technologie remediacji są liczne i zróżnicowane, ale można je ogólnie podzielić na metody ex-situ i in-situ. Metody Ex-situ obejmują wydobycie dotkniętych gleb i późniejszą obróbkę na powierzchni, a także wydobycie zanieczyszczonych wód gruntowych i oczyszczanie na powierzchni. Metody In situ mają na celu leczenie zanieczyszczenia bez usuwania gleby lub wód gruntowych. Opracowano różne technologie remediacji gleby/osadów zanieczyszczonych olejem.
tradycyjne metody rekultywacji polegają na wykopywaniu gleby i usuwaniu na wysypiska i wody gruntowe „pompuj i oczyszczaj”. Technologie In-situ obejmują między innymi: krzepnięcie i stabilizację, ekstrakcję pary glebowej, przepuszczalne bariery reaktywne, monitorowane naturalne tłumienie, bioremediację-fitoremediację, utlenianie chemiczne, ekstrakcję z parą wodną i desorpcję termiczną in situ i są szeroko stosowane w USA.
desorpcja Termicznaedytuj
desorpcja termiczna to technologia remediacji gleby. Podczas procesu desorber ulatnia zanieczyszczenia (np. olej, rtęć lub węglowodory), aby oddzielić je od gleby lub osadu. Następnie zanieczyszczenia mogą być zbierane lub niszczone w systemie oczyszczania gazów odlotowych.
wykopy lub pogłębianieedytuj
procesy wykopy mogą być tak proste, jak transport zanieczyszczonej gleby na regulowane składowisko, ale mogą również obejmować napowietrzanie wydobytego materiału w przypadku lotnych związków organicznych (LZO). Ostatnie postępy w bioaugmentacji i biostymulacji wydobytego materiału okazały się również zdolne do rekultywacji półlotnych związków organicznych (SVOCs) na miejscu. Jeśli zanieczyszczenie wpływa na dno rzeki lub zatoki, można przeprowadzić pogłębianie błota zatokowego lub innych glin mulistych zawierających zanieczyszczenia (w tym osad ściekowy ze szkodliwymi mikroorganizmami).Ostatnio, chemiczne utlenianie ExSitu zostało również wykorzystane w remediacji zanieczyszczonej gleby. Proces ten polega na wykopaniu zanieczyszczonego obszaru na duże obszary, gdzie są one poddawane obróbce metodami utleniania chemicznego.
surfaktant enhanced aquifer remediation (SEAR)Edit
znany również jako solubilizacji i odzysku, surfaktant enhanced aquifer remediation proces polega na wtrysku środków łagodzących węglowodory lub specjalnych środków powierzchniowo czynnych do podpowierzchni w celu zwiększenia desorpcji i odzysku związanego w inny sposób opornych cieczy niewodnej fazy (NAPL).
w formacjach geologicznych, które umożliwiają dostarczanie środków łagodzących węglowodory lub specjalnych środków powierzchniowo czynnych, takie podejście zapewnia opłacalne i trwałe rozwiązanie dla miejsc, które wcześniej nie powiodły się z wykorzystaniem innych metod naprawczych. Technologia ta jest również skuteczna, gdy jest wykorzystywana jako początkowy krok w wielopłaszczyznowym podejściu naprawczym wykorzystującym utlenianie SEAR, a następnie in situ, wzmocnienie bioremediacji lub ekstrakcję pary glebowej (SVE).
Pump and treatedytuj
Pump and treat polega na wypompowaniu zanieczyszczonej wody gruntowej za pomocą pompy zanurzeniowej lub próżniowej i umożliwia oczyszczanie wydobytej wody gruntowej przez powolne przechodzenie przez szereg naczyń zawierających materiały zaprojektowane do adsorbowania zanieczyszczeń z wód gruntowych. W przypadku miejsc zanieczyszczonych ropą naftową materiałem tym jest zazwyczaj węgiel aktywny w postaci granulatu. Odczynniki chemiczne, takie jak flokulanty, a następnie filtry piaskowe, mogą być również stosowane w celu zmniejszenia zanieczyszczenia wód gruntowych. Odpędzanie powietrza jest metodą, która może być skuteczna w przypadku lotnych zanieczyszczeń, takich jak związki BTEX występujące w benzynie.
w przypadku większości materiałów biodegradowalnych, takich jak BTEX, MTBE i większość węglowodorów, bioreaktory mogą być używane do czyszczenia zanieczyszczonej wody do niewykrywalnych poziomów. Dzięki bioreaktorom ze złożem fluidalnym możliwe jest osiągnięcie bardzo niskich stężeń zrzutowych, które spełnią lub przekroczą wymagania zrzutowe dla większości zanieczyszczeń.
