Возможность технологии восстанавливать почвы до приемлемого уровня
Минимальная концентрация загрязняющего вещества, которая может быть достигнута при использовании данной технологии восстановления.
Оценки:
1 = менее 5 мг/кг почвы;
2 = 5-50 мг/кг почвы;
3 = более 50 мг/кг почвы.
Время, необходимое для полной очистки
«Стандарт» – 0.41 га и глубина 3.04 м. Масса почвы 18200 тонн.
| Оценки для ex situ технологий 1 = менее 6 месяцев; 2 = 6 мес. – 1 год; 3 = более 1 года. | Оценки для in situ технологий 1 = менее 6 месяцев; 2 = 1-3 года; 3 = более 3 лет. |
Надежность и техническое обслуживание
Уровень сложности системы или технологии.
Оценки:
1 =высокая надежность и низкие требования к техническому обслуживанию;
2 = средняя надежность и средние требования к обслуживанию;
3 = низкая надежность и высокие требования к обслуживанию.
Данные, необходимые для планирования и осуществления полного восстановления
Необходимость предварительных исследований. Сюда могут быть включены возможность проверки данных, оценка экологического воздействия, реальность осуществления исследований, пилотное тестирование, характеристика поверхностного слоя, моделирование и др.
Оценки:
1 = требуются некоторые дополнительные данные, наличие которых не повлияет на время восстановления или на значительное увеличение стоимость процесса;
2 = требуются существенные усилия для моделирования участка загрязнения или для оценки успешного применения предлагаемых методов;
|
|
|
3 = требуются значительные характеристики/исследования. Они будут воздействовать на восстановительный план работ и составлять основную стоимость проекта.
Безопасность
Некоторые нормы, характеризующие безопасность рабочих, населения и окружающей среды. Это также может включать мониторинг технологий и процессов восстановления.
Оценки:
1 = минимальные требования;
2 = «средние» требования;
3=высокая степень неопределенности, связанная с контролем/мониторингом или значительные и/или долговременные усилия, требующиеся в течение восстановительного процесса.
Общественное одобрение
Степень принятия данной технологии общественностью. Это, в первую очередь, зависит от страны и уровня общественного развития.
Оценки:
1 = минимальное сопротивление со стороны общественности;
2 = общественностью дается положительная оценка технологиям, но возможны некоторые осуждения;
3 = серьезные затруднения, связанные с общественным мнением, результат точно неизвестен.
1.2. ЗАРУБЕЖНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
1.2.1. EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
А. Механические методы
Механическое разделение (19)
Основные классы загрязняющих веществ: полулетучие органические вещества, топливо, радионуклиды.
|
|
|
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | N/A | 2 | 2 | 2 | 1 | 2 |
Описание: Процесс разделения сокращает объем загрязненной почвы за счет селективно удаленной порции, содержащей загрязняющие вещества. Обычно используют технические приемы, включающие гравитационное или циклонное разделение, ситовое/сетчатое и магнитное разделение.
Преимущества: Данная методика позволяет значительно уменьшить объем загрязненной почвы.
Данный технический прием успешно использовался многие годы при обработке муниципальных отходов.
Недостатки: Данный метод недостаточно хорошо работает в случае гомогенного распределения загрязняющих веществ в почве. При этом нельзя достичь полного очищения выделенной почвы при использовании данной технологии, необходим последующий процесс восстановления.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
А. Механические методы
Экскавация и последующий вывоз загрязнения (20)
Основные классы загрязняющих веществ : все
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 3 | N / A | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
Описание: Загрязненную почву экскавируют и помещают в специальные удобренные резервуары. В некоторых случаях необходима дополнительная обработка почвы предшествующая ее транспортировки и захоронению.
|
|
|
Недостатки: Стоимость работ может быть весьма высока.
Не происходит естественного восстановления почвенного слоя. В связи с этим почву после восстановления необходимо помещать в исходное место экскавации.
Возможно общественное неодобрение по поводу транспортировки (захоронения) загрязненной почвы вблизи населенных районов.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Сжигание отходов (1)
Основные классы загрязняющих веществ : все органические соединения.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное одобрение |
| 3 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 |
Описание: Используются высокие температуры порядка 850-2200 0С в целях более полного удаления и сжигания вредных органических отходов в потоке кислорода. Для обеспечения достаточно полного разложения нежелательных газов горения (например, диоксинов) печам прокаливания необходим определенный дизайн конструкции и операции управления.
|
|
|
Сжигание проводят в печах кипящего слоя, барабанных, циклонных, распылительных.
Преимущества: Сжигание отходов является одним из наиболее хорошо изученных и известных методов обработки.
Данным методом можно обработать широкий ряд органических отходов, включая хлорированные соединения.
Недостатки: Может потребоваться предварительная обработка для удаления тяжелых металлов в следующих случаях:
· тяжелые металлы остаются в твердом остатке или в дымовых газах;
· тяжелые металлы могут реагировать с хлором с образованием соединений, более летучих или токсичных, чем первоначальные загрязнители.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Термическая десорбция (2)
Основные классы загрязняющих веществ: полулетучие галогенсодержащие и другие органические соединения.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное одобрение |
| 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 |
Описание: При термической десорбции вода и органические загрязнители во вредных выбросах улетучиваются благодаря нагреванию отходов до умеренно высоких температур порядка 100-550 0С. Однако, в отличие от процесса прокаливания, газообразные отходы скапливаются (через проводящий газ или вакуумную систему) и обрабатываются в сепараторе. Низкотемпературный процесс подразумевает меньшие затраты энергии на единицу массы обработанного вещества. Тем не менее, летучие органические соединения могут не полностью прореагировать при этих температурах, что делает необходимым проведение вторичной обработки материала.
Данная технология направлена на утилизацию полулетучих галогенсодержащих и галогеннесодержащих соединений, хотя она также может применяться и к другим органическим веществам.
Преимущества: По сравнению с процессами прокаливания стоимость данной технологии ниже.
Применяется для широкого ряда загрязнителей.
Недостатки: Термическая десорбция имеет некоторые ограничения для тяжелых металлов, главным образом заключающиеся в том, что они остаются в твердом остатке и в процессе обработки могут образовывать токсичные побочные продукты.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Экстракция почвы паром (3)
Основные классы загрязняющих веществ: летучие галогенсодержащие и другие органические соединения.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 2 | 3 | 2 | 1 | 2 | 2 |
Описание : Проба помещается в вакуумную камеру для концентрирования летучих органических соединений. Пары улавливаются и обрабатываются в низкопоточном аппарате. При этом тяжелые металлы остаются в почве.
