RU2508954C1 - Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end - Google Patents
Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2508954C1 RU2508954C1 RU2012144175/13A RU2012144175A RU2508954C1 RU 2508954 C1 RU2508954 C1 RU 2508954C1 RU 2012144175/13 A RU2012144175/13 A RU 2012144175/13A RU 2012144175 A RU2012144175 A RU 2012144175A RU 2508954 C1 RU2508954 C1 RU 2508954C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- central electrode
- cleaning
- heavy metals
- central
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к защите окружающей среды, а именно к рекультивации загрязненных углеводородами (нефтепродуктами) земель, обезвреживанию почвы от радионуклидов и тяжелых металлов при использовании явления электроосмоса.The invention relates to the protection of the environment, namely the reclamation of lands contaminated with hydrocarbons (oil products), neutralizing the soil from radionuclides and heavy metals when using the phenomenon of electroosmosis.
Известен способ очистки капиллярно-пористой среды, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, путем введения в зону очистки раствора нефтеокисляющих микроорганизмов, введение электропроводящей жидкости, пропускание электрического тока для создания электроосмоса (RU 96115094 А, МПК В09С 1/10, опубл. 27.11.1998 г.).A known method of cleaning a capillary-porous medium contaminated with oil and oil products by introducing a solution of oil-oxidizing microorganisms into the cleaning zone, introducing an electrically conductive liquid, passing electric current to create electroosmosis (RU 96115094 A,
Известен способ восстановления на месте загрязненных различных по составу и свойствам (гетерогенных) почв, включающий внесение материала для очистки от загрязняющих веществ в область гетерогенной почвы, пропускание постоянного электрического тока в пределах загрязненной гетерогенной почвы между электродами, приложение гидравлического градиента поперек области загрязнений (RU 2143954 С1, МПК В09С 1/08, опубл. 10.01.2000 г.).A known method of in situ restoration of contaminated (heterogeneous) soils of various composition and properties, including introducing material for cleaning pollutants into a heterogeneous soil region, passing a constant electric current within a contaminated heterogeneous soil between electrodes, applying a hydraulic gradient across the pollution region (RU 2143954 C1,
Недостатком вышеуказанных аналогов является трудоемкость их применения и недостаточная степень очистки почвы от загрязнений.The disadvantage of the above analogues is the complexity of their use and the insufficient degree of purification of the soil from pollution.
Наиболее близким аналогом способа, принятым в качестве прототипа, является способ очистки почвы от углеводородов, включающий создание между центральным и периферийным электродами в зоне очистки градиента электрического поля, подачу в область очистки очищающей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытеснение из почвы жидкостью-носителем углеводородов и удаление их из периферийных электродов (RU 2132757 С1, МПК 6 В09С 1/02, B01D 61/56 1/18, опубл. 10.07.1999 г.).The closest analogue of the method adopted as a prototype is a method of cleaning the soil from hydrocarbons, including the creation of an electric field gradient between the central and peripheral electrodes in the zone of cleaning, supplying a cleaning carrier fluid to the cleaning area, moving the carrier fluid under the action of the electroosmotic effect of the central the electrode to the peripheral, displacement from the soil by the carrier liquid of hydrocarbons and their removal from the peripheral electrodes (RU 2132757 C1, IPC 6
Недостатком прототипа является недостаточная степень очистки почвы от углеводородов, а также неэффективная очистка от радионуклидов и тяжелых металлов, так как очистка при использовании электроосмоса ведется в равномерном электрическом поле.The disadvantage of the prototype is the insufficient degree of purification of the soil from hydrocarbons, as well as ineffective cleaning from radionuclides and heavy metals, since cleaning using electroosmosis is carried out in a uniform electric field.
Известно устройство для применения способа очистки от загрязнений капиллярно-пористой среды, включающее камеру для размещения очищаемой среды с электродами, подключенными к источнику постоянного тока, емкость с очищаемой жидкостью и емкость для отработанной жидкости (RU 2106432 С1, МПК 6 С25С 1/22, опубл. 10.03.1998 г.).A device is known for applying a method for cleaning contaminants of a capillary-porous medium, including a chamber for accommodating a medium to be cleaned with electrodes connected to a direct current source, a container with a liquid to be cleaned and a container for waste liquid (RU 2106432 C1, IPC 6
Известна линия для очистки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов, содержащая бункер, винтовой конвейер, емкость перелива нефти, вибросито, загрузочную решетку, моющую установку (RU 2244686 С1, МПК C02F 1/40, опубл. 20.01.2005 г.).A known line for cleaning oil-contaminated soils, soils and oil sludge containing a hopper, screw conveyor, oil overflow tank, vibrating screen, loading grate, washing unit (RU 2244686 C1,
Недостатком вышеуказанных устройств-аналогов также является недостаточная степень очистки почвы от загрязнений.The disadvantage of the above analog devices is also the insufficient degree of soil purification from contamination.