w zależności od geologii i rodzaju gleby, pompowanie i oczyszczanie może być dobrą metodą szybkiego zmniejszenia wysokich stężeń zanieczyszczeń. Trudniej jest osiągnąć wystarczająco niskie stężenia, aby spełnić standardy rekultywacji, ze względu na równowagę procesów absorpcji / desorpcji w glebie. Jednak pompowanie i leczenie zwykle nie jest najlepszą formą remediacji. Oczyszczanie wód gruntowych jest kosztowne i zazwyczaj jest to bardzo powolny proces oczyszczania uwolnienia za pomocą pompy i leczenia. Najlepiej nadaje się do kontrolowania gradientu hydraulicznego i utrzymywania zwolnienia z dalszego rozprzestrzeniania. Lepsze opcje leczenia in situ często obejmują ekstrakcję powietrzną / glebową (AS/sve) lub ekstrakcję dwufazową/ekstrakcję wielofazową (DPE/MPE). Inne metody obejmują próby zwiększenia zawartości rozpuszczonego tlenu w wodach gruntowych w celu wspierania degradacji mikrobiologicznej związku (zwłaszcza ropy naftowej) przez bezpośrednie wstrzyknięcie tlenu do podpowierzchni lub bezpośrednie wstrzyknięcie zawiesiny, która powoli uwalnia tlen w czasie (zazwyczaj nadtlenek magnezu lub oksy-wodorotlenek wapnia).
krzepnięcie i stabilizacjaedit
prace krzepnięcia i stabilizacji mają dość dobre wyniki, ale także szereg poważnych niedociągnięć związanych z trwałością rozwiązań i potencjalnymi efektami długoterminowymi. Ponadto emisje CO2 wynikające z zastosowania cementu stają się również główną przeszkodą w jego powszechnym stosowaniu w projektach krzepnięcia/stabilizacji.
stabilizacja/krzepnięcie (S/S) to technologia remediacji i oczyszczania, która opiera się na reakcji między spoiwem a glebą, aby zatrzymać/zapobiec lub zmniejszyć mobilność zanieczyszczeń.
- stabilizacja polega na dodaniu odczynników do zanieczyszczonego materiału (np. gleby lub szlamu) w celu wytworzenia bardziej stabilnych chemicznie składników, a
- krzepnięcie polega na dodaniu odczynników do zanieczyszczonego materiału w celu nadania stabilności fizycznej / wymiarowej w celu przechowywania zanieczyszczeń w stałym produkcie i zmniejszenia dostępu czynników zewnętrznych (np. powietrza, opadów).
konwencjonalny S / S jest uznaną technologią remediacji zanieczyszczonych gleb i technologią oczyszczania odpadów niebezpiecznych w wielu krajach na świecie. Jednak wykorzystanie technologii S/S było stosunkowo niewielkie i zidentyfikowano szereg barier, w tym:
- stosunkowo niski koszt i powszechne stosowanie usuwania na wysypisko;
- brak autorytatywnych wytycznych technicznych dotyczących S/S;
- niepewność co do trwałości i szybkości uwalniania zanieczyszczeń z materiału poddanego obróbce S/S;
- doświadczenia z przeszłości złej praktyki w stosowaniu procesów stabilizacji cementu stosowanych w usuwaniu odpadów w latach 80. lata 90. (ends, 1992); i
- pozostała odpowiedzialność związana z unieruchomionymi zanieczyszczeniami pozostającymi na miejscu, a nie ich usunięciem lub zniszczeniem.
utlenianie in situedit
nowe technologie utleniania in situ stały się popularne w remediacji szerokiej gamy zanieczyszczeń gleby i wód gruntowych. Rekultywacja przez utlenianie chemiczne polega na wstrzyknięciu silnych utleniaczy, takich jak nadtlenek wodoru, Ozon, nadmanganian potasu lub nadsiarczany.
Gaz tlenowy lub otaczające powietrze mogą być również wstrzykiwane w celu promowania wzrostu bakterii tlenowych, które przyspieszają naturalne tłumienie zanieczyszczeń organicznych. Jedną z wad tego podejścia jest możliwość zmniejszenia niszczenia zanieczyszczeń beztlenowych naturalne tłumienie, gdy istniejące warunki zwiększają bakterie beztlenowe, które normalnie żyją w glebie preferują środowisko redukujące. Ogólnie rzecz biorąc, aktywność tlenowa jest znacznie szybsza niż beztlenowa, a ogólne wskaźniki niszczenia są zazwyczaj większe, gdy aktywność tlenowa może być skutecznie promowana.
