RU2602615C2 - Method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for its implementation - Google Patents

Method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2602615C2
RU2602615C2 RU2015112281/13A RU2015112281A RU2602615C2 RU 2602615 C2 RU2602615 C2 RU 2602615C2 RU 2015112281/13 A RU2015112281/13 A RU 2015112281/13A RU 2015112281 A RU2015112281 A RU 2015112281A RU 2602615 C2 RU2602615 C2 RU 2602615C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
carrier fluid
cleaning
central
peripheral electrodes
Prior art date
Application number
RU2015112281/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015112281A (en
Inventor
Петр Григорьевич Свечников
Владимир Васильевич Старших
Евгений Александрович Максимов
Игорь Юрьевич Абрамовских
Екатерина Андреевна Свечникова
Ильдар Раисович Рахимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ)
Priority to RU2015112281/13A priority Critical patent/RU2602615C2/en
Publication of RU2015112281A publication Critical patent/RU2015112281A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602615C2 publication Critical patent/RU2602615C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: ecology.
SUBSTANCE: invention relates to environmental protection, namely to reclamation of lands, contaminated with hydrocarbons (oil products), decontamination of soil from pesticides using phenomenon of electric osmosis. Method of cleaning soil from oil products and pesticides using electroosmosis consists in immersing of central and peripheral electrodes into soil at section, undergoing cleaning, creation of non-uniform electric field between central and peripheral electrodes, supplying of non-contaminating carrier fluid into area adjoining central electrode, movement of carrier fluid under action of electroosmotic effect from central electrode to peripheral ones, removal of dirt beyond contaminated section, displacement of contaminants from soil by carrier fluid and removal thereof from peripheral electrodes, non-uniform electric field intensity value is set within 50-110 kV/m, before supplying carrier fluid soil is milled into particles of 1.0 mm in depth of 20-25 cm. Milled soil is mixed with carrier fluid to concentration of 1:6. Fluidized layer is created by device in depth of 10-12 cm with supply of compressed air of pressure 1-2 ATM. Proposed device comprises central electrode and system of peripheral electrodes, submerged into soil cleaning section, nozzle for carrier fluid supply and removal of fluid, containing contaminants, from cleaning section. Central electrode is made in form of rod with cross section in form of polygon with concave sides. System of peripheral electrodes is composed by separate rods. Rods are connected by wire conductors with sharp-pointed elements on them, point of which is directed to central electrode. Ahead of nozzles for supply of carrier fluid dispenser is placed. Above system of peripheral electrodes device for creation of fluidized layer is located, including central r-shape pipeline with compressor, connected via control valve with system of radial pipelines, at end of each of which nozzles are located, submerged into soil for depth of 10-12 cm.
EFFECT: proposed method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for it provide maximum effect of soil cleaning.
2 cl, 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к защите окружающей среды, а именно к рекультивации загрязненных углеводородами (нефтепродуктами) земель, обезвреживанию почвы от пестицидов с использованием явления электроосмоса.The invention relates to the protection of the environment, namely the reclamation of land contaminated with hydrocarbons (oil products), neutralizing the soil from pesticides using the phenomenon of electroosmosis.

При расширении масштабов применения пестицидов был выявлен ряд следующих отрицательных последствий: загрязнение почв и водных источников, накопление остатков химических препаратов в пищевых продуктах. В почве пестициды распадаются в результате как физико-химических процессов, так и микробиологического разложения. Остатки пестицидов в почве вымываются ливневыми и почвенными водами, собираясь в естественные водоемы, загрязняют их, а также окружающие земельные участки.With the expansion of the use of pesticides, a number of the following negative consequences were revealed: pollution of soils and water sources, accumulation of chemical residues in food products. In the soil, pesticides decompose as a result of both physicochemical processes and microbiological decomposition. Pesticide residues in the soil are washed out by storm and soil waters, gathering in natural water bodies, pollute them, as well as the surrounding land.

Проблема очистки земель и почв сельскохозяйственного назначения, утилизации избыточного количества загрязняющих веществ, особенно складированных открытым способом, является особенно актуальной для современной экологии. В настоящее время в технологии сельскохозяйственного производства получили распространение гербициды, а также хлорорганические пестициды: фюзид-форте, зенкор, чистоплан, пума-супер.The problem of cleaning land and soil for agricultural purposes, the disposal of excess pollutants, especially stored in an open way, is especially relevant for modern ecology. Currently, herbicides as well as organochlorine pesticides: fusid-forte, Zenkor, chistoplan, puma-super are widely used in agricultural production technology.