Наиболее близким к предлагаемому устройству для осуществления способа, принятому за прототип, является устройство, которое состоит из погружаемых в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, форсунки для подачи воды, насоса, служащего для удаления из периферийных электродов воды с углеводородами, сепаратора, служащего для разделения воды и углеводородов, емкости с соплом Вентури и нагревателем, насоса для нагнетания воды в форсунки и сопло Вентури. Сепаратор и емкость соединены трубопроводом воды с обратным клапаном, емкость дополнительно соединена с форсункой высоконапорным трубопроводом подачи воды (RU 2132757 С1, МПК 6 В09С 1/02, B01D 61/56 1/18, опубл. 10.07.1999 г.).Closest to the proposed device for implementing the method adopted for the prototype, is a device that consists of immersed in the soil on the cleaned area of the central and peripheral electrodes, nozzles for supplying water, a pump used to remove water with hydrocarbons from the peripheral electrodes, a separator serving for separating water and hydrocarbons, tanks with a venturi nozzle and a heater, a pump for pumping water into nozzles and a venturi nozzle. The separator and the tank are connected by a water pipe to a non-return valve, the tank is additionally connected to the nozzle by a high-pressure water supply pipe (RU 2132757 C1, IPC 6
Недостатком прототипа является неэффективная очистка почвы от углеводородов (нефтепродуктов) и недостаточная очистка почвы от тяжелых металлов и радионуклидов.The disadvantage of the prototype is the inefficient cleaning of the soil from hydrocarbons (oil products) and insufficient cleaning of the soil from heavy metals and radionuclides.
Задачей предлагаемых способа и устройства для его осуществления является повышение эффективности очистки почвы от углеводородов (нефтепродуктов), а также от тяжелых металлов и радионуклидов.The objective of the proposed method and device for its implementation is to increase the efficiency of soil cleaning from hydrocarbons (petroleum products), as well as from heavy metals and radionuclides.
Технический результат достигается за счет того, что способ очистки почвы от углеводородов, радионуклидов и тяжелых металлов включает погружение в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, создание между центральным и периферийными электродами градиента напряжения, подачу в область, примыкающую к центральному электроду, незагрязняющей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытеснение из почвы жидкостью-носителем углеводородов и удаление их из периферийных электродов, но в отличие от прототипа для повышения степени очистки почвы от углеводородов, радионуклидов и тяжелых металлов между центральным и периферийными электродами создают неравномерное электрическое поле, а перпендикулярно поверхности очищаемого участка дополнительно воздействуют магнитным полем. Кроме того, на поверхность очищаемого участка почвы воздействуют магнитным полем обратной полярности.The technical result is achieved due to the fact that the method of cleaning the soil from hydrocarbons, radionuclides and heavy metals involves immersing in the soil on the cleaned area of the central and peripheral electrodes, creating a voltage gradient between the central and peripheral electrodes, supplying a non-polluting liquid to the region adjacent to the central electrode -carrier, the movement of the carrier fluid under the action of the electroosmotic effect from the central electrode to the peripheral electrode, displacement from the soil by the carrier fluid hydrocarbons and their removal from the peripheral electrodes, but in contrast to the prototype, to increase the degree of soil purification from hydrocarbons, radionuclides and heavy metals between the central and peripheral electrodes create an uneven electric field, and perpendicular to the surface of the cleaned area is additionally exposed to a magnetic field. In addition, the surface of the soil to be cleaned is affected by a magnetic field of reverse polarity.
