ТЕХНОЛОГИИ ЗА РЕЦИКЛИРАНЕ (II част)

Продължаваме темата. В тази статия представяме технологии за обезвреждане на съдържащи въглерод отпадъци, базирани на химични методи за неутрализация.

Технологии за биологична неутрализация
Технологиите за биологична неутрализация на органични екотоксиканти се основават на активирането на аборигенната микрофлора или въвеждането на определени култури от микроорганизми в почвата, създавайки оптимална среда за развитие на микроорганизми.
Най-простите начини за активиране на микрофлората са механично разрохкване, оран, дисковане. Необходимо условие за размножаването на микроорганизмите е създаването на оптимален температурен диапазон. За да се ускори миграцията на микроорганизмите, през последните години се използва електрокинетично активиране на биоразграждането. Ултразвукът също помага да се ускори биоразграждането на екотоксикантите.
Друг широко разпространен метод за биоактивация е аерацията или прочистването на въздуха на почвата. Ефективността на биоразграждането на летливите въглеводороди, дизеловото гориво и други подобни замърсители варира от 45 до 94%. Разходите за обработка на почвата не надвишават 13-20 USD за 1 m³.
Необходимото условие за биоразграждането на замърсяването с нефт е въвеждането на минерални торове. Среда с неутрална киселинност е идеална за биоразграждане. За неутрализиране на алкални почви се добавя гипс, за неутрализиране на кисели почви се използва вар.
Един от методите, осигуряващи диспергиране на замърсяването с нефт и подобряване на контакта с микроорганизмите, е въвеждането на повърхностноактивни вещества. Детергентите измиват петролните продукти от почвите заедно с вода. Комбинацията от използването на повърхностноактивни вещества с въвеждането на минерални торове ускорява биоразграждането.
Въвеждането на култури от микроорганизми се използва само в случай на аварийно замърсяване или при липса на развита естествена биоценоза. Понякога обаче има дегенерация на микроорганизми, за да се постигне необходимото ниво на пречистване и използването им може да наруши естествените биоценози. Обикновено бактериални съобщества Bakterium, Actinomyces, Artrobactes, Thiobacterium, desullfotomasilium Pseudomons, Hydiomonas, Bacillus и други, както и по-ниски форми на гъбички се използват за почистване.
Различни видове дрожди Candida разграждат ароматни съединения с концентрация до 1% в почвите за 120-200 дни, Candida sp. абсорбира керосин, Candida liprolytica - суров нефт. Маслото на повърхността на почвата се унищожава от Actmomycor elegans и Geotrichum marium.
Използването на Actmebacter sp. Дава 80% отстраняване на аромата след пет седмици. Разграждането на ароматните въглеводороди се извършва от Tycobactenum и Pseudomonus alcahgenes, които също разлагат халогенирани въглеводороди. Щамовете на Rhodococcus erutropolis, s Rochei се използват за биологично третиране на почви и почви от хлорофеноли. Концентрацията на хлорофенол не трябва да надвишава 200 mg/kg.
Фенолите в почвата се разлагат от Pseudotnonas auieofacms, P Fluorescens, Pseudomonas sp с ефективност от около 70%, както и от различни щамове Bacillus, Flavobactenum, Artiobactenum. Оптималната температура е -30-40 ° C. За разграждането на мазут, дизелово гориво, керосин, бензин, феноли и формалдехиди в почвата се използват широко препарати "Naggies", "Hydrobac", които намаляват концентрацията на екотоксиканта с 60% за пет дни. Biodetox био-пяните позволяват почистване на почвата или почвения слой с дълбочина 30 40 cm, разлагащи се петролни продукти, готовите биогени се съхраняват много дълго време.
В Русия бактериалните препарати "Devoroil" (RAS), "Bioprin (Oleovorin)" (VNIISintezbelok), "Putidoil" (ZapSibNIG-NI), "Ruden" (NII Genetics), "Soileks" (фирма "Polyinform", St. Petersburg) Preparash ефективно окислява петролни продукти, ароматни въглеводороди в температурен диапазон не 15-45 ° C при значителни начални концентрации на замърсители в почвата Изследванията на препарата "Oleovorin" на промишлените обекти на Северната железница показват, че след 3 месеца почвата е почистена с 78% Препаратът "Putidoil" ефективно почиства почвите от фенолсъдържащи утайки от траверси, импрегниращи растения с 90%. Бактериалният препарат "Soileks" има по-широк спектър на приложение, pH == 4 5-8 5, температура 10-42 ° C. След 20 дни почвата, съдържаща до 1% масло, се почиства на 90%.