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 A, МПК B09C 1/10, опубл. 27.11.1998 г.).There is a 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, IPC B09C 1/10, published on November 27, 1998. )

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 между электродами в пределах загрязненной гетерогенной почвы, приложение гидравлического градиента поперек области загрязнений (RU 2143954 C1, МПК B09C 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 contaminants into a heterogeneous soil region, passing a direct electric current between electrodes within a contaminated heterogeneous soil, applying a hydraulic gradient across the pollution region (RU 2143954 C1, IPC B09C 1/08, publ. 10.01.2000).

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, включающий 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, не загрязняющей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытеснение из почвы жидкостью-носителем углеводородов, удаление их из периферийных электродов, создание неравномерного электрического поля между центральным и периферийными электродами (RU 2508954 C1, МПК B09C 1/00, опубл. 10.03.2014 г.).The closest analogue of the method adopted as a prototype is a method of cleaning the soil, including immersion in the soil on the cleaned area of the Central and peripheral electrodes, the creation of a voltage gradient between the Central and peripheral electrodes, feeding into the area adjacent to the Central electrode, not polluting the carrier fluid , the movement of the carrier fluid under the action of the electroosmotic effect from the central electrode to the peripheral, the displacement of hydrocarbons from the soil by the carrier fluid, removal x of the peripheral electrodes, creating an uneven electric field between the central and peripheral electrodes (RU 2508954 C1, IPC B09C 1/00, publ. 10.03.2014 g).

Недостатком прототипа является недостаточная степень очистки почвы от углеводородов, так как очистка при использовании электроосмоса ведется в недостаточно сильном неравномерном электрическом поле, а также отсутствие эффективной очистки от пестицидов.The disadvantage of the prototype is the insufficient degree of purification of the soil from hydrocarbons, since cleaning when using electroosmosis is carried out in an insufficiently strong uneven electric field, as well as the lack of effective purification from pesticides.

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 C1, МПК6 C25C 1/22, опубл. 10.03.1998 г.).A device for applying a method for cleaning contaminants of a capillary-porous medium, including a chamber for accommodating the 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 C25C 1/22, publ. March 10, 1998).

Известна установка для переработки почв, грунтов (RU 2330734 C1, МПК B09C 11/00, опубл. 10.08.2008 г.), содержащая бункер с перемешивающим устройством, с приспособлением для транспортирования жидкости из него в емкость перелива и устройством для вывода твердых включений, систему подачи моющей жидкости, вибратор.A known installation for processing soils, soils (RU 2330734 C1, IPC B09C 11/00, published on 08/10/2008), containing a hopper with a mixing device, with a device for transporting liquid from it to the overflow tank and a device for outputting solid inclusions, washing fluid supply system, vibrator.

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, содержащее 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, центральный электрод выполнен в виде стержня, поперечное сечение которого представляет собой многоугольник с вогнутыми сторонами (RU 2508954 C1, МПК B09C 1/00, опубл. 10.03.2014 г.).Closest to the proposed device for implementing the method adopted as a prototype is a device containing a central electrode and a system of peripheral electrodes immersed in the soil of the cleaning zone, nozzles for supplying carrier fluid, pumps for pumping liquid into nozzles and removing liquid containing contaminants from cleaning zone, the central electrode is made in the form of a rod, the cross section of which is a polygon with concave sides (RU 2508954 C1, IPC B09C 1/00, publ. 03/10/2014).

Недостатком прототипа является неэффективная очистка почвы от углеводородов (нефтепродуктов) и отсутствие очистки от пестицидов.The disadvantage of the prototype is the ineffective cleaning of the soil from hydrocarbons (oil products) and the lack of purification from pesticides.

Задачей предлагаемых способа и устройства для его осуществления является повышение степени очистки почвы от углеводородов (нефтепродуктов), а также очистка почвы от пестицидов.The objective of the proposed method and device for its implementation is to increase the degree of soil purification from hydrocarbons (petroleum products), as well as cleaning the soil from pesticides.