Технический результат применения устройства для осуществления способа достигается за счет того, что оно содержит погруженные в почву зоны очистки центральный электрод и систему периферийных электродов, форсунки для подачи жидкости-носителя, насосы для нагнетания жидкости в форсунки и удаления жидкости, содержащей загрязнения из зоны очистки, но в отличие от прототипа для повышения степени очистки почвы центральный электрод выполнен в виде стержня, поперечное сечение которого представляет собой многоугольник с вогнутыми сторонами, а система периферийных электродов, выполнена из отдельных стержней, соединенных между собой пластинами, расположенными по ломаной линии таким образом, что напротив выступа или впадины на поверхности центрального электрода расположена впадина или выступ ломаной линии пластин, устройство дополнительно содержит два соленоида, размещенных один над другим, первый из которых погружен в почву зоны очистки, второй неподвижно закреплен с помощью траверсы на стойке, проходящей через ось центрального электрода.The technical result of the application of the device for implementing the method is achieved due to the fact that it contains a central electrode and a system of peripheral electrodes immersed in the soil of the cleaning zone, nozzles for supplying carrier fluid, pumps for injecting liquid into the nozzles and removing liquid containing contaminants from the cleaning zone, but unlike the prototype, to increase the degree of soil purification, the central electrode is made in the form of a rod, the cross section of which is a polygon with concave sides, and the system of peripheral electrodes made of separate rods interconnected by plates located along a broken line in such a way that opposite the protrusion or depression on the surface of the central electrode there is a depression or protrusion of the broken line of the plates, the device further comprises two solenoids placed one above the other, the first of which it is immersed in the soil of the cleaning zone, the second is fixedly mounted with the help of a traverse on a stand passing through the axis of the central electrode.
Кроме того, поверхность центрального электрода выполнена сетчатой с уплотнениями, а в середине каждой пластины жестко закреплены параболические или игольчатые шипы, причем напротив уплотнений центрального электрода расположены шипы пластин.In addition, the surface of the central electrode is made of mesh with seals, and in the middle of each plate parabolic or needle spikes are rigidly fixed, and plate spikes are located opposite the seals of the central electrode.
В заявляемом изобретении неоднородное электрическое поле создается за счет прохождения постоянного электрического тока между выступами или впадинами (пиком) центрального электрода и впадинами или выступами, образуемыми соединительными пластинами периферийных электродов, или при прохождении постоянного электрического тока между уплотнениями на поверхности сетчатого центрального электрода и жестко закрепленными параболическими или игольчатыми шипами пластин.In the claimed invention, an inhomogeneous electric field is created due to the passage of a constant electric current between the protrusions or depressions (peak) of the central electrode and the depressions or protrusions formed by the connecting plates of the peripheral electrodes, or when the direct current flows between the seals on the surface of the mesh central electrode and rigidly fixed parabolic or needle spiked plates.
Известно, что радионуклиды и тяжелые металлы, сорбируемые почвами, образуют комплексы на поверхности частиц глины, при этом величина водородного показателя рН снижается на аноде до рН=2, а на катоде возрастает до рН=12 в зависимости от силы тока (Загрязнение почв и новейшие технологии их восстановления. Ступин Д.Ю. С-Петербург. - Из-во Лань. - 2009. - С.363). Перенос веществ в почвах под действием электрического поля происходит по следующим направлениям: диффузии, электромиграции, электроосмоса. На них оказывают влияние: минеральный состав почвы, состав проводящей среды с жидкостью-носителем, проводимость жидкости-носителя, электрохимический состав почвы и ее пористость. Электромиграция является главным механизмом переноса веществ в электрическом поле. Катионы радионуклидов и тяжелых металлов притягиваются и сорбируются на отрицательных зарядах частиц глины. Причем механизм сорбирования включает образование компонентов на их поверхности (адсорбцию) или ионный обмен. Помощь в десорбции (удалении) катионов радионуклидов и тяжелых металлов из почвы оказывает образование ионов водорода H+ на аноде в ходе электролиза воды и их перенос в почву путем диффузии, электромиграции, электроосмоса. При этом тяжелые металлы и радионуклиды образуют комплексы на поверхности частиц глины, что выражается реакцией:It is known that radionuclides and heavy metals adsorbed by soils form complexes on the surface of clay particles, while the pH of the pH decreases at the anode to pH = 2, and at the cathode increases to pH = 12 depending on the current strength (Soil pollution and the latest technologies for their restoration. Stupin D.Yu. St. Petersburg. - Because of the Doe. - 2009. - P.363). The transfer of substances in soils under the influence of an electric field occurs in the following directions: diffusion, electromigration, electroosmosis. They are influenced by: the mineral composition of the soil, the composition of the conductive medium with the carrier fluid, the conductivity of the carrier fluid, the electrochemical composition of the soil and its porosity. Electromigration is the main mechanism of transport of substances in an electric field. Cations of radionuclides and heavy metals are attracted and adsorbed on negative charges of clay particles. Moreover, the sorption mechanism includes the formation of components on their surface (adsorption) or ion exchange. The help in desorption (removal) of cations of radionuclides and heavy metals from the soil is provided by the formation of hydrogen ions H + on the anode during electrolysis of water and their transfer to the soil by diffusion, electromigration, electroosmosis. In this case, heavy metals and radionuclides form complexes on the surface of clay particles, which is expressed by the reaction:
где Me+ - катион тяжелых металлов или радионуклидов, n - количество образовавшихся комплексов.where Me + is the cation of heavy metals or radionuclides, n is the number of complexes formed.
