SK69393A3

SK69393A3 - Method of reconditioning soil

Info

Publication number: SK69393A3
Application number: SK69393A
Authority: SK
Inventors: Michael Beyer; Afferden Manfred Van; Theo Tebrugge; Rainer Jockers
Original assignee: Bergwerksverband Gmbh
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1993-10-06
Also published as: CZ128593A3; EP0574453A1; DK0574453T3; DE59200598D1; EP0574453B1; HU9300276D0; ATE112497T1; PL167006B1; HUT68524A; DE4106922A1; WO1992015372A1

Description

Vynález sa týka spôsobu spracovania pôdy podlá predvýznakovej časti patentového nároku 1.

Doterajší stav techniky

Z publikácie Karí. J. Thomé- Kozmiensky, Altlasten 3, EP- Verlag fíir Energie- und Umv/el t technik GmbH, Berlin, 1989, str. 561 až 578 je známe, že sa kontaminované pôdy, tak zvané staré zamorenia, čistia praním pôdy a následovným triedením, triedením podlá tuhosti a/alebo flotácie, lebo bolo zistené, že škodliviny prítomné v pôde môžu existovať aj vo frakcii najjemnejšieho zrna, aj môžu obohacovať lahký materiál.

V poloprevádzkach bolo možné odstraňovať polycyklické uhlovodík.y, chlórované uhlovodíky a aromatické zlúčeniny podlá položiek 3,4 a 5 v takzvanom holandskom zozname /·’ Ilolländische Liste /· Ako lahký materiál je uvádzané drevo, troska, uhlie, koks a frakcie plastických hmôt.

predpokladom, pre dokonalé vyčistenie.podlá tohto spôsobu je to, že pôda je prestúpená lahkým materiálom a že škodliviny sú kvantitatívne viazané v lahkom materiále. Ak je v pôde prítomný lahký materiál, potom je zvyčajne obsiahnutý len v najhornejších vrstvách pôdy. Na stanovišťiach starých kontaminácií sú ale zamorené aj vrstvy pôdy, ktoré sa nachádzajú vo väčšej hĺbke.

pôda, ktorá sa má spra.ovúvať podlá jedného spô2 sobu podlá stavu techniky, smie vykazoval iba malý podiel najjemnejšieho zrna jemnozrného piesku / 2 až 63 m/ í a hliny / >2 m /. Pri podieli najjemnejšieho zrna, napríklad 50 % sa dá takáto podá vyčistil oddelením najjemnejšieho zrna a v ňom obsiahnutej kontaminácie len ; , z 50 %· Takýto sposob je nevhodný.

< Pomocou známeho spôsobu sa teda nemôže odstránil i’ . ’ prevažné množstvo kontaminovaných pod.

i Ďalej je z DE-OS 40 04 368, ktorý nebol prcduve- . rejnený, známe, že sa pôdy zmiešajú pred alebo počas • procesu prania s jemnozrnými uhoľnatými látkami, najmá s koksom, a potom sa uhoľnaté látky, obohatené o škodliviny oddeľujú mechanickými alebo fyzikálnymi spôsobj ^mi o<3 praného materiálu.

j pri tomto spôsobe je výhodné, že sa jemnozrné uhoľI naté látky dajú len pri vynaložení velkého nákladu a

J pritom nie kvantitatívne oddelil od najjemnejšieho zrna pôdy.

Vynález si kladie za základnú úlohu, dosiahnul u 'i všetkých pôd a vrstiev pôdy, nezávisle na množstve a ; druhu ľahkého materiálu a podiele najjemnejšieho zrna, ‘ pre ten ktorý účel použitie postačujúcej dekontarniná- cie.

f í “ j podstata vynálezu

Ί Táto úloha je vyriešená znakmi vyjadrenými vo výzi nákove j časti patentového nároku 1.

t i pokusmi sa dokázalo, že pomocou spôsobu podľa vyh nálezu sa dajú prakticky sanoval všetky, kontaminované á pôdy.