Технический результат применения способа очистки почвы от углеводородов и пестицидов достигается за счет того, что он включает погружение в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, создание между центральным и периферийными электродами неравномерного электрического поля, 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 загрязнений и удаление их из периферийных электродов, но, в отличие от прототипа величину напряженности неравномерного электрического поля устанавливают в пределах 50-110 кВ/м, предварительно перед подачей жидкости-носителя производят измельчение почвы с помощью серийного рыхлителя в виде дисковой фрезы до размера частиц 1,0 мм при глубине 20-25 см, измельченную почву смешивают с жидкостью-носителем до контролируемой дозатором концентрации 1:6, с помощью дополнительно установленного устройства создают псевдоожиженный слой глубиной 10-12 см с подачей сжатого воздуха давлением 1-2 атм.The technical result of the application of the method of cleaning the soil from hydrocarbons and pesticides is achieved due to the fact that it includes immersion in the soil on the cleaned area of the central and peripheral electrodes, creating an uneven electric field 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 liquid-n with contaminants and removing them from the peripheral electrodes, but, unlike the prototype, the magnitude of the uneven electric field is set in the range of 50-110 kV / m, before grinding the carrier fluid, the soil is crushed using a serial cultivator in the form of a disk cutter to the particle size 1.0 mm at a depth of 20-25 cm, the crushed soil is mixed with the carrier fluid to a concentration of 1: 6 controlled by the dispenser, using an additionally installed device, a fluidized bed with a depth of 10-12 cm with a supply of compressed air pressure of 1-2 atm.

Технический результат применения устройства очистки почвы от углеводородов и пестицидов достигается за счет того, что оно содержит погруженные в почву зоны очистки центральный электрод в виде стержня с поперечным сечением в форме многоугольника с вогнутыми сторонами и систему периферийных электродов, выполненных из отдельных стержней, форсунки для подачи жидкости-носителя, насосы для нагнетания жидкости в форсунки и удаления жидкости, содержащей загрязнения, из зоны очистки, в отличие от прототипа система периферийных электродов соединена между собой проволочными проводниками с закрепленными на них остроконечными элементами, острие которых направлено к центральному электроду, перед форсунками для подачи жидкости-носителя установлен дозатор, а над системой периферийных электродов установлено устройство для создания псевдоожиженного слоя, включающее центральный Г-образный трубопровод с компрессором, соединенный через распределитель с системой радиальных трубопроводов, на конце каждого из которых установлены форсунки, погруженные в почву на глубину 10-12 см.The technical result of the application of the device for cleaning the soil from hydrocarbons and pesticides is achieved due to the fact that it contains a central electrode immersed in the soil of the cleaning zone in the form of a rod with a cross section in the form of a polygon with concave sides and a system of peripheral electrodes made of separate rods, nozzles for feeding carrier fluid, pumps for injecting fluid into nozzles and removing fluid containing contaminants from the cleaning zone, unlike the prototype, the system of peripheral electrodes of soy they are interconnected by wire conductors with pointed elements fixed on them, the tip of which is directed to the central electrode, a dispenser is installed in front of the nozzles for supplying carrier fluid, and a device for creating a fluidized bed including a central L-shaped pipeline with a compressor is installed above the peripheral electrode system, connected through a distributor to a system of radial pipelines, at the end of each of which nozzles are installed, immersed in soil to a depth of 10-12 cm.

Из уровня техники не известно влияние новой совокупности признаков заявленных способа и устройства на достижение нового технического результата - очистки почвы от пестицидов, что позволяет сделать вывод о соответствии технических решений критериям «новизна» и «изобретательский уровень».The prior art does not know the influence of a new set of features of the claimed method and device on achieving a new technical result - cleaning the soil from pesticides, which allows us to conclude that technical solutions meet the criteria of "novelty" and "inventive step".

Очистка почвы от углеводородов и пестицидов заключается в следующем. На очищаемом участке почвы создают между центральным и периферийными электродами градиент напряжения, величину напряженности неравномерного электрического поля устанавливают в пределах 50-110 кВ/м, подают в область, примыкающую к центральному электроду, жидкость-носитель, перемещают жидкость-носитель под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытесняют из почвы с помощью жидкости-носителя нефтепродукты и удаляют их из периферийных электродов.Cleaning the soil from hydrocarbons and pesticides is as follows. A voltage gradient is created between the central and peripheral electrodes on the soil to be cleaned, the magnitude of the uneven electric field is set within 50-110 kV / m, the carrier fluid is supplied to the region adjacent to the central electrode, the carrier fluid is moved under the action of the electroosmotic effect of the central electrode to the peripheral, oil products are displaced from the soil using a carrier fluid and removed from the peripheral electrodes.