Преимущества: Рассматриваемый процесс достаточно прост.
В некоторых случаях загрязняющие вещества могут быть выделены в качестве полезного продукта.
Недостатки: Высокий уровень органического вещества препятствует улетучиванию данных соединений.
Метод применим не ко всем типам почв.
Может наблюдаться не полное удаление нелетучих или низко летучих органических веществ.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Промывка почвы (4)
Основные классы загрязняющих веществ: галогенсодержащие и другие низколетучие органические вещества, топливные гидрокарбонаты, неорганические вещества.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 |
Описание: Десорбция загрязняющих веществ из почвы осуществляется в промывных барабанах под высоким давлением. Для более полной десорбции органических веществ или тяжелых металлов в воду добавляют выщелачивающие агенты, поверхностно-активные или хелатирующие вещества. Хотя данные вещества активно используют в процессах десорбции загрязнителей, они приводят к значительному возрастанию стоимости процесса. Кроме того, их применение требует дополнительной очистки почвы в целях ее нейтрализации.
Преимущества: Промывка почвы – это хорошо освоенный и универсальный метод обработки.
Недостатки: Эта технология наиболее эффективна для грубых и песчаных почв.
Высокий уровень органических веществ затрудняет десорбцию.
Возможны сложности с удалением низко дисперсных частиц почвы (ил, глина) из промывных вод, которые могут содержать высокие концентрации токсичных веществ. Кроме того, полученные промывные воды необходимо подвергать дополнительной обработке и утилизации.
Для обработки почвы, содержащей сложную смесь загрязняющих веществ, требуется неоднократное промывание.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Затвердевание/стабилизация (5)
Основные классы загрязняющих веществ: неорганические вещества, тяжелые металлы. В некоторых случаях этот метод используют для восстановления почв, содержащих органические вещества.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | N / A | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
Описание: Токсичные вещества связываются физически путем перемешивания с мало проницаемой массой (затвердевание), а также посредством химических реакций, проводимых между стабилизирующими агентами и загрязняющими веществами в целях их демобилизации (стабилизация). Для затвердевания часто применяют механическое перемешивание загрязненной почвы с цементом или битумом/асфальтом в целях образования прочной массы с низкой скоростью выщелачивания. Природа загрязненной почвы и соотношение почва/затвердевающий агент определяют конечные характеристики массы. При стабилизации используется та или иная химическая реакция для связывания загрязняющего вещества с субстратом или же для получения менее мобильных соединений, содержащих отравляющие вещества.
Преимущества: Затвердевание/стабилизация – относительно не дорогие методы обработки почв, зараженных неорганическими веществами.
Эта технология проста в применении.
Недостатки: В результате демобилизации загрязняющих веществ не происходит их полного удаления из почвы и уменьшения токсичности данных соединений.
Объем конечной массы может быть вдвое больше, чем первоначальная загрязненная почва.
Образующаяся масса может проявлять некоторые токсичные свойства и поэтому нуждается в контроле.
При применении данной технологии необходим долгосрочный мониторинг местности.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Экстракция растворителем (7)
Основные классы загрязняющих веществ: галогенсодержащие, низколетучие органические вещества, пестициды, тяжелые металлы. Эту технологию может также применять и к некоторым летучим органическим веществам, к топливам и органически связанным тяжелым металлам.
| Общая стои-мость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность, техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 3 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Описание: Загрязненная почва и растворитель (или кислота) смешиваются в реакторе, в котором загрязняющие вещества переходят в растворитель. Элюат затем перерабатывается, с целью удаления загрязняющих веществ, и используется вторично.
Экстракция может проводиться в промывных барабанах летучими растворителями с последующей отгонкой их остатков паром.
Преимущества: Выше описанный метод – один из немногих способов, который может быть использован для удаления широкого диапазона загрязняющих веществ.
Недостатки: Использование метода менее эффективно при очистке почв от высокомолекулярных и гидрофильных органических веществ.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
Г. Химические методы
Дегалогенирование (6)
Основные классы загрязняющих веществ: галогенсодержащие, низколетучие органические вещества, пестициды.
| Общая стои-мость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 3 | 1 | 1 | 3 | 2 | 2 | 2 |
Описание: Реагентом в реакциях дегалогенирования служит полиэтиленгликолят, который вместе с загрязненной почвой смешивают и нагревают в циклическом реакторе. В течение реакции устраняются галогены, субстрат становится менее токсичным.
Преимущества: Выше описанный метод – один из немногих способов успешного устранения полихлорированных бензолов (ПХБ).
Этот метод может быть использован для высоко токсичной почвы.
Недостатки: Процесс не выгодный по стоимости для большого объема загрязненных земель.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
Г. Химические методы
Химическое восстановление/окисление (8)
Основные классы загрязняющих веществ: неорганические вещества. В некоторых случаях процессы восстановления/окисления применяют и к летучим галогеннесодержащим и низко летучим органическим соединениям, топливным гидрокарбонатам и пестицидам.
| Общая стои-мость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
Описание: С помощью реакций восстановления/окисления токсичные загрязняющие вещества переводят в менее токсичные соединения, более стабильные и/или инертные. В качестве реагентов используют озон, пероксид водорода, гипохлориды, хлор и диоксид хлора. Проведение реакций восстановления/окисления при УФ-облучении способствует более эффективному протеканию процессов.
Преимущества: Технологии успешно используются во многих химических процессах дезинфекции почв, удаления цианидов и др.
Недостатки: Присутствие нефти и масел конкурирует с загрязняющими веществами.
Удаление загрязнения может быть не полным и приводить к образованию промежуточных токсичных веществ.
Процесс невыгоден для почв, содержащих высокие концентрации загрязняющих веществ, так как это приводит к избытку требуемых окислителей.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Сельскохозяйственная обработка почвы (9)
Основные классы загрязняющих веществ: негалогенсодержащие летучие органические вещества, топливные углеводороды.
| Общая стои-мость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 |
Описание: По данной технологии загрязнённую почву перекапывают с целью увеличения доступа кислорода воздуха к почвенным микроорганизмам и возрастания скорости естественной биодеградации. Почву разбрасывают по территории и периодически перекапывают для улучшения аэрации. Обрабатываемые участки обычно огораживают посадками для ограничения загрязненного стока. Степень восстановления почвы определяется её типом, климатическими факторами (количеством осадков, температурой), степенью и видом загрязнения, а также присутствующими микроорганизмами.