Wtrysk gazów do wód gruntowych może również spowodować szybsze rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w zależności od hydrogeologii miejsca. W takich przypadkach zastrzyki obniżające przepływ wód gruntowych mogą zapewnić odpowiednie mikrobiologiczne niszczenie zanieczyszczeń przed narażeniem na wody powierzchniowe lub studnie zaopatrujące w wodę pitną.
migracja zanieczyszczeń metalowych musi być również brana pod uwagę przy modyfikowaniu podpowierzchniowego potencjału utleniania-redukcji. Niektóre metale są bardziej rozpuszczalne w środowiskach utleniających, podczas gdy inne są bardziej mobilne w środowiskach redukujących.
ekstrakcja oparów Glebowychedit
ekstrakcja oparów glebowych (sve) to skuteczna technologia remediacji gleby. „Ekstrakcja wielofazowa” (MPE) jest również skuteczną technologią remediacji, gdy gleba i wody gruntowe mają być rekultywowane przypadkowo. SVE i MPE wykorzystują różne technologie do obróbki lotnych związków organicznych (VOC) powstających po próżniowym usunięciu powietrza i oparów (i Voc) z podpowierzchni i obejmują granulowany węgiel aktywny (najczęściej stosowany historycznie), utlenianie termiczne i/lub katalityczne oraz kondensację pary. Ogólnie rzecz biorąc, węgiel jest używany do niskich (poniżej 500 ppmV) strumieni par voc, utlenianie jest używane do umiarkowanych (do 4000 ppmV) strumieni voc stężenia i kondensacji pary jest używany do wysokich (ponad 4000 ppmV) strumieni par voc stężenia. Poniżej znajduje się krótkie podsumowanie każdej technologii.
- Granulowany węgiel aktywny (Gac) jest stosowany jako filtr powietrza lub wody. Powszechnie stosowany do filtrowania wody z kranu w zlewach domowych. GAC jest wysoce porowatym materiałem adsorbującym, wytwarzanym przez ogrzewanie materii organicznej, takiej jak węgiel, drewno i łupina orzecha kokosowego, w przypadku braku powietrza, które jest następnie kruszone na granulki. Węgiel aktywny jest naładowany dodatnio i dlatego jest w stanie usunąć jony ujemne z wody, takie jak jony organiczne, Ozon, chlor, fluorki i rozpuszczone substancje organiczne przez adsorpcję na węglu aktywnym. Węgiel aktywny musi być okresowo wymieniany, ponieważ może stać się nasycony i niezdolny do adsorbcji (tj. zmniejszona wydajność absorpcji przy obciążeniu). Węgiel aktywny nie jest skuteczny w usuwaniu metali ciężkich.
- utlenianie termiczne (lub spalanie) może być również skuteczną technologią remediacji. Podejście to jest nieco kontrowersyjne ze względu na ryzyko związane z dioksynami uwalnianymi w atmosferze przez gazy spalinowe lub gazy odpływowe. Kontrolowane, wysokotemperaturowe spalanie z filtrowaniem spalin nie powinno jednak stwarzać żadnego zagrożenia. Dwie różne technologie mogą być stosowane do utleniania zanieczyszczeń wydobytego strumienia pary. Wybór termiczny lub katalityczny zależy od rodzaju i stężenia w częściach na milion objętościowo składnika w strumieniu pary. Utlenianie termiczne jest bardziej przydatne w przypadku wyższych stężeń (~4000 ppmV) napływających strumieni pary (które wymagają mniej użycia gazu ziemnego) niż utlenianie katalityczne przy ~2000 ppmV.
- utlenianie termiczne, które wykorzystuje system, który działa jak piec i utrzymuje temperatury w zakresie od 1350 do 1500 °F (730 do 820 °c).
- utlenianie katalityczne, które wykorzystuje katalizator na podłożu, aby ułatwić utlenianie w niższej temperaturze. System ten zazwyczaj utrzymuje temperatury w zakresie od 600 do 800 ° F (316 do 427 °c).