Предварительно перед подачей жидкости-носителя для повышения степени очистки почвы от углеводородов и пестицидов производят измельчение почвы с помощью серийного рыхлителя в виде дисковой фрезы до размера частиц 1,0 мм при глубине 20-25 см. Глубина измельчения почвы зависит от глубины проникновения пестицидов, а это определяется глубиной вспашки, и по технологии обработки различных культур в среднем составляет 10-12 см. Чтобы создать псевдоожиженный слой на глубину 10-12 см, необходимо измельчить загрязненную почву рыхлителем, соответственно, на глубину в два раза больше, что составляет 20-25 см.Before feeding the carrier fluid to increase the degree of purification of the soil from hydrocarbons and pesticides, the soil is crushed using a serial cultivator in the form of a disk mill to a particle size of 1.0 mm at a depth of 20-25 cm. The depth of soil grinding depends on the penetration depth of pesticides, and this is determined by the depth of plowing, and according to the processing technology of various crops averages 10-12 cm. To create a fluidized bed to a depth of 10-12 cm, it is necessary to grind the contaminated soil with a cultivator, respectively, to a depth of two times that is 20-25 cm.

Если размер частиц будет крупнее 1,0 мм, то при образовании псевдоожиженного (кипящего) слоя почвы, состоящего из капель воды и пузырьков воздуха, частицы будут быстрее подвергаться седиментации и осядут на участке без достаточной очистки. В случае, если размер частиц будет менее 1,0 мм, то частицы будут мигрировать в водо-воздушной фазе.If the particle size is larger than 1.0 mm, then with the formation of a fluidized (boiling) layer of soil, consisting of drops of water and air bubbles, the particles will undergo sedimentation faster and settle in the area without adequate cleaning. If the particle size is less than 1.0 mm, then the particles will migrate in the water-air phase.

Измельченные частицы почвы смешивают с жидкостью-носителем до концентрации 1:6, которая определяется расходом воды через циркуляционный насос подачи жидкости-носителя и дозатор. Если концентрация частичек почвы в жидкой фазе будет более 1:6, то суспензия между твердой и жидкой фазой не образуется. Наоборот, если концентрация частичек почвы в жидкой фазе будет менее 1:6, то в образовавшейся суспензии частичек почвы будет недостаточно для реализации способа.The crushed particles of the soil are mixed with the carrier fluid to a concentration of 1: 6, which is determined by the flow rate of water through the circulation pump of the carrier fluid and the dispenser. If the concentration of soil particles in the liquid phase is more than 1: 6, then a suspension between the solid and liquid phases will not form. Conversely, if the concentration of soil particles in the liquid phase is less than 1: 6, then in the resulting suspension of soil particles will not be enough to implement the method.

Если давление сжатого воздуха будет менее 1-2 атм, то образовавшийся псевдоожиженный слой не сможет проникнуть на глубину 10-12 см, если давление сжатого воздуха будет более 1-2 атм, то глубина псевдоожиженного слоя будет больше 10-12 см, что приведет к повышенному расходу сжатого воздуха и энергозатратам на его производство.If the pressure of compressed air is less than 1-2 atm, then the resulting fluidized bed cannot penetrate to a depth of 10-12 cm, if the pressure of compressed air is more than 1-2 atm, the depth of the fluidized bed will be more than 10-12 cm, which will lead to increased consumption of compressed air and energy costs for its production.

Эффективность очистки почвы от углеводородов и пестицидов возрастает за счет физических процессов, происходящих при взаимодействии псевдоожиженного слоя с неравномерным электрическим полем указанной напряженности, которые происходят следующим образом.The efficiency of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides increases due to the physical processes that occur during the interaction of the fluidized bed with an uneven electric field of the indicated intensity, which occur as follows.