Тяжелые металлы и радионуклиды имеют различные сорбирующие характеристики, которые зависят от типа адсорбентов, т.е. сорбентов, поглощающих загрязнения поверхностным слоем. Главным затруднением при удалении катионов тяжелых металлов и радионуклидов с поверхности глины является их десорбция из тонко гранулированных осадков глины, обладающих большой катионной емкостью. Помощь в десорбции этих катионов оказывают образовавшиеся на аноде ионы водорода H+ в ходе электролиза воды (жидкости-носителя) и их перемещение в почве под действием электроосмоса.Heavy metals and radionuclides have various sorbing characteristics, which depend on the type of adsorbents, i.e. sorbents that absorb surface layer pollution. The main difficulty in removing cations of heavy metals and radionuclides from the clay surface is their desorption from finely granulated clay sediments with a large cationic capacity. Help in the desorption of these cations is provided by H + ions formed on the anode during electrolysis of water (carrier fluid) and their movement in the soil under the influence of electroosmosis.
В предлагаемом способе катионы радионуклидов и тяжелых металлов загрязненной почвы, сорбируемые частицами глины, поляризуются в неоднородном электрическом поле под влиянием момента силы, стремятся развернуться осью вдоль направления действия поля. Неоднородное электрическое поле, создаваемое электродами, обуславливает миграцию катионов глины с сорбированными радионуклидами и тяжелыми металлами от системы периферийных электродов к центральному электроду.In the proposed method, cations of radionuclides and heavy metals of contaminated soil, adsorbed by clay particles, are polarized in an inhomogeneous electric field under the influence of a moment of force, tend to rotate axis along the direction of field action. An inhomogeneous electric field created by the electrodes causes the migration of clay cations with sorbed radionuclides and heavy metals from the system of peripheral electrodes to the central electrode.
Под действием перпендикулярно направленного загрязненному участку почвы магнитного поля, создаваемого верхним и нижним соленоидами, возникает сила Лоренца. Под действием этой силы катионы глины с отсорбированными радионуклидами и тяжелыми металлами начнут отклоняться от своего прямолинейного пути от анода к катоду и увлекут за собой жидкость-носитель, в которой возникает круговое течение вокруг центрального электрода.Under the action of a magnetic field perpendicular to the contaminated soil, created by the upper and lower solenoids, a Lorentz force arises. Under the influence of this force, clay cations with sorbed radionuclides and heavy metals will begin to deviate from their straight path from the anode to the cathode and will entrain a carrier fluid in which a circular flow arises around the central electrode.
Круговое движение жидкости-носителя вокруг центрального электрода увеличивает путь очистки при перетекании жидкости-носителя от катода к аноду, интенсифицирует процесс очистки - электромиграцию и электроосмос катионов глины с отсорбированными на них радионуклидами и тяжелыми металлами, что повышает эффективность очистки почвы от загрязнений.The circular motion of the carrier fluid around the central electrode increases the cleaning path when the carrier fluid flows from the cathode to the anode, intensifies the cleaning process — electromigration and electroosmosis of clay cations with radionuclides and heavy metals absorbed on them, which increases the efficiency of soil cleaning from contamination.
На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа очистки почвы от углеводородов, радионуклидов, тяжелых металлов;Figure 1 shows a diagram of a device for implementing the method of cleaning the soil from hydrocarbons, radionuclides, heavy metals;
на фиг.2 - схема зоны очистки почвы с центральным и периферийными электродами, соединенными пластинами по ломаной линии, вид сверху;figure 2 is a diagram of a soil treatment zone with a central and peripheral electrodes connected by plates along a broken line, top view;
на фиг.3 - схема зоны очистки с соленоидами;figure 3 - diagram of the cleaning zone with solenoids;
на фиг.4 - схема зоны очистки с периферийными электродами в виде пластин с параболическими или игольчатыми шипами, вид сверху.figure 4 - diagram of the cleaning zone with peripheral electrodes in the form of plates with parabolic or needle spikes, top view.