Данная технология может быть использована по отношению к почвам, загрязненным летучими и полулетучими галогенсодержащими соединениями, негалогенсодержащими полулетучими органическими соединениями, пестицидами. Однако не все выше перечисленные стойкие загрязняющие вещества могут подвергаться биодеградации при применении рассматриваемой технологии.
Преимущества: Использование данной технологии не требует квалифицированного персонала и существенного контроля.
Определенные классы загрязняющих веществ могут быть полностью удалены из почвы посредством применения данной технологии.
Данный метод является естественным биологическим процессом, сопровождающим возделывание сельскохозяйственных земель.
Недостатки:Применение данной технологии требует длительного времени.
Концентрацию некоторых стойких токсикантов не всегда удается снизить до предельного уровня, вследствие чего обработка почв эффективна только для ограниченного числа загрязнителей.
Слив необходимо собирать с дальнейшей переработкой.
Данный метод не применим к почвам, содержащим тяжелые металлы и неорганические соединения.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Использование биореакторов (10)
Основные классы загрязняющих веществ: негалогенсодержащие летучие органические вещества, топливные углеводороды
| Общая стои-мость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Описание:Биореакторы значительно различаются по своим рабочим характеристикам, но их принципиальное назначение заключается в стимулировании скорости биологической деградации посредством выбора оптимальной температуры, концентрации загрязняющих веществ, степени аэрации и других факторов. Опыт показывает, что действие почвенных микроорганизмов достаточно эффективно, и они способны адаптироваться к различным условиям окружающей среды.
Согласно методике, почву перемешивают с водой и другими реагентами и помещают в реактор периодического действия. Эту массу выдерживают при контролируемых рабочих условиях, при необходимости добавляя кислород и питательную среду до окончания процесса. Затем почву обезвоживают, а полученную жидкость используют вновь (используют вторично или утилизируют).
Аэробные (насыщенные кислородом) системы эффективны для основных загрязнющих веществ, в то время как анаэробные биореакторы наиболее эффективны в случае галогенсодержащих углеводородов, которые подвергаются дегалогенизации прежде, чем происходит их собственный распад.
Преимущества: Метод является достаточно быстрым по сравнению с другими биологическими методами восстановления почв.
Данная технология может быть частично использована по отношению к загрязненным глинам.
Недостатки: Эффективность использования данной технологии в значительной степени зависит от особенностей почв и химических свойств загрязненной среды.
Необходим контроль за процессом восстановления почв.
Стоимость данной технологии существенно зависит от степени доочистки (воды и почвы), предварительной обработки и отбора газа, а также используемого оборудования. Использование биореакторов мало эффективно для почв, загрязненных тяжелыми металлами.
1.2.2. ТЕХНОЛОГИИ IN SITU
А. Механические методы
Системы сдерживания/Реакционные стены/Барьеры (13)
Основные классы загрязняющих веществ: все
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | N / A | N / A | 1 | 2 | 3 | 2 |
Описание: Системы сдерживания и барьеры – это механические системы, которые устанавливаются для препятствования распространения загрязнения за пределы загрязненной области. Обычно их располагают так, чтобы предотвратить миграцию загрязняющих веществ, которая обычно происходит с водным потоком. Для образования сдерживающих систем обычно используют смесь бентонита (глинистого минерала) и почвы; бентонит – как адсорбент, позволяет воде просачиваться, сдерживая при этом загрязнения путем абсорбции. Цеолиты (алюмосиликаты, содержащие воду) или реакционные сетки также могут использоваться для химического связывания или изменения свойств токсичных веществ.
Системы барьеров могут представлять собой широкие полосы сцепленных награждений, замороженные твердые стены или специальные средства, которые затвердевая, блокируют течение жидкости.
Преимущества: Не требуется длительного времени для установки блокирующих систем.
Требуется относительно небольшое время для оценки распространения загрязнения.
Применение метода не требует комплексного исследования загрязненной территории.
Недостатки: Система блокирования – это всего лишь механическое сдерживание загрязняющих веществ в источнике их образования, которое используется до момента разработки плана восстановления территории.
Необходим мониторинг системы для эффективности блокирования загрязнения.
Повреждение системы барьеров может понизить их эффективность.
Необходима оценка состояния подземных вод для правильного проектирования системы блокирования.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
А. Механические методы
Изолирование загрязнения (21)
Основные классы загрязняющих веществ: не определены.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | N/A | N/A | 1 | 1 | 2 | 2 |
Описание: Непроницаемый слой (цемент, асфальт, нефтяной битум или более сложные системы, состоящие из асфальтеновых веществ с наполнителями) устанавливается над загрязненной областью в целях её изоляции. С помощью последующего мониторинга принимаются решения относительно дальнейшего удаления данного загрязнения или его обеззараживания.
Преимущества: Относительно дешевый метод.
Использование данного способа позволяет быстро изолировать источник загрязнения (например, разлив токсичной жидкости).
Недостатки: Не позволяет восстанавливать загрязненную территорию.
Применение данного метода ограничивает потенциальное использование изолированного участка в будущем.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Экстракция почвы паром (11)
Основные классы загрязняющих веществ: галогенсодержащие и другие летучие органические соединения.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 |
Описание: Данный метод включает использование экстракционных резервуаров для создания вакуума и градиента давления. Пар собирают и обрабатывают в сепараторе. Метод эффективен только в случае летучих соединений (постоянная Генри > 0.01). На время экстракции в большой степени влияет проницаемость почвы.
Преимущества : При применении данной технологии не требуется усиленного контроля используемого оборудования.
В связи с тем, что загрязняющие вещества находятся под вакуумом, существует вероятность выбросов данных веществ в окружающую среду.
Данный метод используется уже многие годы.
Недостатки: Высокие концентрации органических веществ ограничивают испарение токсикантов.
Ухудшает микробиологическое состояние почвы.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Экстракция почвы паром при повышенных температурах (12)
Основные классы загрязняющих веществ: галогенсодержащие и другие низко летучие органические соединения.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 |
Описание: Подобно экстракции почвы паром по технологии ex situ, применение данной технологии требует дополнительного источника тепла. Дополнительный нагрев увеличивает летучесть веществ, что способствует более полному их удалению. В качестве источников тепла могут выступать горячий воздух или закачиваемый пар, электро/радиочастотный нагреватель. Следует принимать во внимание возможное взаимодействие токсичных веществ со средой. В зависимости от используемого оборудования могут достигаться различные температуры нагревания субстрата.