Известно, что при насыщении жидкости-носителя воздухом в соотношении 1:6 (в нашем случае) в жидкой фазе создаются воздушные пузырьки. Под воздействием неравномерного электрического поля между заостренными элементами периферийных электродов и центральным электродом происходит выстраивание воздушных пузырьков вдоль силовых линий поля, затем происходит их удлинение вдоль силовых линий и уменьшение в поперечном направлении. Сжатие пузырька в поперечном направлении означает, что вблизи его экватора действуют сжимающие силы. При этом воздушный пузырек ведет себя как диэлектрик, поле внутри него слабо искажено. Далее он увеличивается по всем направлениям с образованием первичного стриммера, который вылетает из его кончика (Коробейников С.М. О роли пузырьков в электрическом пробое жидкостей. Теплофизика высоких температур, 1998 г., №3, стр. 362-367, 1998 г., №4, с 541-547). Стриммер представляет собой ионизированный канал, получающийся путем перекрытия отдельных электронных лавин, возникающих на его пути. Образование стриммеров сопровождается ударными волнами, центром которых является место зарождения стриммеров, то есть кончик пузырька. При развитии канала стриммеров поверхность пузырьков оказывается заряженной, развивается объемный разряд по поверхности пузырьков в результате воздействия стриммеров в двухфазной среде (смесь воды с почвой), генерируется озон и ряд активных частиц, в том числе радикал OH, атомарный кислород и др. Образовавшийся озон разлагает пестициды, вплоть до минерализации. Кроме того, происходит жесткое ультрафиолетовое излучение плазмы. Также в процессе развития электрического пробоя образуется мощная ударная волна, оказывающая дополнительное обеззараживающее воздействие на почву.It is known that when the carrier liquid is saturated with air in a ratio of 1: 6 (in our case), air bubbles are created in the liquid phase. Under the influence of an uneven electric field between the pointed elements of the peripheral electrodes and the central electrode, air bubbles are aligned along the field lines of force, then they are elongated along the lines of force and reduced in the transverse direction. Compression of the bubble in the transverse direction means that compressive forces act near its equator. In this case, the air bubble behaves like a dielectric, the field inside it is slightly distorted. Further, it increases in all directions with the formation of a primary streamer that flies out of its tip (Korobeinikov S.M. On the role of bubbles in the electrical breakdown of liquids. Thermophysics of high temperatures, 1998, No. 3, pp. 362-367, 1998 No. 4, from 541-547). A streamer is an ionized channel obtained by overlapping individual electron avalanches that arise in its path. The formation of streamers is accompanied by shock waves, the center of which is the origin of the streamers, that is, the tip of the bubble. During the development of the streamer channel, the surface of the bubbles appears to be charged, a volume discharge develops over the surface of the bubbles as a result of the action of the streamers in a two-phase medium (a mixture of water and soil), ozone and a number of active particles are generated, including the OH radical, atomic oxygen, etc. The resulting ozone decomposes pesticides, up to mineralization. In addition, hard plasma ultraviolet radiation occurs. Also, during the development of electrical breakdown, a powerful shock wave is formed, which has an additional disinfecting effect on the soil.

Известно, что напряженность электрического поля E заряженного цилиндра радиусом r определяется по формуле (1) (Кошкин Н.И. Справочник по элементарной физике. - М.: Наука, - 1980):It is known that the electric field E of a charged cylinder of radius r is determined by the formula (1) (NI Koshkin. Handbook of elementary physics. - M .: Nauka, - 1980):

Figure 00000001
Figure 00000001

где k - коэффициент пропорциональности, k=8,9875∗109 м/Ф;where k is the coefficient of proportionality, k = 8.9875 ∗ 10 9 m / F;

q - электрический заряд, q=2,3467∗10-2 Кл;q is the electric charge, q = 2.3467 ∗ 10 -2 C;

r - радиус зоны очистки;r is the radius of the cleaning zone;

ε - диэлектрическая проницаемость среды.ε is the dielectric constant of the medium.

Известно, что в зависимости от количества гумуса, количества воды, вязкости почвы диэлектрическая проницаемость почвы составляет ε=19,2; 23,8; 26,7; 41,2 (Бобров П.П., Беляева Т.В. Экспериментальная проверка модели комплексной диэлектрической проницаемости почв и вязкости почвенной влаги. // Естественные науки и экология. Ежегодник Омского ГПУ. 2002. - с. 29-33).It is known that, depending on the amount of humus, the amount of water, the viscosity of the soil, the dielectric constant of the soil is ε = 19.2; 23.8; 26.7; 41.2 (Bobrov P.P., Belyaeva T.V. Experimental verification of the model of complex dielectric permeability of soils and soil moisture viscosity. // Natural Sciences and Ecology. Omsk GPU Yearbook. 2002. - pp. 29-33).

Результаты расчета напряженности электрического поля по формуле (1) для r=10 м приведены в табл. 1.The results of calculating the electric field strength by the formula (1) for r = 10 m are given in table. one.

Figure 00000002
Figure 00000002

Расчеты показывают, что для заданного диапазона от 19,2 до 41,2 изменения диэлектрической проницаемости почвы напряженность электрического поля составляет от 50 до 110 кВ/м.Calculations show that for a given range of 19.2 to 41.2 changes in the dielectric constant of the soil, the electric field strength is from 50 to 110 kV / m.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления способа очистки почвы от углеводородов и пестицидов, на фиг. 2 - устройство для создания псевдоожиженного слоя.In FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing a method of cleaning the soil from hydrocarbons and pesticides, FIG. 2 - a device for creating a fluidized bed.