На схеме (фиг.1) устройства изображены: зона очистки 1, погруженный в почву зоны очистки центральный электрод (анод) 2, система периферийных электродов (катод) 3, форсунка 4 для подачи жидкости-носителя, насос 5 для удаления из периферийных электродов жидкости, содержащей нефтепродукты, радионуклиды, тяжелые металлы, насос 6 для нагнетания жидкости-носителя в форсунку 4, выступы и впадины поверхности центрального электрода с поперечным сечением в виде многоугольника с вогнутыми сторонами 7 (фиг.2), выступы и впадины 8, образуемые соединительными пластинами системы периферийных электродов, расположенными по ломаной линии, верхний соленоид 9 (фиг.3), нижний соленоид 10, стойка 11, траверса 12, перфорированная труба 13(фиг.1), насос 14 для откачки загрязнений, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, параболические или игольчатые шипы 15 (фиг.4), сетчатый центральный электрод 16.The diagram (figure 1) of the device shows: a
Предлагаемый способ очистки почвы осуществляется при помощи устройства следующим образом.The proposed method of soil cleaning is carried out using the device as follows.
Жидкость-носитель насосом 6 подается через форсунку 4 в область, примыкающую к центральном электроду 2 (фиг.1). Так как поперечное сечение центрального электрода имеет выступы и впадины 7, а соединительные пластины системы периферийных электродов расположены по ломаной линии с впадинами и выступами 8, направленными навстречу друг другу, то при включении постоянного тока между ними создается неравномерное электрическое поле (фиг.2). Неравномерное электрическое поле также создается между уплотнениями сетчатого центрального электрода 16 и шипами 15, закрепленными на пластинах системы периферийных электродов (фиг.4).The carrier fluid by the pump 6 is fed through the
Жидкость-носитель под действием электроосмотического эффекта перетекает от центрального электрода 2 к системе периферийных электродов 3 (фиг.1). Жидкость-носитель при загрязнении почвы нефтепродуктами образует эмульсию, которая поступает в периферийные электроды 3, откуда она удаляется насосом 5.The carrier fluid under the action of the electroosmotic effect flows from the
На отрицательно заряженном электроде - катоде в результате электролиза воды происходит образование ионов водорода H+, а также выделение газообразного водорода. При очистке почвы от радионуклидов и тяжелых металлов ионы водорода H+ разрежают катионы радионуклидов и тяжелых металлов, сорбированных на частицах глины. При этом на катоде образуются осадки радионуклидов и тяжелых металлов, которые через перфорированную трубу 13 удаляются насосом 14 (фиг.1).As a result of electrolysis of water, hydrogen ions H + are formed on a negatively charged electrode - cathode, and hydrogen gas is also released. When cleaning the soil from radionuclides and heavy metals, H + hydrogen ions cut the cations of radionuclides and heavy metals sorbed on clay particles. In this case, cathode precipitates of radionuclides and heavy metals, which are removed through the
Между верхним 9 (фиг.3) соленоидом, закрепленным на стойке 11 и траверсе 12, и нижним 10 соленоидом создается магнитное поле. Под действием перпендикулярно направленного магнитного поля возникает сила Лоренца. Под действием этой силы катионы глины с сорбированными радионуклидами и тяжелыми металлами начнут отклоняться от своего прямолинейного пути от анода к катоду и увлекут за собой жидкость-носитель, в которой возникнет круговое течение (фиг.3). Круговое движение жидкости интенсифицирует электромиграцию и электроосмос катионов глины с сорбированными радионуклидами и тяжелыми металлами и обеспечивает их выведение из почвы, что повышает эффективность очистки. Если в течение определенного отрезка времени изменять направления тока на противоположное в верхнем 9 и нижнем 10 соленоидах, то циклически меняется направление магнитного поля на противоположное, а вслед за этим происходит смена направления кругового движения жидкости-носителя. Это приводит к более интенсивной очистке загрязненного участка почвы от радионуклидов и тяжелых металлов.Between the upper 9 (figure 3) solenoid mounted on the
Пример 1. Обработке подвергался загрязненный участок почвы размерами: 3×5 м, глубиной 11 м из песчаного тяжелого суглинка, содержащий в качестве загрязнителя ионы тяжелых металлов Cu, Zn, Pb, Cd.Example 1. The treatment was subjected to a contaminated soil with dimensions: 3 × 5 m, a depth of 11 m from heavy sandy loam containing heavy metal ions Cu, Zn, Pb, Cd as a pollutant.