Данная технология может быть использована по отношению к пестицидам, летучим органическим соединениям или топливу.
Преимущества: Ввиду того, что загрязняющие вещества находятся под вакуумом, вероятность попадания их в окружающую природную среду снижается.
Недостатки: Технология может оказаться неэффективной ввиду наличия гетерогенного субстрата.
Чрезмерное увлажнение почвы может препятствовать удалению токсикантов.
Технология работает только в вадозной зоне.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Электромелиорация (14)
Основные классы загрязняющих веществ: тяжелые металлы, полярные органические соединения.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 2 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 |
Описание: Электроды располагают в почве таким образом, чтобы зараженная зона оказалась между ними. Под действием электрического поля постоянного тока загрязняющие вещества мигрируют сквозь почву к аноду и катоду. Затем они проходят ряд стадий, включающих осаждение, адгезию на поверхности электрода или обработку ex situ на очистительном оборудовании. В зависимости от типа загрязняющего вещества потоки жидкости (возможно содержащие специфические добавки для более полной десорбции загрязняющих веществ) могут дополнительно циркулировать через обрабатываемые участки с целью увеличения подвижности токсикантов.
Преимущества: Данный метод потенциально может применяться для удаления металлосодержащих загрязняющих веществ высоких концентраций.
Недостатки: Электромелиорация является развивающейся технологией: не установлено будет ли этот метод эффективно работать для широкой выборки почв и загрязняющих веществ.
Данный метод чувствителен к гетерогенным поверхностям, встречающимся в обрабатываемой зоне. Это предполагает проведение дополнительной экстенсивной обработки участка.
Последствием применения электромелиорации является закисление обрабатываемого участка (величина рН часто составляет 2-4).
Химические процессы, входящие в процесс электромелиорации (например, электрохимические реакции, механизмы миграции) являются довольно сложными. Во многих случаях, перед крупномасштабной обработкой почвы, требуется предварительный отбор проб.
Реакции восстановления/окисления могут приводить к образованию нежелательных побочных продуктов.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Промывка почвы (15)
Основные классы загрязняющих веществ: галогенсодержащие и другие летучие органические соединения, неорганические соединения, радионуклиды.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Описание: Подобно технологии ex situ, для вымывания загрязняющих веществ из почвы используется вода (со специальными добавками). Впоследствии используемая вода собирается и очищается. При использовании данной технологии необходимо учитывать наличие грунтовых вод с целью избежания их загрязнения.
Преимущества: Применяется для широкой выборки загрязняющих веществ.
Может использоваться для быстрой и адекватной очистки недавно образовавшегося загрязнения (например, случайно пролитая жидкость).
Недостатки: В результате неправильной обработки могут образовываться каналы на поверхности почвы, задерживающие остаточные загрязнения. Для избежания образования таких каналов необходимо заранее определять условия применения данного метода.
Использование активирующих веществ, используемых для увеличения подвижности связанных токсикантов, может способствовать дополнительной обработки почвы.
Метод мало эффективен для почв с низкой проницающей способностью.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Стабилизация/Затвердевание (16)
Основные классы загрязняющих веществ: неорганические вещества, тяжёлые металлы. В некоторых случаях метод может быть использован для обработки почв, загрязненных органическими веществами.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | N / A | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 |
Описание: По существу, данная технология идентична технологии стабилизация/затвердевание ex situ. Загрязняющие вещества заключаются в стабилизированную массу либо физическим методом (затвердевание), либо же химически. Химические процессы индуцируются между стабилизирующим агентом и загрязнителем и снижают подвижность последнего (стабилизация). Затвердевание достигается при многократном перемешивании загрязнённой почвы с цементом (это является наибольшей сложностью в применении к in situ). В результате этого процесса образуется масса с низкой степенью выщелачивания. Природа загрязнённой почвы и соотношение почва/реагент обуславливают конечные характеристики затвердевшей массы. В результате стабилизации образуются либо менее подвижные соединения, либо загрязнения связываются в субстрат. Это является быстрым и дешевым способом фиксации загрязняющих веществ на поверхности, но с другой стороны усложняет окончательную очистку.
Преимущества: Затвердевание/стабилизация являются относительно недорогими и простыми методами обработки почв, загрязнённых неорганическими соединениями.
Недостатки: Загрязнения не утилизируются, а только превращаются в менее подвижные.
В процессе затвердевания объём конечной массы удваивается по сравнению с первоначальным объёмом загрязненной почвы.
Факторы окружающей среды оказывают влияние на продолжительность применения данных технологий.
Необходим контроль качества конечной массы, так как она может быть токсична.
Для определения совместимости процесса с качеством загрязнения и окружающими условиями может потребоваться дополнительный мониторинг.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Биоремедиация (17)
Основные классы загрязняющих веществ: летучие и полулетучие галогенсодержащие и другие органические соединения, топливные углеводороды.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 2 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 |
Описание: В настоящее время данный технический приём является предметом научных исследований. Метод основан на стимулирующем действии аборигенных почвенных микроорганизмов за счет внесения в почву питательных, кислородсодержащих и/или других компонентов, которые обычно добавляют в почву путем распыления их водных растворов или же путем запашки. При использовании данного метода часто необходима экстракция добавленной жидкости, так как в нее могут попадать загрязняющие вещества.
Недостатки: Рассматриваемый метод чувствителен к гетерогенным поверхностям, в результате чего в почве могут оставаться загрязняющие вещества.
Высокий уровень загрязнения может привести к стерилизации почвы.
Необходимо производить оценку уровня подземных вод.
Микроорганизмы могут быть недостаточно эффективными для всех типов присутствующих загрязнений.
Метод не применим для восстановления почв, загрязненных тяжёлыми металлами.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Фитомелиорация (18)
Основные классы загрязняющих веществ: некоторые органические соединения, тяжелые металлы, радионуклиды.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 2 | 3 | 2 | 3 | 2 | 1 |
Описание: Данный метод основан на посеве стойких к нефтяным загрязнениям и активизирующих почвенную микрофлору растений. Такие растения способствуют процессам разложения, стабилизации или устранения загрязняющих веществ из почвы.