На фигуре 1 представлена схема устройства для осуществления способа, на фигуре 2 - устройство для создания псевдоожиженного слояFigure 1 shows a diagram of a device for implementing the method, figure 2 is a device for creating a fluidized bed

На схеме устройства (фиг. 1) изображены: зона слоя очистки 1, погруженный в почву зоны очистки центральный электрод (анод) 2, система периферийных электродов (катодов) 3, форсунка 4 для подачи жидкости-носителя, дозатор 5 для создания контролируемой концентрации жидкости-носителя, насос 7 для удаления из периферийных электродов жидкости, содержащей нефтепродукты, насос 6 для нагнетания жидкости-носителя в форсунку 4 через дозатор 5, насос 9 для откачки загрязнений, содержащих нефтепродукты и пестициды, из перфорированной трубы 8.The device diagram (Fig. 1) shows: the zone of the cleaning layer 1, the central electrode (anode) 2 immersed in the soil of the cleaning zone 2, the system of peripheral electrodes (cathodes) 3, the nozzle 4 for supplying the carrier fluid, the dispenser 5 to create a controlled concentration of liquid -carrier, pump 7 for removing liquid containing oil products from peripheral electrodes, pump 6 for pumping carrier fluid into nozzle 4 through dispenser 5, pump 9 for pumping contaminants containing oil products and pesticides from perforated pipe 8.

Система периферийных электродов выполнена из отдельных стержней 3, соединенных между собой проволочными проводниками 11 (фиг. 2) с расположенными на ней заостренными элементами 10, острие которых направлено к центральному электроду. Для измельчения почвы используют серийный рыхлитель в виде дисковой фрезы. Над системой периферийных электродов установлено устройство 12 для создания псевдоожиженного слоя, включающее центральный Г-образный трубопровод 13 с компрессором 14, соединенный через распределитель 15 с системой радиальных трубопроводов 16, на конце которых установлены форсунки 17 для подачи сжатого воздуха в псевдоожиженный слой, погруженные в почву на глубину 10-12 см.The system of peripheral electrodes is made of separate rods 3, interconnected by wire conductors 11 (Fig. 2) with the pointed elements 10 located on it, the tip of which is directed to the central electrode. To grind the soil using a serial cultivator in the form of a disk cutter. Above the system of peripheral electrodes, a device 12 for creating a fluidized bed is installed, including a central L-shaped pipe 13 with a compressor 14 connected through a distributor 15 to a system of radial pipes 16, at the end of which there are mounted nozzles 17 for supplying compressed air to the fluidized bed immersed in the soil to a depth of 10-12 cm.

Предлагаемый способ очистки почвы осуществляют при помощи устройства следующим образом.The proposed method of cleaning the soil is carried out using the device as follows.

Серийным рыхлителем в виде дисковой фрезы измельчают почву до размера частиц 1,0 мм. В измельченную на глубину 20-25 см почву насосом 6 подают через форсунку 4 жидкость-носитель.A serial cultivator in the form of a disk cutter grinds the soil to a particle size of 1.0 mm. In the soil crushed to a depth of 20-25 cm, the pump 6 serves through the nozzle 4 the carrier fluid.

Включают насосы 6 и 7. Далее измельченную почву смешивают с жидкостью-носителем при помощи насоса 6 и дозатора 5 до концентрации 1:6. На электроды 2 и 3 подают напряжение, величину которого устанавливают в пределах 50-110 кВ/м, в результате между выступами центрального электрода и заостренными элементами создается неравномерное электрическое поле. Жидкость-носитель под действием электроосмотического эффекта перетекает от центрального электрода 2 к системе периферийных электродов 3, сорбируя на своем пути нефтепродукты или пестициды, затем загрязнения удаляются насосом 7.Turn on pumps 6 and 7. Next, the crushed soil is mixed with the carrier fluid using pump 6 and dispenser 5 to a concentration of 1: 6. A voltage is applied to the electrodes 2 and 3, the value of which is set within 50-110 kV / m, as a result of which an uneven electric field is created between the protrusions of the central electrode and the pointed elements. The carrier fluid under the influence of the electroosmotic effect flows from the central electrode 2 to the system of peripheral electrodes 3, sorbing oil products or pesticides on its way, then the contaminants are removed by the pump 7.

