Đề tài Xử lý tại chỗ

soil 11XỬ LÝ TẠI CHỖ Nguyễn Kim Thanh 2010 Các Khía Cạnh Chung loại bỏ chất ô nhiễm qua nước ngầm loại bỏ sự ô nhiễm qua khí đất loại bỏ bằng sự biến đổi sinh học hay hóa học Có thể: Dự đoán tốt về nồng độ còn lại và thời gian cần thiết để xử lý Kỹ thuật của hệ thống và sự tiến triển lạc quan. Một sự kiểm tra tốt trong quá tình xử lý Liqid permeability of several soiltypes Theo thực nghiệm nước ngầm có thể bơm hút khi K>0,1(m/d). Khí trong đất, Kmin = 0,01m/d. Hệ số thấm K1, có thể được tính theo định luật Darcy: - Q1 = lưu lượng chất lỏng (m3/s) - A = bề mặt dòng chảy (m2) - K1 = hệ số thấm (m2/Pa.s) - p/s = áp suất giảm (Pa/m) Darcy’law: q= ki*A (cm3/s) k=cm/s; i=cm/cm; A: cm2 v = - kdh/dl (v=ki) Phương Pháp Kỹ Thuật Quá trình rút khỏi của nước ngầm cuối cùng kết hợp với sự rỉ qua của nước sạch/nước được làm sạch Quá trình hút hơi nước trong đất Quá trình bơm khí Quá trình phục hồi sinh học Quá trình rút nước ngầm Quá trình rút nước ngầm thường chỉ dẫn đến những lần xử lý dài và rút một lượng nước lớn. Thường được kết hợp với: Giảm khu vực nước ngầm để tăng vùng không bảo hòa nhằm làm tăng việc áp dụng quá trình hút hơi nước trong đất. Giới thiệu dòng nước ngầm để làm tăng lượng oxy và chất dinh dưỡng có sẵn của vi sinh vật. Điều chỉnh và giảm tối thiểu sự lan rộng của chất ô nhiễm trong suốt quá trình bơm khí tại áp suất cao. Sự chậm trễ - R = hệ số chậm trễ (m3w/m3ds) - bulk = tỷ trọng khối của đất (kg/m3) -  = độ rỗng của đất (-) - foc = phần carbon hữu cơ (kgoc/kgdm) - Koc = hệ số partition nước-CHC (mw3/kgOC) số lượng những lần bơm (n) có thể được tính: Co = Nồng độ ban đầu của chất ô nhiễm (mol/l) Cn = Nồng độ sau n lần bơm (phục hồi) (mol/l) n = số lần bơm (-) R = hệ số chậm trễ (mw3/mds3) Khi cân bằng: Ln Co/Cdesired = n/R Những chất ô nhiễm mà có thể được xử lý bằng quá trình hút hơi nước: benzen, toluen, ethylebenzene, xylene, PER, Tri, gasoline, methylenechcloride Mục tiêu thiết kế của quá trình hút hơi nước trong đất là làm một hệ thống hút hơi nước trong đất mà hiệu quả nhất trong việc loại bỏ chất ô nhiễm (thời gian cũnh như tiền bạc). 3 khía cạnh quan trọng: - Đặc tính ô nhiễm - Dòng khí trong đất và tốc độ dòng chảy - Vị trí chất ô nhiễmkết hợp với dòng chảy của khí trong đất. Đặc tính chất ô nhiễm - Nếu áp suất hơi trên 100N/m2 thì phương pháp hút hơi nước trong đất có thể được áp dụng Dòng khí trong đất và tốc độ dòng chảy Vị trí chất ô nhiễmkết hợp với dòng chảy của khí trong đất Bơm hút khí ẩm - Air sparging (1) Việc thiết kế hệ thống xử lý dựa vào: - Độ dàn trải của chất ô nhiễm theo chiều ngang - Bán kính ảnh hưởng (ROI) của khí được bơm vào. Điều này sẽ xác định được bằng áp suất khí được bơm vào. - Tăng cường