Данная технология применяется в основном на окончательной стадии рекультивации загрязненных почв. При этом органические загрязняющие вещества могут модифицироваться в области корневой системы растений, а также в черенках или листьях.
Преимущества : Данный метод достаточно дешевый и не требует сложного технического обслуживания.
Недостатки: Фитомелиорация - технология, применяемая в крайних случаях, её рабочие характеристики и стоимость не достаточно оправданы.
Корни растений способны эффективно очищать почву только на определённой глубине.
От остатков растений необходимо избавляться как от вредных отходов.
Очистка сильно загрязнённых почв может быть слишком долгосрочной. Ввиду этого экономически целесообразнее использовать данный метод для восстановления почв с низкой концентрацией загрязнения.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Естественное разложение (22)
Основные классы загрязняющих веществ: негалогенсодержащие органические соединения, топливо.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 2 | 3 | 1 | 3 | 2 | 2 |
Описание: Данный метод не является активной технологией восстановления почв; он основывается на самоочищающейся способности окружающей среды (обычно посредством активизации аборигенной микрофлоры). Главная задача ремедиатора правильно оценить возможность использования этого метода на данной территории и проследить распространение загрязнения и очистку до завершения процесса.
Преимущества: Относительно дешевый метод.
Недостатки:В целях гарантии отсутствия риска для окружающей природной среды необходим длительный мониторинг загрязненной области.
Естественные процессы разложения загрязняющих веществ полностью не позволяют очистить территорию до требуемого уровня.
Данный метод может быть достаточно долгосрочным.
1.3. ЗАРУБЕЖНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОЧВ, НАХОДЯЩИЕСЯ
НА СТАДИЯХ РАЗРАБОТОК И ВНЕДРЕНИЯ
Ниже приводится описание нескольких новых технологий, разработанных в зарубежных лабораториях. Данные технологии находятся на стадии разработки и ещё не находят широкого применения. Более подробная информация об этих методах может быть получена в МНЦ-ЮНИДО в г. Триесте (Италия).
1.3.1. ТЕХНОЛОГИИ EX SITU
Полимерная адсорбция (23)
Основные классы загрязняющих веществ: тяжелые металлы.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| N / A | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 |
Описание: Для очистки загрязнённых почв используют водорастворимые полимеры, обладающие сродством к тяжёлым металлам. Растворы полимеров пропускают через почву, в результате чего происходит десорбция металлов из почвы за счет связывания их полимером. Благодаря своему строению, полимер проходит через почву, не сорбируясь. Затем раствор полимера обрабатывают по технологии ex situ для освобождения от металлов. Металлы восстанавливают, а полимер возвращают в повторный цикл. Высокая водная растворимость, способность к связыванию металлов и высокий молекулярный вес при наличии компактной структуры полимера обусловливают его уникальные свойства для удаления тяжелых металлов из загрязнённых почв.
Другая область использования таких полимеров включает обработку подземных и сточных вод.
Преимущества: Технология эффективна для удаления таких токсичных металлов, как свинец, хром и кадмий.
Недостатки: Наличие в воде оксидантов ухудшает сорбционные способности полимера.
Не полностью исследована экономичность продажи больших объёмов полимеров при их высокой стоимости.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
Фотолиз (24)
Основные классы загрязняющих веществ: летучие и полулетучие органические вещества, полиядерные ароматические углеводороды, галогенсодержащие соединения, диоксины/фураны, пестициды, взрывчатые вещества и тяжёлые металлы.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| N / A | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 |
Описание: Данная технология используется в крайних случаях для деструкции широкого ряда токсичных органических веществ, содержащихся в почве и/или воде путем фото- каталитического окисления или термического разложения. В рассматриваемом процессе используется вакуумная экстракция для удаления загрязняющих веществ из почвы. После конденсации загрязнения перемешиваются с полупроводниковым катализатором (например, диоксидом титана) и помещаются в реактор, находящийся под действием солнечного света или УФ-облучения. Свет активизирует образование химически активных частиц - гидроксильных радикалов, которые являются сильными окислителями и разлагают загрязняющие вещества на менее токсичные.
Некоторые научно-исследовательские центры США разработали методику проведения фотолиза органических загрязняющих веществ, содержащихся как в твёрдых, так и в жидких отходах. Использование данной методики позволяет удалять такие вещества, как пестициды, взрывчатые вещества, красители, летучие органические соединения, растворители, некоторые тяжелые металлы, фураны, диоксины, ПХБ и др. с высокой степенью эффективности.
Преимущества:Указанная технология полностью разлагает токсичные соединения в воде/почве.
Технология эффективна для удаления различных классов загрязняющих веществ до их минимального содержания.
Недостатки:Существуют немногочисленные крупномасштабные области применения и неадекватная информация о стоимости использования технологии.
Биологическое и физическое загрязнение взвешенными твердыми частицами или осадками ограничивает эффективность данной технологии.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
Пиролиз в плазменной дуге (25)
Основные классы загрязняющих веществ: ПХБ, диоксины/фураны и пестициды.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 3 | 1 | 1-2 | 2 | 1 | 2 | 1 |
Описание: Для превращения таких токсичных соединений как ПХБ, пестициды, хлор-фтор содержащие соединения в безвредные и безопасные продукты, в данной технологии используется высокотемпературный (10000 о С) пиролиз, который происходит в результате разряжения электрического тока большой величины в инертном газе. Происходит разложение токсичных соединений (в плазме) на их атомные составляющие и последующее превращение их в безвредные вещества.
Термическое поле плазмы создается за счет пропускания элекрического тока через газовый поток низкого давления. Температура в поле плазменной дуги изменяется в диапазоне от 5000 до 15000 оС. Диссоциация токсикантов на их атомные составляющие происходит при впрыскивании их в плазму или при использовании плазменной дуги в качестве источника тепла при окислении или пиролизе.
Преимущества: Технология эффективна для безопасного разложения ПХБ, диоксинов, фуранов и пестицидов.
Недостатки: Для извлечения загрязняющих веществ из основной массы отходов необходимо предварительное проведение термической десорбции или экстракции.
При использовании данного метода твердые вещества необходимо преобразовывать в жидкие или газообразные.
