной пробы земли.

Этилацетат выделили из жидкой фракции путем перегонки в ротационном испарителе при температуре 90°С. Выделили 470 г растворителя, который с добавленными 30 г свежего этилацетата был использован во втором цикле промывки грунта.

Концентрация ПАУ в грунте после этой второй обработки после сушки на воздухе в течение 24 ч составила 80 млн.ч (ррт). Это значение ниже, чем максимальное предельное значение, допускаемое по закону в случае повторного использования земель под промышленные цели (Во11ей1ио иГПс1а1е (Официальный Бюллетень) Гог Тизсаиу №. 36, 1иие 16, 1993).

Пример 2.

Образец грунта массой 1 кг, аналогичный грунту в примере 1, сушили на воздухе в течение 48 ч до тех пор, пока содержание воды не понизилось с 25,3 до 3,2%, и далее обрабатывали, как описано в примере 1. Наблюдался унос с растворителем 150 г тонкой фракции образца. Полученная дисперсия оставалась стабильной в течение нескольких часов, что вызвало необходимость проведения центрифугирования для отделения твердой фазы из жидкости.

Растворитель, выделенный путем перегонки, использовали для повторной промывки грунта. После второго центрифугирования обе мелкие фракции грунта объединили с крупной фракцией и сушили в течение 24 ч.

Концентрация ПАУ в грунте после второй обработки составила 357 млн ч, полученное значение на 200 млн ч превышает максимально допускаемое законом значение для случая повторного использования земель.

Пример 3.

Образец грунта сушили, как это показано в примере 2, а затем добавили воду, чтобы влажность грунта довести до исходного значения, равного 25%.

После обработки, аналогичной примеру 1, отмечено, что растворитель, полученный при простой декантации, содержит менее 0,9% тонкой фракции.

Анализ содержания ПАУ показал, что остаточная его концентрация равна 74 млн ч, это значение подтверждает результаты, полученные в примере 1, как с точки зрения регенерации земли, так и с точки зрения простоты регенерации растворителя.

Пример 4.

Образец грунта, извлеченный из загрязненной местности, содержал 23,2% влаги, содержание тонкой фракции менее 100 мкм составляло примерно 35% по массе, содержание полигалогенированных ароматических углеводородов составляло 1100 млн ч.

Килограмм такого грунта обработали 500 г этилацетата, как описано в примере 1, после чего в извлеченном растворителе наблюдали полное отсутствие тонкой фракции. После вторичной обработки тем же количеством этилацетата концентрация полигалогенированных ароматических углеводородов в грунте составляла 28 млн.ч, при этом концентрация каждого отдельного загрязнителя была менее 10 млн. ч, то есть того значения, которое является максимально допустимым по закону в случае повторно используемых для промышленных целей земель.

Пример 5.

Исходный грунт содержал 15% влаги, содержание мелкой фракции (менее 100 мкм) составляло по массе около 40%, содержание полигалогенированных алифатических и ароматических углеводородов составляло 1200 млн ч. 1 кг такого грунта обработали, как описано в примере 1. После вторичной промывки концентрация углеводородов в грунте составляла всего 10 млн ч, при этом концентрация каждого отдельного загрязнителя была меньше, чем максимально допустимая по действующему закону величина для повторно используемых в промышленных целях загрязненных земель.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ выделения органических загрязнителей из состава, состоящего из земли, содержащей воду в количестве в диапазоне от 10% до предельной полевой влагоемкости, и органических загрязнителей, при этом данный способ включает следующие операции:

(а) перемешивание указанного состава с растворителем - этилацетатом при соотношении последнего к массе грунта от 0,5 до 2;

(б) удаление растворителя из грунта декантацией;

(в) сушку грунта, полученного после операции (б), причем указанный грунт включает как крупную, так и мелкую фракции, конгломерированные водой;

(г) регенерацию растворителя, полученного после операции (б), путем испарения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные органические загрязнители представляют собой алифатические углеводороды, многоядерные ароматические углеводороды, хлорорганические соединения.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при проведении операции (а) массовое соотношение растворитель : земля составляет 0,5 - 1.