'! Znečistené pôdy z kontaminovaných stanovíšl môžu vykazoval veľké rozdiely čo sa týka druhu á koncéntrá‘Ί J “l . · d

•í ’ i . .

i 1 1 j	cie prítomných kontaminácii, takže pri prvom kroku sa robí analýza vlastností pôdy, ktoré sú dôležité pre
4 1	dekontamináciu. K týmto charakteristikám patrí popri druhu, koncentrácii a rozdelení škodlivín v pôde aj granulometrické zloženie a zistenie podielu ľahkého
i ⁴ j	materiálu. Z rozdielu celkového obsahu škodlivín a obsahu škodlivín v ľahkom materiále sa zistí voľný obsah
•í 1 •'.i ’i i Ί 1 1 '1 ..i	škodlivín. Z týchto analýz sa zistí množstvo adsorpčného činidla, ktoré sa má pridal. Pritom sa množstvo pridávaného adsorpčného činidla vypočíta tak, aby kapacita adsorpčného činidla vystačila k tomu, aby sa obsah škodlivín redukoval v súlade s požadovaným cieľom sanácie. , Zistené množstvo adsorpčného činidla sa vnesie do pôdy a poriadne sa s pôdou premieša. Prídavok sa môže uskutočňoval nasypaním a zamiešaním konvenčnými hospodárskymi strojmi alebo sa môže uskutočňoval po vykopaní pôdy v miešačkách. Po prídavku adsorpčného činidla a jeho zmiešaní s pôdou premiešava sa pridané množstvo stále alebo vo viacej alebo menej častom slede dôkladne, aby sa zaručila rýchla a dokonalá adsorpcia škodlivín ha adsorpčnom činidle. Potrebná doba môže predstavoval niekoľko hodín až niekolko dní a je závislá rovnako tak ako nevyhnutná nutnost miešania na.stupni a druhu kontaminácie a druhu pôdy.
•J í	pri dalšom kroku spôsobu sa adsorpčné Činidlo a po-
Ί •1 . J •J Ί	prípade ľahký materiál obsiahnutý v pôde odstráni o sebe známym, spôsobom prania pôdy, ako triedením, triedením podľa tuhosti a/alebo flotáciou. Vyčistená frakcia

i

- 4 pôdy predstavuje pritom najväčší podiel, žatia! čo škodliviny sú skoncentrované v malom podiele celkového množstva.

Ako adsorpčné činidlá sa hodia; koksy, uhlie, zmes aktívneho uhlia s koksom, zosietené plastické hmoty s , veľkými okami, prirodzené látky / kôra, drevo / a/alebo : trosky.

’ . Obzvlášl sa osvedčilo aktívne uhlie so svojou vel- < kou adsorpčnou kapacitou. Z dôvodu relatívne vysokej ce- í ny aktívneho uhlia sa s ohladom na vynaložený náklad môžu používal aj iné uvedené adsorpčné činidlá, aby sa do' siahol požadovaný stupeň dekontaminácie pre požadovanú j sanáciu pôdy. To sa týka najmä prípadu, keČI nie je nevyhnutná vysoká adsorpčná kapacita aktívneho uhlia, napríklad keú sú ako kontaminanty prítomné také škodlivi- < ny, ktoré sfi len málo adsorbujú na materiál© pôdy, alebo keč sa sposob môže uskutočňoval pri omedzení sa len j na horné vrstvy pôdy spracovaním in situ trvajúcom priJ. najmenšom viac týždňov.