В целях повышения эффективности данного процесса необходимо удалять металлы.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
Превращение в стекловидное вещество (26)
Основные классы загрязняющих веществ: органические соединения, металлы и радионуклиды.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 (ex situ) 3 (in situ) | N / A | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
Описание: Почва, с целью плавления, подвергается воздействию высоких температур. После охлаждения почвы образуется стекловидная масса. Данная технология может быть как in situ, так и ex situ и подразумевает помещение графитовых электродов в изолированные загрязнённые области. Результатом является высокотемпературный электроустойчивый нагрев (более 1700 о С), приводящий к плавлению почвы вплоть до образования расплавленной лужи. Использование данного метода способствует разложению органических загрязняющих веществ, при этом неорганические вещества остаются в остеклованной матрице.
Преимущества: Метод эффективен по отношению к тяжёлым металлам.
Недостатки: Данный процесс является деструктивным методом и его применение может привести к нарушению почвенного покрова.
В случае in situ остекленная матрица может ограничивать дальнейшее использование участка.
1.3.2. ТЕХНОЛОГИИ IN SITU
Процесс Лазаньи (27)
Основные классы загрязняющих веществ: полулетучие и летучие органические соединения, галогенсодержащие органические вещества и тяжелые металлы.
| Общая стоимость | Чувстви-тельность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необхо-димые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 1 | 1-2 | 2 | 3 | 2 | 1 |
Описание: Применение данной технологии наиболее эффективно для мало проницаемых почв. Технология включает в себя электроосмотические, физико-химические процессы и биологическое разложение.
В основе метода лежит электрокинетическое перемещение загрязненной воды, содержащейся в порах почвы в зону обработки, где эти загрязнения удаляются или разлагаются. Электроды заряжают постоянным током, который вызывает перемещение воды и растворенных загрязняющих веществ через обработанные слои, а также нагревание почвы. Реакционная зона содержит реагенты, которые разлагают растворимые органические загрязнения или адсорбируют их. Для изменения электроосмотического потока и нейтрализации pH необходима периодическая смена полярности электродов.
Преимущества:Данная технология включает в себя как биологические, так и физико-химические процессы.
Недостатки: Нейтрализация pH вблизи катода и анода.
Возможная диффузия из необработанной зоны может препятствовать эффективности процесса.
1.4. ТЕХНОЛОГИИ РОССИИ И СТРАН СНГ
1.4.1. ТЕХНОЛОГИИ EX SITU
В. Физико-химические методы
Сжигание нефтесодержащих отходов (28)
Основные классы загрязняющих веществ: нефтесодержащие отходы, гудроны.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
Описание: Предлагается установка для сжигания нефтепродуктов. В процессе сжигания производится выделение вторичных нефтепродуктов типа дизельного топлива и мазута. Прокаленная минеральная часть может использоваться как сырье для производства строительных материалов. Температура в печи не превышает 700 0С. Производительность существующей печи 5-10 м3/час по нефтяным шламам. Переработке подлежат отходы с содержанием нефтепродуктов не менее 10-15%, содержанием влаги не более 20 %. Содержание механических примесей и тяжелых металлов не лимитируется.
Преимущества: За счет выделения вторичных нефтепродуктов на данной установке в 5-10 раз снижается количество газовых выбросов, по сравнению с обычным сжиганием.
Не происходит образования оксидов азота.
Система очистки газов обеспечивает безвредность выбросов.
На установке исключен ручной труд.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Промывка почвы (29)
Основные классы загрязняющих веществ: товарная и сырая нефть, бензин, керосин, масла, смолы, нефтешламы и др. органические соединения
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Описание: Загрязненные почвы или грунты помещают в емкость, добавляют водный раствор биоПАВа и перемешивают. В результате отстаивания происходит разделение водного раствора биоПАВа и органического загрязнителя.
Необходимы дополнительные данные, но они не влияют на время восстановления и не увеличивают стоимость процесса.
Преимущества: Высокая степень очистки (95-98 %) при времени отмывания до 60 минут, а также возможность повторного использования раствора биоПАВа для очистки.
Высокоэффективен при высоких уровнях загрязнений.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Использование биопрепарата «Деворойл» для борьбы с нефтяным загрязнением (30)
Основные классы загрязняющих веществ: ликвидация различных типов сырой нефти (СН) и нефтепродуктов (Н); высокотоксичные органические соединения (бензол, анилин и их хлорпроизводные (ХП)).
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 2 для ХП; 1 для анилина, бензола, фенола; 3 для СН и Н | 1 для органических соединений; 2 для СН и Н | 2 | 2 для Органических соединений; 1 для СН и Н | 2 | 1 |
Описание: Загрязненную почву перемещают на специально подготовленную площадку (полигон), где из почвы формируют гряды: ширина – 1,5-2 м; высота – 1,0 м; длина – 25-50 м. Вместо гряд почву можно равномерно распределять на всей поверхности площадки. Высота слоя почвы при этом не должна превышать 0,4 м. Готовят и наносят биопрепарат на загрязненную почву как описано в соответствующей технологии in situ. Основным вспомогательным механизмом, предусматриваемым для обеспечения планируемых в технологии операций с твердой фазой (перемещение в пределах площадки, смешение, укладка в гряды, погрузка-разгрузка), является ковшовый трактор.
Преимущества: Метод позволяет быстро снижать высокий уровень загрязнения, ликвидировать застарелые загрязнения.
Недостатки: Метод достаточно дорогой (по сравнению с in situ). Требует специальной площадки для проведения восстановительных работ.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Использование биореактора инжекторного типа (31)
Основные классы загрязняющих веществ: углеводороды нефти
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Описание: Данная технология восстановления загрязненных почв включает стадию утилизации углеводородов ассоциацией микроорганизмов (бактерии, дрожжи, грибы) в биореакторе инжекторного типа и стадию гумификации микробной биомассы в освобожденной от углеводородов почве.
Технология включает этапы:
1. Наработка инокулянта ассоциации культур микроорганизмов в аэрируемом биореакторе.
2. Подготовка почвы для ферментации: 1 часть загрязненной почвы (содержание мазута в почве до 15 %) развести в 5 частях 1 %-ного раствора аммофоски, тщательно перемешать.
3. Ферментация в биореакторе инжекторного типа при 18-25оС в течение 16-18 суток. Степень разложения углеводородов нефти не менее 75%.
Стадия гумификации. После процесса биоутилизации углеводородов почву сбрасывают в котлован-накопитель, добавляют специфические грибные культуры, и процесс гумификации осуществляется в зависимости от климатических условий в течение 1-1,5 мес.