dòng nước ngầm. Nếu có lớp nổi trên dòng nước thì sự trải rộng của chất ô nhiễm sẽ xảy ra dẫn đến vị trí mực nước ngầm tăng. - Bán kính ảnh hưởng của phương pháp hút hơi nước trong đất. Dòng hút hơi nước trong đất phải trội hơn dòng khí được bơm vào để tránh sự lan rộng của chất ô nhiễm. Sự hoạt động tối ưu: gián đoạn K >10-3m/s. (2) Sinh học tại chỗ (In situ – bioremediation) Phương pháp xử lý sinh học có thể được tăng cường bằng cách thêm vào chất dinh dưỡng hoặc chủ thể nhận điện tử. (3) Xử lý kết hợp Gia tăng vùng không bão hòa bằng cách hút nước ngầm để tách hơi nước trong đất Kết hợp phương pháp hút hơi nước trong đất với xử lý sinh học: bằng cách hút các thành phần dễ bay hơi trong đất sẽ bị loại bỏ và oxy sẽ được thêm vào để kích thích quá trình chuyển hóa sinh học. Kết hợp thổi khí và hút hơi nước trong đất: những thành phần dễ bay hơi sẽ bị loại bỏ bằng cách bơm khí vào, khí bị ô nhiễm sẽ bị hút ra bằng phương pháp hút hơi nước trong đất. Thổi khí kết hợp (và hút hơi nước trong đất) kết hợp với xử lý sinh học: loại bỏ khu vực đã bảo hòa và kích thích sự chuyển hóa sinh học trong khu vực bão hòa cũng như chưa bão hòa. Thổi khí và hút hơi nước trong đất kết hợp với hút nước ngầm: để tránh làm tăng dòng nước ngầm và do đó tránh sự trải rộng không được kiểm soát của chất ô nhiễm. Quá trình hút hơi nước trong đất Bơm hút hơi nước Bài tập ví dụ Một nhà máy sơn có diện tích 30m*20m, bị nhiễm toluene trong tầng bão hòa sâu từ 2-4m dưới mặt đất. Mực nước ngầm sâu 1,5 m bên dưới mặt đất. Trong nước ngầm nồng độ toluene là 302.3g/m3. (C1= 23mol CH1,14/m3, MWtoluene = 13,34). Đất này là đất cát có 9% là chất hữu cơ (fom=0,09) với εt= 0.48. tỷ trọng của phần rắn là 2600kg/m3. Hệ số hấp thụ của chất hữu cơ và nước KOM là =4,25*10-2 (m3/kgOM). Người chủ của nhà máy muốn giảm nồng độ của tầng nước ngầm trong 1 năm xuống giá trị mong muốn là 0,2μg/l bằng cách bơm hút nước và xử lý đã nước hút lên. 1. hãy tính lượng nước cần bơm hút và xử lý - Kết quả tính cho thấy là lượng nước cần bơm hút quá lớn và như vậy là không kinh tế. Người chủ muốn tìm phương pháp khác và xử lý sinh học được đề nghị. 2. Hãy tính lượng nồng độ chất ô nhiễm trong phần rắn (mg/kg) Trong đất toluene bị phân hủy với nitrate như là chất nhận điện tử (theo HNO3) tạo ra CO2 và CH4 cũng như VSV theo phương trình CH1.14 + αHNO3  βCO2 + σCHaObNc + εN2 3. hãy tính phần trăm phân tử mol của đất ô nhiễm. sự khác nhau so với composting CTR như thế nào?. Giả sử là MW cát = MW toluene. hãy cân bằng phương trình phản ứng. yield = 0,45 và công thức của VSV là CH1.8O0.5N0.2 CÁC VÍ DỤ KHÁC Soil flushing: rửa đất ô nhiễm (USEPA, 1996) Mô hình trích ly bằng khí chất ô nhiễm -những chất có H>0.1 USEPA, 2006