<1

Príklady realizácie vynálezu

Vynález je Šalej bližšie popísaný pomocou príkladov j Porovnávací príklad 1 i ' Z pôdy, ktorá pochádza z najhornejšej vrstvy pôdy i <

>j stanovišla koksárne a obsahuje 12 % jemnozrného piesku, bol odstránený preosiatíir. hrubý materiál > 10 mm. 1 kg ' A Λ j preosiatej pôdy / pôdy 1 / bol doplnený 1 litrom 50 % i hmôt, roztoku káliumjodidu / hustota 1,6 g/cnP / a 30 minút sa pretrepáva. potom sa podá triedila podía hus.· toty a získala sa navrchu plávajúca frakcia škodlivín a

- sedimentujúca frakcia pôdy / vyčistená pôda 1 /. Na zis- í tenie stupňa dekontaminácie pôdy boli analyzované poly. 1

- i ' ' cyklické aromatické uhľovodíky / PAK /, uvedené US-Enviromental Protection Agency /EPA/ v priority pollutant - v zozname, pomocou plynovej chromatografie alebo vysokotlakovej kvapalinovej chromatografie toluénového extraktu vo vzorkách pôdy / M.A. Callahan et al. /1979/ Waterrelated enviromental fate of 129 priority pollutants, EPA-Report - 440/4“79“0296 /. Výsledky analýz sú uvedené v tabuľke 1.

Tabuľka 1; výsledky analýz pôdy 1

Analýza frakcia podá 1 podá 1 frakcia čistená škodlivín ľahký materiál

/mikroskopia/ veľmi	málo	výhradne
hmotnosl	veľa
sušiny /g/	1000	862	136
súčet PAK
podľa EPA
/mg/kg	1177	191	6978
benz/a/pyrén	107	18	625
stupeň dekon-
taminácie /%/		84

pôda 1 obsahuje frakciu ľahkého materiálu, ktorého oddelenie vedie k stupňu dekontaminácie 84 %· Podá 1 sa dá teda čistil spôsobom podľa stavu techniky.

Porovnávací príklad 2 _Λ stanovišťa pôda, ktorá pochádza z dolnej vrstvy^koksárne a obsahuje 47 % jeninozrného piesku, bola spracovaná spôsobom popísaným v porovnávacom príklade 1.

Výsledky analýz sú uvedené v tabulke 2. Podá 2 neobsahuje frakciu lahkého materiálu. Z tabulky 2 je zrejmé, že sa triedením podlá hustoty nemôže dosiahnuť dekontaminácia pôdy.

Tabulka 2: výsledky analýz pôdy 2

Analýzy frakcie pôda 1 podá 1 frakcie čistená škodlivín

lahký materiál
/mikroskopia/	nie	nie	nie
hmotnosť suši-
ny /g/	1000	994	2

súčet PAK podlá EPA

/mg/kg/	380	382	n.p.
benz/a/pyrén
/mg/kg/	6	6	n. p.
stupeň dekon-
taminácie pôdy	/%/	0

Príklad 3

K usušenému kontaminovanému materiálu pôdy /pôda 2/ s velkosťou zrna < 10 mm bolo pridaných 10 % hmôt, aktívneho uhlia / sypná hustota 450 g/1, 2 mm /,

Pre adsorpciu PAK prítomných v pôde, bola zmes rozplavená 50 % hmôt, vody a 7 dní sa trepalo.. Oddelenie pôdy od adsorpčného činidla sa uskutočňovalo spôsobom, ktorý bol popísaný v porovnávacom príklade 1 triedením podlá hustoty. Výsledky analýz sú uvedené v tabulke 3. Dosiahne sa stupeň dekontaminácie 65 %· Hodnota PAK vo vyčistenej pôde 2 sa pohybuje pod hodnotou kategórie C holandského zoznamu.

Tabuľka 3: výsledky analýz pôdy 2

Analýzy frakcie

	podá 2	pôda 2 čistená	frakcie škodlivín
hmotnosť, su-
šiny /g/	1110	994	108
súčet PAK podľa ·
EPA / mg/kg /	375	131	2161
benz/a/pyrén
/mg/kg/	5	2	29
stupeň dekonta-
minácie pôdy /%/		65

J ...... ................. — . ' -......-....... —---------4 ( Príklad 4 ·; Podá, ktorá pochádza z hornej vrstvy pôdy stanoviš! . la koksárne /podá 3/ a obsahuje 36 % jemnozrného piesku i ' θ 6>3 % lahkého materiálu, bola delená triedením podlá .; · · hustoty, ktoré bolo popísané v porovnávacom príklade 1.