Псевдоожиженный слой с помощью устройства создают следующим образом. От компрессора 14 через центральный Г-образный трубопровод, соединенный через распределитель 15 и систему радиальных трубопроводов 16 с форсунками 17 в зону очистки нагнетается сжатый воздух под давлением 1-2 атм. и возникают воздушные пузырьки. При этом под воздействием неравномерного электрического поля между заостренными элементами периферийных электродов 3 и центральным электродом 2 происходит выстраивание воздушных пузырьков вдоль силовых линий. Далее на кончике пузырька происходит образование стриммера, который вылетает в зону очистки. В результате воздействия стриммеров в двухфазной среде генерируется озон и ряд активных частиц (радикал ОН, атомарный кислород и др.). Образовавшийся озон разлагает пестициды вплоть до их минерализации.The fluidized bed using the device is created as follows. Compressed air is injected from the compressor 14 through a central L-shaped pipe connected through a distributor 15 and a system of radial pipes 16 to nozzles 17 into the cleaning zone under a pressure of 1-2 atm. and air bubbles arise. In this case, under the influence of a non-uniform electric field between the pointed elements of the peripheral electrodes 3 and the central electrode 2, the alignment of air bubbles along the lines of force occurs. Then, at the tip of the bubble, a streamer forms, which flies into the cleaning zone. As a result of the action of streamers in a two-phase medium, ozone and a number of active particles (OH radical, atomic oxygen, etc.) are generated. The resulting ozone decomposes pesticides up to their mineralization.

В результате степень очистки почвы от углеводородов (нефть, масла, мазут и др.) и пестицидов повышается до 98-99%.As a result, the degree of soil purification from hydrocarbons (oil, oil, fuel oil, etc.) and pesticides rises to 98-99%.

Claims (2)

1. Способ очистки почвы от углеводородов и пестицидов, включающий погружение в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, создание между центральным и периферийными электродами неравномерного электрического поля, подачу в область, примыкающую к центральному электроду, незагрязняющей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, удаление загрязнений за пределы загрязненного участка, вытеснение из почвы жидкостью-носителем загрязнений и удаление их из периферийных электродов, отличающийся тем, что величину напряженности неравномерного электрического поля устанавливают в пределах 50-110 кВ/м, предварительно перед подачей жидкости-носителя производят измельчение почвы с помощью рыхлителя до размера частиц 1,0 мм при глубине 20-25 см, измельченную почву смешивают с жидкостью-носителем до концентрации 1:6, при помощи устройства создают псевдоожиженный слой глубиной 10-12 см с подачей сжатого воздуха давлением 1-2 атм, в котором происходит разложение загрязнений за счет образования стримеров под воздействием неравномерного электрического поля высокой напряженности.1. A method of cleaning the soil from hydrocarbons and pesticides, including immersing in the soil on the cleaned area of the central and peripheral electrodes, creating an uneven electric field between the central and peripheral electrodes, supplying a non-contaminating carrier fluid to the region adjacent to the central electrode, moving the carrier fluid under the influence of the electroosmotic effect from the central electrode to the peripheral, the removal of contaminants outside the contaminated area, the displacement of soil from the carrier fluid m of contaminants and their removal from peripheral electrodes, characterized in that the magnitude of the uneven electric field is set in the range of 50-110 kV / m, before the feed of the carrier fluid, the soil is crushed using a cultivator to a particle size of 1.0 mm at a depth of 20 -25 cm, crushed soil is mixed with a carrier fluid to a concentration of 1: 6, using the device create a fluidized bed with a depth of 10-12 cm with a supply of compressed air with a pressure of 1-2 atm, in which the contamination decomposes in The formation of streamers under the influence of an uneven electric field of high intensity. 2. Устройство для очистки почвы от углеводородов и пестицидов, содержащее погруженные в почву зоны очистки, центральный электрод в виде стержня с поперечным сечением в форме многоугольника с вогнутыми сторонами и систему периферийных электродов, выполненных из отдельных стержней, форсунки для подачи жидкости-носителя, насосы для нагнетания жидкости в форсунки и удаления жидкости, содержащей загрязнения, из зоны очистки, отличающееся тем, что система периферийных электродов соединена между собой проволочными проводниками с закрепленными на них остроконечными элементами, острие которых направлено к центральному электроду, перед форсунками для подачи жидкости-носителя установлен дозатор, а над системой периферийных электродов установлено устройство для создания псевдоожиженного слоя, включающее центральный Г-образный трубопровод с компрессором, соединенный через распределитель с системой радиальных трубопроводов, на конце каждого из которых установлены форсунки, погруженные в почву на глубину 10-12 см. 2. A device for cleaning the soil from hydrocarbons and pesticides, containing cleaning zones immersed in the soil, a central electrode in the form of a rod with a cross section in the form of a polygon with concave sides and a system of peripheral electrodes made of separate rods, nozzles for supplying carrier fluid, pumps for pumping liquid into nozzles and removing liquid containing contaminants from the cleaning zone, characterized in that the peripheral electrode system is interconnected by wire conductors with fixed and on them with pointed elements, the tip of which is directed to the central electrode, a dispenser is installed in front of the nozzles for supplying a carrier fluid, and a device for creating a fluidized bed comprising a central L-shaped pipe with a compressor connected through a distributor to the radial system is installed above the peripheral electrode system pipelines, at the end of each of which nozzles are installed, immersed in soil to a depth of 10-12 cm.
RU2015112281/13A 2015-04-03 2015-04-03 Method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for its implementation RU2602615C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112281/13A RU2602615C2 (en) 2015-04-03 2015-04-03 Method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112281/13A RU2602615C2 (en) 2015-04-03 2015-04-03 Method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015112281A RU2015112281A (en) 2016-11-10
RU2602615C2 true RU2602615C2 (en) 2016-11-20