- kondensacja pary jest najskuteczniejszą technologią oczyszczania gazów odlotowych dla strumieni pary o wysokim stężeniu (ponad 4000 ppmV) VOC. Proces polega na kriogenicznie chłodzeniu strumienia pary do temperatury poniżej 40 stopni C, tak aby voc kondensowały się ze strumienia pary do postaci płynnej, gdzie są gromadzone w stalowych pojemnikach. Ciekła postać LZO jest określana jako gęste niewodne ciecze fazowe (DNAPL), gdy źródło cieczy składa się głównie z rozpuszczalników lub lekkie niewodne ciecze fazowe (LNAPL), gdy źródło cieczy składa się głównie z ropy naftowej lub produktów paliwowych. Ta odzyskana substancja chemiczna może być następnie ponownie wykorzystana lub poddana recyklingowi w sposób bardziej przyjazny dla środowiska lub ekologiczny niż opisane powyżej alternatywy. Technologia ta znana jest również jako kriogeniczne chłodzenie i kompresja (Technologia C3).
Nanoremediacjaedytuj
używanie Nano-wielkości reaktywnych środków do degradacji lub unieruchomienia zanieczyszczeń jest nazywane nanoremediacją. W nanoremediacji gleby lub wód gruntowych nanocząstki wchodzą w kontakt z zanieczyszczeniem poprzez wstrzyknięcie in situ lub proces pompowania i oczyszczania. Nanomateriały następnie degradują zanieczyszczenia organiczne poprzez reakcje redoks lub adsorbują i unieruchamiają metale, takie jak ołów lub arsen. W warunkach komercyjnych technologia ta była dominująco stosowana do rekultywacji wód gruntowych, z badaniami nad oczyszczaniem ścieków. Badania badają również, w jaki sposób nanocząstki mogą być stosowane do oczyszczania gleby i gazów.
nanomateriały są wysoce reaktywne ze względu na ich dużą powierzchnię na jednostkę masy, a dzięki tej reaktywności nanomateriały mogą reagować z docelowymi zanieczyszczeniami w szybszym tempie niż większe cząstki. Większość zastosowań terenowych nanoremediacji wykorzystuje nano żelazo zerowartościowe (nZVI), które może być emulgowane lub mieszane z innym metalem w celu zwiększenia dyspersji.
to, że nanocząstki są wysoce reaktywne, może oznaczać, że szybko zlepiają się lub reagują z cząstkami gleby lub innym materiałem w środowisku, ograniczając ich rozproszenie do docelowych zanieczyszczeń. Niektóre z ważnych wyzwań, które obecnie ograniczają technologie nanoremediacji, obejmują identyfikację powłok lub innych preparatów, które zwiększają rozproszenie środków nanocząstek, aby lepiej dotrzeć do docelowych zanieczyszczeń, przy jednoczesnym ograniczeniu potencjalnej toksyczności dla czynników bioremediacji, dzikiej przyrody lub ludzi.
Bioremediacjaedit
bioremediacja to proces, który traktuje zanieczyszczony obszar poprzez zmianę warunków środowiskowych w celu stymulowania wzrostu mikroorganizmów lub poprzez naturalną aktywność mikroorganizmów, powodując degradację docelowych zanieczyszczeń. Szerokie kategorie bioremediacji obejmują biostymulację, bioaugmentację i naturalną regenerację (naturalne tłumienie). Bioremediacja odbywa się w zanieczyszczonym miejscu (in situ) lub po usunięciu zanieczyszczonych gleb w innym bardziej kontrolowanym miejscu (ex situ).
w przeszłości trudno było zwrócić się do bioremediacji jako wdrożonego rozwiązania politycznego, ponieważ brak odpowiedniej produkcji mikrobów rekultywujących prowadził do niewielkich możliwości wdrożenia. Te, które wytwarzają drobnoustroje do bioremediacji, muszą zostać zatwierdzone przez EPA; jednak EPA tradycyjnie ostrożniej podchodzi do negatywnych skutków zewnętrznych, które mogą, ale nie muszą, wynikać z wprowadzenia tych gatunków. Jednym z ich obaw jest to, że toksyczne chemikalia doprowadziłyby do degradacji genów mikrobów, które następnie byłyby przekazywane innym szkodliwym bakteriom, tworząc więcej problemów, jeśli patogeny ewoluują zdolność do żerowania z zanieczyszczeń.
zapadające się mikropęcherzyki powietrznedytuj
Oczyszczanie zanieczyszczonych olejem osadów za pomocą samo zapadających się mikropęcherzyków powietrza zostało niedawno zbadane jako technologia wolna od chemikaliów. Do czyszczenia osadów zanieczyszczonych olejem można użyć mikropęcherzyków powietrza wytwarzanych w wodzie bez dodawania żadnego środka powierzchniowo czynnego. Technologia ta obiecuje stosowanie środków chemicznych (głównie środków powierzchniowo czynnych) do tradycyjnego mycia osadów zanieczyszczonych olejem.