Оборудование: емкость на 200 л для наращивания инокулянта, компрессор воздуха (1,5 атм), инжекторный биореактор (емкостью 10 тонн).
Преимущества: высокая скорость утилизации углеводородов нефти ассоциацией микроорганизмов (от 15 до 60 г/кг почвы в сутки).
Недостатки: Большой объем рабочего пространства биореактора (не менее 6 куб. м на тонну загрязненной почвы).
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Мобильная установка для ликвидации загрязнений почв (32)
Основные классы загрязняющих веществ: нефть, нефтепродукты, пестициды, различные яды.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
Описание: Биодеградация загрязняющих веществ производится как при добавлении в емкость модуля соответствующих биопрепаратов, так и при смешивании с накопительной культурой микроорганизмов, выделенной из места загрязнения. Ферментация производится в аэробных условиях при 20-30оС и влажности 60-70 %. Передвижной модуль на базе автомобильной платформы для оперативной очистки почв от нефти, нефтепродуктов и ряда ядовитых веществ, а также для получения биодеструкторов этих веществ на основе микрофлоры, обитающей в местах загрязнения. Установка снабжена всем необходимым оборудованием, материалами и сырьем для автономной работы в условиях отдаленности от источников электро- и водоснабжения в течение 15-20 суток.
Преимущества: Установка не требует дополнительного переоборудования при изменении класса загрязняющего вещества.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Поэтапная рекультивация почв (33)
Основные классы загрязняющих веществ: товарная нефть
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Описание: Рекультивация почв, загрязненных товарной нефтью проводится поэтапно. На первом этапе после загрязнения почву вывозят на полигон, затем равномерно распределяют слоем около 0,5 м, разравнивают и проводят рыхление. На втором этапе почву, загрязненную нефтью обрабатывают промышленным биопрепаратом. На третьем этапе, после разрушения наиболее токсичных легких фракций нефти, высевают бобово-злаковую травяную смесь, состоящую из пяти культур.
Необходимы дополнительные данные, но они не влияют на время восстановления и не увеличивают стоимость процесса.
Преимущества: высокая степень очистки (95- 98 %) при времени отмывания до 60 минут, а также возможность повторного использования раствора биоПАВа для очистки. Высоко эффективен при высоких уровнях загрязнений.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Восстановление пахотных земель и почв, доступных для агротехнической обработки (34)
Основные классы загрязняющих веществ: нефтяные углеводороды и другие органические загрязнения.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 2 | 2 | 1 | 1 для нефте-загрязнений; 2, 3 для др. органич. загрязнений | 2 | 1 или 2 |
Описание: Применение данной технологии включает в себя:
· механический сбор загрязнения и складирование на площадке рекультивации для осуществления биокомпостирования сильнозагрязненных земель;
· при концентрации нефтяных углеводородов в почвенном слое менее 10 % (на глубину 30-40 см) слой рыхлится и вносится водная суспензия биопрепарата-нефтедеструктора и биогенных добавок;
· далее на рекультивируемой территории поддерживается необходимая влажность и доступ воздуха.
· химический и микробиологический контроль и управление процессом биовосстановления.
Обычно биообработка проводится дважды за сезон, а минеральная подкормка зависит от исходного уровня загрязнений и качества территории.
Преимущества: Дешевизна и наглядность.
Недостатки: Длительность процесса восстановления.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Восстановление нефтепромысловых почв (35)
Основные классы загрязняющих веществ: нефтяные углеводороды и другие органические загрязнения.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Описание: Технология восстановления нефтезагрязненных почв, преимущественно нефтепромыслов, включает в себя комплекс мероприятий: региональный дренаж, цепь механической, химической и биологической очистки дренированных с поверхности нефтепромысловых сточных вод. Доведение очищенных дренажных вод до кондиции поливной воды, соответствующей международным стандартам. Использование очищенной воды при рекультивации почв пораженных регионов.
Преимущества: Надежность и долгосрочность.
Недостатки: Относительная дороговизна.
EX SITU ТЕХНОЛОГИИ
С. Биологические методы
Комплексная технология рекультивации почв (36)
Основные классы загрязняющих веществ: нефтяные углеводороды и другие органические загрязнения.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 1 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Описание: Данная технология включает в себя агрохимическую и физико-химическую обработку с последующей активацией почвенного микробиоценоза. При этом происходит трансформация углеводородов нефти в нетоксичные для растений и животных соединения, напоминающие гумусовые соединения почвы. Последняя стадия рекультивации включает обработку нефтезагрезненной почвы вермикультурой. Проведенные процедуры позволяют использовать данную почву для выращивания технических культур.
Преимущества: Данный метод основывается на проведении приемов детоксикации нефтезагрязненной почвы, позволяющих трансформировать углеводороды нефти в прогуминовые соединения. Это способствует повышению плодородности почвы, при этом сама загрязненная почва из объекта становится объектом купли-продажи.
Традиционный подход в восстановлении почвы предусматривает деструкцию углеводородов нефти до углекислого газа и воды.
Недостатки: Требуется достаточно большое время для полной детоксикации почвы.
1.4.2. ТЕХНОЛОГИИ IN SITU
В. Физико-химические методы
Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов с помощью высокоэффективного
сорбента "Сорбойл" (37)
Основные классы загрязняющих веществ: нефтепродукты.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
Описание: Сорбент «Сорбойл» представляет собой композиционный материал на основе тонкодисперсных резиновых порошков с высокоразвитой удельной поверхностью (1500-3500 см2/г) и других сыпучих органических гидрофобных добавок. Массовое соотношение поглощенных нефтепродуктов этим сорбентом составляет 6,5-7,0:1. Этот показатель у других известных сорбентов не превышает 3:1. «Сорбойл» используется однократно, путем распыления его на поверхности нефтяного загрязнения. Собранные (с помощью машин типа земснарядов) с поверхности почвы агломераты могут быть использованы в качестве топлива, добавок в неответственные резиновые смеси и в асфальтобетонные смеси для дорожного покрытия. На крупных нефтепромыслах отработанный сорбент целесообразно подвергать пиролизу в установках для получения жидкого топлива или вторичных сорбентов.
Преимущества: «Сорбойл» обладает более высокой сорбцией по отношению к сырой нефти и жидким нефтепродуктам по сравнению со всеми другими известными сорбентами на основе резиновых порошков.
«Сорбойл» не токсичен и экологически безопасен.