Family

ID=57267478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112281/13A RU2602615C2 (en) 2015-04-03 2015-04-03 Method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602615C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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 (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5595644A (en) * 1992-07-17 1997-01-21 P + P Geotechnik Gmbh Method and device for the elimination of toxic materials from, in particular, the topsoil
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
US20110268507A1 (en) * 2008-12-30 2011-11-03 Shenyang Institute of Applied Ecology Chinese Academy of Sciences System and thod for remediation of organic contaminated soil

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5595644A (en) * 1992-07-17 1997-01-21 P + P Geotechnik Gmbh Method and device for the elimination of toxic materials from, in particular, the topsoil
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
US20110268507A1 (en) * 2008-12-30 2011-11-03 Shenyang Institute of Applied Ecology Chinese Academy of Sciences System and thod for remediation of organic contaminated soil

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015112281A (en) 2016-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8968550B2 (en) Apparatus and method for cleaning chlorobenzenes-contaminated soil and groundwater
CN203380185U (en) Device for restoring polluted soil by using electrodynamic force
Pham et al. Combined ultrasonication and electrokinetic remediation for persistent organic removal from contaminated kaolin
Batagoda et al. Remediation of heavy-metal-contaminated sediments in USA using ultrasound and ozone nanobubbles
CN104607447A (en) Organic polluted soil restoration method based on low temperature plasma technology and apparatus
RU2602615C2 (en) Method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for its implementation
ES2277642T3 (en) PROCEDURE FOR SANITATION AND SOIL ENGINEERING.
Zou et al. Enhanced electrokinetic remediation of pyrene-contaminated soil through pH control and rhamnolipid addition
Abou-Shady et al. Recent Advances in Electrokinetic Methods for Soil Remediation. A critical review of selected data for the period 2021-2022
KR101087061B1 (en) Plasma discharge apparatus in liquid medium
JP2017538572A (en) Improvement of matrix processing and / or matrix contents and related improvements
KR101238314B1 (en) An apparatus of high voltage pulse discharge for ballast water treatment
Benamar et al. Electrokinetic remediation of dredged sediments from Le Havre Harbour
Wang et al. Exploring the role of nanobubbles in the fate and transport of spilled oil on shorelines
Streche et al. Experimental research regarding the application of electro-flushing method on diesel contaminated soils
Agarry Enhanced ex-situ bioremediation of soil contaminated with petroleum refinery waste effluents by biostimulation through electrokinetics and inorganic fertilizer
RU2508954C1 (en) Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end
Istrate et al. The assessment of chemical and electrochemical treatment for the remediation of diesel contaminated soils
RU158367U1 (en) WATER TREATMENT DEVICE
JP6308516B2 (en) Method for producing treatment liquid for reducing radiation dose, and method for reducing radiation dose from the ground surface using the treatment liquid produced by the method
RU2740121C2 (en) Method for washing oil-contaminated soils
Chung et al. The coupled effect of electrokinetic and ultrasonic remediation for the treatment of contaminated sediments
Meshalkin et al. Theoretical Bases of Electrochemical Cleaning of Oil-contaminated Soil
RU2295499C2 (en) Method of purification and decontamination of waste water
Orisakwe et al. Efficacy of Coupled Electrokinetic Remediation Techniques for Soil Decontamination-A Review

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170404