В качестве электродов катода используются шесть графитовых стержней и один графитовый стержень для анода диметром 220 мм. Стержни обернуты оболочкой, заполненной железными опилками и графитом в пропорции 1/1. Устройство состоит из шести графитовых стержней катода, расположенных по периметру зоны очистки на расстоянии 1-1,2 м друг от друга и скрепленных пластинами шириной 40-50 мм, и графитового стержня анода, расположенного в центре зоны очистки почвы. Расстояние между системой стержней катода и стержнем анода равно 2,2 м. Напряжение между системой из стержней катода и анодом поддерживалось 100-150 В, плотность тока - 1 мА/см2, градиент напряжений - 0,25 В/см. Время обработки: 20, 30, 50, 70, 225, 450 часов. Напряженность магнитного поля 250-370 Э. В процессе обработки загрязненного участка почвы скорость движения жидкости-носителя при электроосмосе 0,3-0,45 см/день.Six graphite rods and one graphite rod for the anode with a diameter of 220 mm are used as cathode electrodes. The rods are wrapped with a shell filled with iron filings and graphite in a proportion of 1/1. The device consists of six cathode graphite rods located along the perimeter of the cleaning zone at a distance of 1-1.2 m from each other and fastened with 40-50 mm wide plates, and an anode graphite rod located in the center of the soil cleaning zone. The distance between the cathode rod system and the anode rod is 2.2 m. The voltage between the cathode rod system and the anode was maintained at 100-150 V, the current density was 1 mA / cm 2 , and the voltage gradient was 0.25 V / cm. Processing time: 20, 30, 50, 70, 225, 450 hours. The magnetic field strength is 250-370 Oe. During the processing of a contaminated soil, the velocity of the carrier fluid during electroosmosis is 0.3-0.45 cm / day.
После проведения очистки почвы и выемки образцов они разрезались на несколько частей, затем обрабатывались путем нескольких вытяжек для удаления форм тяжелых металлов в подвижном и абсорбционном состоянии. Концентрация ионов тяжелых металлов в водном растворе определялась абсорбционным методом с помощью аппаратуры «Цейс» AAS-3. Концентрация ионов тяжелых металлов в твердой фазе определялась рентгеноспектральным методом. Для разделения твердой и жидкой фаз почвы использовался метод последовательных аммонийно-ацетатных вытяжек. Эти формы наряду с водорастворимой формой характеризуют потенциальную подвижность тяжелых металлов. Изменение концентрации ионов тяжелых металлов в образцах полиминеральных суглинков до и после воздействия неравномерным электрическим полем представлено в таблицах 1 и 2.After soil cleaning and excavation of the samples, they were cut into several parts, then processed by several extracts to remove forms of heavy metals in a mobile and absorption state. The concentration of heavy metal ions in the aqueous solution was determined by the absorption method using Zeiss AAS-3 equipment. The concentration of heavy metal ions in the solid phase was determined by x-ray spectral method. To separate the solid and liquid phases of the soil, the method of successive ammonium acetate extracts was used. These forms along with the water-soluble form characterize the potential mobility of heavy metals. The change in the concentration of heavy metal ions in samples of polymineral loam before and after exposure to an uneven electric field is presented in tables 1 and 2.
Результаты, приведенные в таблице 1, показывают, что значительная часть ионов Pb+2 содержится в абсорбированной форме.The results are shown in table 1, show that a significant part of the ions of Pb +2 is contained in absorbed form.
Под воздействием неравномерного электрического поля концентрация адсорбированных ионов Cu+2 изменяется с 38,16 мг-экв до 0,018 мг-экв в анодной зоне, Zn+2 изменяется с 73,57 мг-экв до 0,016 мг-экв в анодной зоне, Pb+2 изменяется с 139,99 мг-экв до 0,07 мг-экв в анодной зоне (табл.1 и 2). Это объясняется влиянием водородного показателя среды рН, потому что в анодной зоне формируется кислая среда рН=3-5. В таких условиях растворимость соединений свинца с гидратированными ионами OH+I и гидрокарбонатными ионами резко возрастает. Под действием неравномерного электрического поля и кислой среды часть адсорбированных ионов перераспределяется из твердой фазы почвы в жидкую фазу. Приведенные выше исследования показали, что основная часть тяжелых металлов под воздействием неравномерного электрического поля образует с анионами порового раствора почвы комплексы, которые выводятся с помощью электроосмоса.Under the influence of an uneven electric field, the concentration of adsorbed Cu + 2 ions changes from 38.16 mEq to 0.018 mEq in the anode zone, Zn +2 changes from 73.57 mEq to 0.016 mEq in the anode zone, Pb + 2 varies from 139.99 mEq to 0.07 mEq in the anode zone (Tables 1 and 2). This is due to the influence of the pH of the pH, because an acidic medium pH = 3-5 is formed in the anode zone. Under such conditions, the solubility of lead compounds with hydrated OH + I ions and bicarbonate ions increases sharply. Under the influence of an uneven electric field and an acidic medium, part of the adsorbed ions is redistributed from the solid phase of the soil to the liquid phase. The above studies showed that the main part of heavy metals under the influence of an uneven electric field forms complexes with the anions of the pore soil solution, which are removed using electroosmosis.