Технологиите за биоабсорбция използват способността на бобовите растения и тревите да абсорбират и насърчават биоразграждането на маслото.За тази цел се отглеждат сорго, фуражен грах, люцерна, сладка детелина, ечемик и овес. Показана е надеждността на намаляването на замърсяването на почвата.
благодарение на жизнената дейност на земните червеи. Биотехнологиите имат редица недостатъци Биоразграждането е доста бавен процес, освен това, когато биомасата се разпада, възниква вторично замърсяване на околната среда поради отделянето на амоняк, сероводород, отделя се значително количество въглероден диоксид, което причинява парников ефект, топлина енергията се разсейва безвъзвратно.

Електрохимични технологии
Технологии, базирани на електрохимични методи, се използват за детоксикация на хлорирани въглеводороди, феноли и петролни продукти и обеззаразяване на почвата и почвата.При преминаване на електрически ток през почвите, едновременно се случва електролиза на водата в поровото пространство, електрофотация, електрокоагулация и електрохимично окисляване. фенолното окисление е 70-92% .Това образува до 40% от продуктите на непълно окисление на фенола, макар и по-малко токсично от фенола Ефективността на дезинфекцията е 95-99%.

MONTANA, DUPON и General Electric си партнират с отдела за енергетика и околна среда, за да тестват в голям мащаб технологията IASAGNA. Редове електроди бяха поставени в почвата успоредно на зоната, която се почиства. Консумацията на електроенергия и цената на неутрализацията зависят от първоначалната концентрация на екотоксиканта, електропроводимостта на почвата, насищането на водата, броя и размера на електродите и крайната концентрация и обикновено е 32-160 kW • h/t и 86-260 USD/m почва. Японската компания "OBAYASI" е разработила електрохимична технология за почистване на почвата на територията на демонтирани химически предприятия за пускане в обращение. Технологията осигурява висока степен на пречистване от токсични органични вещества до 25 артикула. Почистването на парцел от 15 m² изисква обработка с ток от 50 V DC с обща консумация на енергия 5 kW. Отнема три месеца за отстраняване на 90% от кадмий, цианид, олово, хром, живак и арсен.
Технологиите за електрокинетична обработка се използват за почистване на глинести и глинести почви с пълно или непълно водонасищане.При пренасянето на замърсяването в почвите и почвите под въздействието на постоянно електрическо поле, главната роля играят процесите на електроосмоза и електрофореза.Електрокинетичните технологии са използва се за почистване на почви и почви от тежки метали, цианиди, органохлор, нефт и нефтопродукти. Предимството на електрокинетичната технология е висока степен на контрол и управление на процеса на почистване поради факта, че замърсителите се движат по силовите линии на електрическото поле, чието разпределение се определя от местоположението на електродите със скорост, която зависи от силата на полето. Началните концентрации на екотоксикантите могат да бъдат намалени от 10-50 mg/kg на 1-10 mg/kg.
Параметри на електрокинетичния процес: напрежение на електродите 4-200 V, напрегнатост на полето 20-200 V/m, плътност на тока 0,5-5,0 A/m², разстояние между електродите 2-10 m, дълбочина на поставянето им - 2-50 m Максимален обем на почвата, наистина почистен чрез електрокинетична технология на едно място - 5505 m². Ефективността на почистване е 80-99%. Невъзможно е да се постигне високо пречистване без използването на химикали или разтвори на ПАВ. Разходите за почистване на почвата са от 120 до 170 щатски долара за 1 м³.
Разработен е метод за свръхвисокочестотно отопление за почистване на почвите и почвите от хлорорганичен хлор. Микровълновото оборудване ви позволява бързо да затоплите почвата и в същото време има бързо окисляване на органични молекули до топенето на скалите.
Импулсното ултравиолетово почистване е ефективно за почистване на почви, замърсени с трихлоретилен, тетрахлорид, хлороформ и други хлорирани въглеводороди с ниско молекулно тегло. При обработка на замърсена почва с неонови лампи се извършва хлорорганична фотоокисляване до HC l, CO2, H20 и е възможно образуването на формилхлорид HCOC l. Следователно ефективността на метода е задоволителна за ниски концентрации на хлорирани въглеводороди в почвата.
Лазерната енергия се използва за топене на почвата, съдържаща екотоксиканти, и капсулиране на замърсяването.
Горните технологии се използват рядко, те неутрализират малки количества замърсена почва с тяхна помощ, а прилагането на електромагнитни методи е изключително скъпо.