Экономически выгодной является замена активированных углей данным сорбентом, стоимость которого на внутреннем рынке составляет 700-800$ США/т.
При наличии тонкодисперсных порошков собственного производства для создания мощностей по выпуску «Сорбойл» требуются небольшие финансовые вложения с очень быстрой окупаемостью.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Восстановление почвенной микрофлоры с помощью продуктов переработки
осадков сточных вод (38)
Основные классы загрязняющих веществ: радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
| 2500 $/тон продукта | N/A | N/A | 2 | 1 | 1 | 1 |
Описание: Технология переработки осадков городских (промышленных) очистных сооружений на основе метода окислительно-гидролитической деструкции (ОГД) позволяет не только избавляться от токсичных отходов биологической очистки сточных вод, не нанося при этом ущерба окружающей среде, но и позволяет получать в результате полезную продукцию. Технология ОГД состоит из следующих операций:
- прием, усреднение и обезвоживание осадков;
- подготовка реакционной смеси и проведение термохимической переработки;
- разделение растворов и твердой фазы, содержащей ионы тяжелых и цветных металлов, фильтрация;
- концентрирование и сушка органических продуктов реакции;
- упаковка готовой продукции.
Процесс окисления длится 0,5-1,5 часа при температуре 190-210 0С и давлении 2,5 МПа.
Важнейшим продуктом процесса переработки осадков по методу ОГД является смесь кислот гуминовой природы. Они аналогичны дорогим и дефицитным гуматам щелочных металлов, получаемым из торфа и бурых углей. Их получение из отходов биологической очистки сточных вод позволяет организовать выпуск ценных товарных продуктов. К числу таких продуктов относится препарат "АГРОКОР", используемый для нужд сельского хозяйства и почво-восстановительной деятельности. Препарата обладает способностью связывать токсичные вещества, образуя нерастворимые в воде соединения. Препарат в порошкообразном виде удобен для транспортировки и хранения. Срок годности в сухом виде не ограничен.
Для образования культурного слоя толщиной до 20 см необходимо внесение от 1 до 12 т/га, в зависимости от исходного состояния почвы и при условии достаточного количества влаги.
Продажная цена данного продукта – 2500 $ США/т.
Препарат "АГРОКОР":
· активный стимулятор роста сельскохозяйственных культур, содержащий полный набор микроэлементов (биостимулятор);
· оказывает положительное влияние на численность и активность важнейших физиологических групп почвенной микрофлоры, в особенности азотофиксирующих бактерий, способствует повышению содержания в почве подвижных форм азота, легко доступных для растений;
· улучшает поступление минеральных солей из окружающей среды, нормализует биоэнергетические процессы в растениях;
· повышает всхожесть семян, ускоряет рост растений, повышает урожайность;
· повышает устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, различным болезням и вредителям;
· позволяет ускорить выращивание грибов деликатесной группы.
Преимущества: Безотходность технологии, непрерывность технологического процесса.
Высокие потребительские свойства производимой продукции.
Удобства транспортировки и монтажа.
Недостатки: Высокое энергопотребление технологии, заключающейся в затратах на концентрирование и сушку получаемых продуктов.
IN SITU ТЕХНОЛОГИИ
В. Физико-химические методы
Восстановление почв с использованием сорбентов группы «Биосорб» (39)
Основные классы загрязняющих веществ : нефть и различные нефтепродукты.
| Общая стоимость | Чувствительность | Время очистки | Надежность и техническое обслуживание | Необходимые данные | Безопасность | Общественное мнение |
Описание: Применение биосорбентов основано на внесение препарата (размер гранул 3-7 мм) в почву на глубину 20-40 см от поверхности из расчёта примерно 200-900 г биосорбента на 1 м2 очищаемой площади при степени загрязнения от 1-2 % до 10-15 %. В этом случае используется стандартный препарат «Биосорб-Д». Внесение препарата на необходимую глубину (до 30-40 см) осуществляется аналогично внесению гранулированных удобрений, вручную, или с помощью обычной сельскохозяйственной техники. В случаях более глубокой пропитки почвы нефтепродуктами (1-3 м и более) применяются дополнительные дренажные мероприятия, расчёт и реализация которых осуществляются применительно к каждому конкретному случаю отдельно.
В случаях, когда степень загрязнения превышает 10-15 %, применяется модификация биосорбента, содержащего большее количество необходимых штаммов бактерий. В этом случае количество вносимого препарата не превышает 900 г на 1 м2 почвы. Для подбора необходимой модификации продукта, заказчик предоставляет до 1 кг загрязнённого грунта для проведения необходимых расчётов. В любом случае, биосорбент внесенный в почву остается там и после очистки, что не противоречит природному происхождению всех его компонентов, включая бактериального.
Специфика действия препарата заключается в его каскадном эффекте, сходным с применением биосорбентов на воде и включает следующие стадии (при температуре 0 0С - >+20 0С):
1) восстановление кислородного баланса (1 - 4 часа);
2) сорбция нефтепродуктов (10 - 20 часов);
3) деструкция нефтепродуктов на 50 - 60 % в аэробных условиях (3 - 8 недель);
4) активизация естественных механизмов самоочищения, деструкция 30-35 % нефтепродуктов (2 - 4 недели после стадии 3).
Процесс разрушения нефти на 90 – 95 % идёт до конечных продуктов (СО2 и Н2О). После применения биосорбента в почве остаётся, кроме безвредных алюмосиликатных компонентов препарата, до 5 – 10 % экологически инертных асфальтенов, разрушение которых также имеет место с эффективностью на 1-2 порядка выше, чем в естественных условиях.
При сборе нефтепродуктов с твёрдых поверхностей (замёрзший грунт, бетон и т.д.), используется соотношение 1 т биосорбента на 6-12 т нефтепродуктов, что зависит от их типа и температуры среды. Собранный после применения биосорбент, помещается на площадках, где процесс разрушения нефтепродуктов в естественных условиях идёт, как это описано выше.
C тоимость препарата со склада в г. Санкт-Петербург е:
| Количество препарата, т.: | Стоимость, y . e .: |
| свыше 0,1 до 1,0 (опытная партия) | 3450 |
| свыше 1,0 до 10 (опытно- промышленная партия) | 3000 |
| свыше 10 до 100 (промышленная партия) | 2850 |
| свыше 100 (промышленная партия) | 2650 |
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 127; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!