Очистка загрязненного участка почвы от радионуклидов (цезия (CS 137), стронция (Sr 90), урана, бария, а также фосфорорганических и фторорганических соединений) подобна очистке почвы от тяжелых металлов (меди, свинца, марганца, ртути, кобальта, кадмия, хрома, никеля). Степень очистки почвы с помощью неравномерного электрического поля от тяжелых металлов составила 99%.Cleaning the contaminated soil from radionuclides (cesium (CS 137), strontium (Sr 90), uranium, barium, as well as organophosphorus and organofluorine compounds) is similar to cleaning the soil from heavy metals (copper, lead, manganese, mercury, cobalt, cadmium, chromium nickel). The degree of soil cleaning using an uneven electric field from heavy metals was 99%.
Пример 2. При исследовании очистки почвенных суглинков от углеводородов с помощью неравномерного электрического поля принималась методика, подобная приведенной в примере 1. Содержание жидких углеводородов в почве определялось термическими методами, а также с помощью химической экстракции хлороформом нефти и машинного масла из образцов.Example 2. In the study of the purification of soil loams from hydrocarbons using an uneven electric field, a technique similar to that described in Example 1 was adopted. The content of liquid hydrocarbons in the soil was determined by thermal methods, as well as by chemical extraction of oil and machine oil from samples with chloroform.
В результате исследований получены следующие результаты.As a result of the research, the following results were obtained.
Нефтепродукты и машинное масло удаляется как из катодной, так и анодной зон.Petroleum products and engine oil are removed from both the cathode and anode zones.
Из образцов с начальным содержанием нефти 5% удаляется 50%, с начальным содержанием нефти 10% удаляется 40%.50% is removed from samples with an initial oil content of 5%, 40% is removed with an initial oil content of 10%.
Аналогично из образцов с начальным содержанием машинного масла 5% удаляется 60%, с начальным содержанием машинного масла 10% удаляется 50%.Similarly, 60% is removed from samples with an initial engine oil content of 5%, 50% is removed with an initial engine oil content of 10%.
Очистка загрязненного участка почвы от тяжелых металлов (свинца, марганца, ртути, кобальта, кадмия, хрома, никеля) подобна очистке почвы от радионуклидов (цезия (CS 137), стронция (Sr 90), урана, бария, а также фосфорорганических и фторорганических соединений).Cleaning the contaminated soil from heavy metals (lead, manganese, mercury, cobalt, cadmium, chromium, nickel) is similar to cleaning the soil from radionuclides (cesium (CS 137), strontium (Sr 90), uranium, barium, and also organophosphorus and organofluorine compounds )
При обработке загрязненного участка почвы с помощью заявляемого устройства в значительной степени повышается очистка почвы от радионуклидов (цезия (CS 137), стронция (Sr 90), урана, бария, а также фосфорорганических и фторорганических соединений).When processing a contaminated soil using the inventive device, the soil cleaning from radionuclides (cesium (CS 137), strontium (Sr 90), uranium, barium, as well as organophosphorus and organofluorine compounds) is significantly increased.