Обещаващ метод за свръхкритична екстракция с въглероден диоксид ви позволява да извличате всякакви органични съединения от почвата и почвата. Процесът на екстракция се извършва при налягане 350-400 kg/cm и температура 35,5 ° C. Ефективността на екстракция на метода може да достигне 100% при цялостно смесване на замърсената почва в реактора. Свръхкритичната екстракция е универсален, екологичен процес за неутрализиране на екотоксикантите от всички съществуващи. Технологията за пречистване, базирана на свръхкритична екстракция, обаче има ниска производителност (не повече от 100-200 kg/h) и високи капиталови разходи (500-700 USD за 1 kg отпадъци на час).
В момента простото механично отстраняване на замърсени почви с помощта на различни машини и тяхното отстраняване за погребване или неутрализация е широко разпространено. Механично смесване с вибрационно разделяне се използва в коловозите на руските железници за почистване на баласт от трошен камък - горната част на железопътната коловоза от фини частици и прах, съдържащи соли на тежки метали. Натрошеният камък по време на пресяването не се почиства от филмови петролни продукти. Степента на почистване на баласта от фини частици и прах не надвишава 50%.
За почистване на почвата и натрошения камък от тежки метали и петролни продукти механичното разбъркване се комбинира с измиване с вода. RAIL-PRO (HILVERSUM, Холандия) почиства баласт от трошен камък на железопътни коловози от петролни продукти и тежки метали чрез измиване с вода след основен ремонт на железопътната коловоза. До 95% от холандския баласт и до 60% от датския баласт се пречистват в завода, 12% от пречистения баласт с размер на зърната 64-32 мм се връща в технологичния процес на възстановяване на баласта, 70% със зърно с размер 32-4 и 4-0,5 мм се продава на строителни организации ... Фракция по-малка от 0,5 mm, която натрупва почти всички замърсители (петролни продукти и соли на тежки метали), се изпраща на депото за депониране. Цената на почистения баласт е $ 7-10 за 1 тон.
Технологията за механично измиване на почвите с вода е разработена от LURGI AG (Франкфурт на Майн, Германия) Първо, почвата се натрошава в дробилна инсталация до бучки под 100 mm и заедно с фината фракция се подава в барабан за измиване. В барабана за измиване, поради триенето и въздействието на частици една срещу друга, петролните продукти и солите на тежките метали преминават в течност. След пресяването на измития материал, грубата фракция се измива отново в барабан. Фината фракция (10-30%) от почвата се обезводнява в хидроциклон. Водата за измиване се почиства в скимер и се използва отново. Производителност на растенията - 1 тон почва на час. Разходите за почистване на един тон почва са 30-50 USD.
Подобни технологии за измиване са въведени в Русия. Рафинерията за нефт Шарикз (Салават, Башкортостан) е разработила технология за промиване на замърсени почви. Пясъчните почви, замърсени с масло, се измиват с повърхностноактивни разтвори, които се използват като OP-10 или оксиетилирани мастни киселини (OFA). Съотношението почва: разтвор 0,02% OD ° 10 е 1:16, степента на пречистване е 99,2%. При почистване на дерново-карбонатни почви от петролни продукти с разтвор на OP-10 с концентрация 0,02% при съотношение почва: разтвор 1:30, степента на извличане е 93,5%. След почистване почвата или почвата се връща за рекултивация.
За почистване на несвързани почви (пясък, трошен камък) от петролни продукти и феноли, Изследователският център "ЕКОЛОГИЯ" към Министерството на железниците на Русия (Новосибирск) разработи технология и произведе и постави на две железопътни платформи мобилен блок, базиран на ротационен принцип на смесване на замърсена почва и разтвор на ПАВ във вода. Разходите за почистване на един тон почва са 10-30 USD.
Една от най-големите в света и в Европа, компанията WATCO (Grirabergem, Дания) е специализирана в почистването на почвата и почвата от петролни продукти, органични вещества и тежки метали. Благодарение на богатия си опит и значителни мощности, компанията обработва над 300 милиона тона замърсени почви не само в Белгия, но и в Холандия. WATCO извършва почистване на почвите с вода за промиване, биозамърсяване на замърсени с ароматни вещества почви, извършва топлинна обработка на почвите при 800 ° C и пречиства водоносни хоризонти от тежки метали в адсорбционни колони. В зависимост от вида на почвата и вида на екотоксиканта в изследователския център, компаниите избират метод за неутрализация и технологична линия за неутрализиране на замърсяването с помощта на биологични, електрохимични или електрокинетични технологии.