' podá mohla byt dekontaminovaná, ako je zrejmé z tabulk.y i 4, z 41 %. podá vykazuje obsah PAK 603 mg/kg, ktorý zre; telne prevyšuje medznú hodnotu kategórie C holandského

J •i zoznamu 200 mg/kg.

j _A i Rovnaká podá bola doplnená 10 % hmôt, adsorpčného j

·; činidla / aktívneho uhlia, sypná hustota 450 g/1, 2 mm/ j a zmes bola rozplavená 50 % vody a 7 dní sa trepalo.

j Potom bola podá rozdelená triedením podlá hustoty. Stu peň dekontaminácie sa mohol, ako je zrejmé z tabuľky 4>

zvýšil na 86 %· Tento príklad dodkladá, že sa v pôde 3, ktorá obsahuje lahký materiál, môže spôsobom podie vynálezu dekontaminácia zlepšil približne o faktor 2. Obsah

PAK vyčistenej pôdy 3 sa pohybuje pod hodnotou kategó-
rie C holandského zoznamu. Tabulka 4; výsledky analýz pôdy 3
Analýzy		frakcie
podá 3	pôda 3	frakcie
	čistená	škodlivín

bez adsorpčného činidla

lahký materiál
/mikroskopia/	vela	málo	výhradne
hmotnosl su-
šiny /g/	1000	937	63
súčet PAK po-
dlá EPA /mg/kg/	1022	603	6650
benz/a/pyrén	1.3	8	71
stupeň dekonta-
minácie pôdy /%/		41

s sorpčným činidlom

hmotnosl sušiny
/g/	1110	934	176
súčet PAK podía
EPA /mg/kg/	94.1	131	5106
benz/a/p.yrén
/^mg/^kg/	1.4	2	67
stupeň dekonta-
minácie pôdy /%/		86

- 9 Príklad 5

Dve pôdy, ktoré pochádzajú z dolnej vrstvy pôdy stanovišla koksiarní a obsahujú 29 % jemnozrného piesku /podá 4/ poprípade 47 % jemnozrného piesku /podá 5/, boli doplnené rozdielnymi adsorpčnými činidlami / 10 % ’ _w hmôt.j 50 % hmôt, vody /. Po 7 dňoch spracovávania boli pôdy rozdelené triedením podía hustoty. Výsledky sú uvedené v tabulke 5. Vždy podía pôdy a použitého adsorpčného činidla sa stupne dekontaminácie pôdy pohybovali medzi 29 až. 93 %·

Tabulka 5: použitie rozdielnych adsorpčných činidiel na dekontamináciu pôdy

podá č.	adsorpčné činidlo	velkosl zrna/mm/	pôda ΡΛΚ /mg/kg	Λ , podá čiste- / ná PAK /mg/kg/	stupeň dekontaminácie pôdy /%/
4	aktívne uhlie	2	2990	183	93
4	hnedouholný koks	2-4	3005	870	71
5	silikónový kaučuk	2-5	485	107	78
5	antraci t	1,6-2,5	482	342	29

príklad 6 podá, ktorá pochádza z hornej vrstvy pôdy závodu na výrobu impregnácií /podá 6, piesočnatá podá s 3 % jemnozrného piesku bez frakcie lahkých hmôt/, s obsahom vody 5 % sa rozmiešala dôkladne s rôznymi adsorp—

- 10 čnými činidlami / 10 % hmôt. / a bez dalšieho premiešavania bola skladovaná počas 42 dní. .Delenie adsorpčného činidla od materiálu pôdy sa potom robilo triedením pôdy podlá hustoty. Výsledky sú uvedené v tabuľke