Кроме того, при обработке загрязненного участка почвы с помощью заявляемого устройства содержание тяжелых металлов в почве снижается: для свинца - до 99%, для марганца - 95%, для ртути - до 64%, для кобальта - до 97%, для кадмия - до 96%, для хрома - до 92%, для железа - до 99%, для никеля - до 90%.In addition, when processing a contaminated soil using the inventive device, the content of heavy metals in the soil decreases: for lead - up to 99%, for manganese - 95%, for mercury - up to 64%, for cobalt - up to 97%, for cadmium - up 96%, for chromium - up to 92%, for iron - up to 99%, for nickel - up to 90%.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012144175/13A RU2508954C1 (en) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012144175/13A RU2508954C1 (en) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2508954C1 true RU2508954C1 (en) | 2014-03-10 |
Family
ID=50192065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012144175/13A RU2508954C1 (en) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2508954C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2580952C1 (en) * | 2014-04-11 | 2016-04-10 | Альбина Александровна Корнилова | Method of water purification from radionuclides |
RU2694816C1 (en) * | 2018-12-11 | 2019-07-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method of restoring safety barriers at a radioactive wastes disposal station |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2125122C1 (en) * | 1998-02-06 | 1999-01-20 | Исаков Донат Анатольевич, Иоссель Юрий Яковлевич, Казаров Григорий Семенович, Липатов Валерий Васильевич, Носков Кирилл Анатольевич | Device for cleaning soil from organic contaminants |
RU2132757C1 (en) * | 1997-11-19 | 1999-07-10 | Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Российского акционерного общества "Газпром" | Method of removing hydrocarbons from soil |
JP2003260458A (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-16 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method for purifying contaminated soil and electrode apparatus used for method for purifying contaminated soil |
JP2008200668A (en) * | 2007-10-02 | 2008-09-04 | Tosaka Takuya | Treatment method and its apparatus of contaminated soil |
JP2011251256A (en) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Sogo Sekkei Kenkyusho:Kk | Method for purifying soil, and double electrode cylinder, single electrode cylinder, electrode rod and electrode cylinder installation device used for the same |
-
2012
- 2012-10-16 RU RU2012144175/13A patent/RU2508954C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2132757C1 (en) * | 1997-11-19 | 1999-07-10 | Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Российского акционерного общества "Газпром" | Method of removing hydrocarbons from soil |
RU2125122C1 (en) * | 1998-02-06 | 1999-01-20 | Исаков Донат Анатольевич, Иоссель Юрий Яковлевич, Казаров Григорий Семенович, Липатов Валерий Васильевич, Носков Кирилл Анатольевич | Device for cleaning soil from organic contaminants |
JP2003260458A (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-16 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method for purifying contaminated soil and electrode apparatus used for method for purifying contaminated soil |
JP2008200668A (en) * | 2007-10-02 | 2008-09-04 | Tosaka Takuya | Treatment method and its apparatus of contaminated soil |
JP2011251256A (en) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Sogo Sekkei Kenkyusho:Kk | Method for purifying soil, and double electrode cylinder, single electrode cylinder, electrode rod and electrode cylinder installation device used for the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2580952C1 (en) * | 2014-04-11 | 2016-04-10 | Альбина Александровна Корнилова | Method of water purification from radionuclides |
RU2694816C1 (en) * | 2018-12-11 | 2019-07-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method of restoring safety barriers at a radioactive wastes disposal station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hansen et al. | Electrodialytic remediation of soils polluted with Cu, Cr, Hg, Pb and Zn | |
Gidarakos et al. | Chelate agents enhanced electrokinetic remediation for removal cadmium and zinc by conditioning catholyte pH | |
Kim et al. | Evaluation of electrokinetic remediation of arsenic-contaminated soils | |
Kim et al. | Evaluation of electrokinetic removal of heavy metals from tailing soils | |
US7811461B2 (en) | Water treatment system, apparatus and method | |
CN105855285B (en) | A kind of device and method that rotation migration joint PRB repairs trichloro ethylene contaminated soil | |
KR101254015B1 (en) | Electrode for electrokinetic soil remediation and soil remediation system using the same | |
Sivapullaiah et al. | Electrokinetic removal of heavy metals from soil | |
JP4500681B2 (en) | Methods for soil decontamination and soil engineering | |
RU2508954C1 (en) | Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end | |
Hassan et al. | Efficacy of electrokinetics in remediating soft clay slurries contaminated with cadmium and copper | |
Abou-Shady et al. | Recent advances in electrokinetic methods for soil remediation. A critical review of selected data for the period 2021–2022 | |
Shenbagavalli et al. | Electro kinetic remediation of contaminated habitats | |
Bahemmat et al. | CATHOLYTE-CONDITIONING ENHANCED ELECTROKINETIC REMEDIATION OF Co-AND Pb-POLLUTED SOIL. | |
EP0483286A1 (en) | Method of removing ions | |
Benamar et al. | Electrokinetic remediation of dredged sediments from Le Havre Harbour | |
Pamukcu | Electrochemical technologies for petroleum contaminated soils | |
CN112845559B (en) | System and method for deep layering treatment of heavy metal contaminated soil | |
Alok et al. | Effect of pH of anolyte in electrokinetic remediation of cadmium contaminated soil | |
Hosseini et al. | Chelate agents enhanced electrokinetic remediation for removal of lead and zinc from a calcareous soil | |
LT5494B (en) | Device for soil restoration | |
Tanaka | Development of separation technologies for environmental remediation | |
Xu et al. | Electrosorption of heavy metals with capacitive deionization: Water reuse, desalination and resources recovery | |
Khalil et al. | Removal of copper (ii) by using iron oxide coated sand (iocs) to remediate groundwater | |
US20230257287A1 (en) | Combined electrochemical pre-treatment and sorption of pollutants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141017 |