6. Týmto spracovaním bolo možné dosiahnuť u všetkých použitých adsorpčných činidiel stupeň dekontaminácie > 85

Tabuľka 6: použitie rôznych adsorpčných činidiel na dekontamináciu pôdy adsorpčné veľkosť pôda pôda stupeň dekontamináčinidlo zrna/mm/ PAK čistená cie pôdy /%/ /mg/kg/ PAK /mg/kg/ aktívne

uhlie	2-5	272	<10	>96
hnedouhoľ-
ný koks	2-4	279	<10	>96
silikónový
kaučuk	2-5	291	24	92
antracit	1,6-2,5	285	25	91
kôra pokry-
tá slamou	<5	297	36	87

_s •í J príklad 7

Suchý kontaminovaný materiál pôdy / pôda 4, bez frakcie ľahkého materiálu / bola doplnená 10 % hmôt, aktívneho uhlia a 50 % hmôt, vody a rôzne dlho pretrepávaná. Výsledky sú znázornené na obr. 1.. Po 7 hodinách sa adsorbovalo 50 % PAV na aktívnom uhlí, po 72 hodinách spracovania bolo možné dosiahnuť stupeň dekontaminácie vyšší než 80 %· Ako je zrejmé z tabuľky 5 / príklad 5 / vyplýva pre pôdu 4 pri použití aktívneho \ uhlia dosiahne sa po 168 hodinách / 7 dňoch / trvania ; spracovania stupeň dekontaminácie 93 %.

i Príklad 8 ; Suchý kontaminovaný materiál pôdy / podá 4» bez ! frakcie lahkého materiálu / sa doolnil 50 % hmôt, vody '1 ⁵ a j * a rôznym množstvom aktívneho uhlia a trepalo sa 24 ho·; · dín. Výsledky sú znázornené na obr» 2. S 1 % hmôt, akj tívneho uhlia bolo možné dosiahnuť po 24 hodinách stuί peň dekontaminácie 50 %· Tento príklad dokladá, že sa ; pri použití malých množstiev aktívneho uhlia môže dosiaj hnúť maximálna d. e kontaminácia pod,y.

i

Z príkladu 7 a 8 vyplýva, že sa zmenšenie obsahu PAK v pôde, požadované pri dekontaminácii, môže dosiahli nuť nasledujúcimi obmenami spôsobu ;

'1

'] _z Predĺžením doby spracovania sa môže, ako je zrejmé j z príkladu.7, zvýšiť stupeň dekontaminácie.

i Je tiež možné dosiahnuť vyšší stupeň dekontaminácie opakovaním spracovania s čerstvým adsorpčným činidlom za i jednotku času.

ΐ Z príkladu 8 je možné odvodiť, že sa zvýšením množ; · stva adsorpčného činidla môže zvýšiť stupeň dekontaminá: . cie.

i V závislosti na dobe, ktorá je pre sanáciu k dispoΊ · zícii a v závislosti na nákladoch na adsorpčné činidlo í sa zistí najpriaznivejší variant spôsobu pre sanačný

Claims

’.j ’ 1. Spôsob spracovania pod,y, pri ktorom sa kontamiJ ’ náty, obsiahnuté v pôde, odstraňujú praním pôdy, triej dením, triedením podlá hustoty a/alebo flotáciou, pričom sa do pôdy pridáva v závislosti na zistenom obsahu ško' dlivín adsorpčné činidlo a toto sa s pôdou dôkladne premieša, vyznačujúci sa t ý m, že sa najprv i zistí obsah lahkého materiálu a najjemnejšieho zrna a do pôdy sa pridá v závislosti na zistenom obsahu or.raj nických škodlivín a lahkého materiálu hrubozrné adsorp,·· , čné činidlo.

^: ΐ 2. Spôsob podlá nároku 1,vyznačujúci sa .•••I / t ý m, ž e sa ako adsorpčné činidlo používajú koksy, /1 uhlie, zmes aktívneho uhlia s koksami, zosieíované • P plastické hmoty s veíkými okami, prirodzené látky / A j /kôra, drevo/ a/alebo trosky.