Bm Qm 0 dm1820a
Bm =碳床(公斤),Qm =入渗率(m3 / min), t =接触时间(分钟)和dm =碳密度(公斤/立方米)
7.48
,B =碳床(磅),Q =入渗率(加仑/分钟),t =接触时间(分钟),和d =碳密度(磅/发生),
Ccm =实际碳用量(公斤/立方米),T =运转中的循环时间(d)和Qm =入渗率(m3 / min),
Cc =实际碳用量(磅/ 1000加仑),T =运转中的循环时间(d), Q =入渗率(加仑/分钟)和d = 25(磅/发生),然后呢
点= (55922)- q | 11贝克海姆(18.22)
Pdm =压降(毫米汞柱),^ =动态粘度(厘泊),Qm =支流流量(立方米/分钟),贝克海姆=碳床深度(m), Dp =碳意味着什么颗粒直径碳柱直径(毫米),Dcm = (cm),和Kc =碳吸附系数。
Dp2Dc Pd =压降(in.Hg) ^ =动态粘度(厘泊),Q =渗透速率(加仑/分钟),黑洞=碳床深度(米),Dp =意味着碳粒子直径(毫米),Dc =碳柱直径(在),和Kc =碳吸附系数。
重力流在向下流碳床通常控制在液压载荷小于9.78 m3 / h / m2(4加仑/分钟/ ft2)。上升气流碳床与床扩张应该考虑当水头损失的预期。应该注意,TSS将突破一个上升气流碳床床扩张10%。
18.8.3.3空气剥离和活性炭组合
活性炭更适合与低VOC浓度影响,和空气剥离更适合处理VOC浓度高,但收益率相对较高的污水浓度相比,广汽治疗。空气清洗的成本可能翻了一倍,如果一个试图产生废水的浓度要低活性炭处理。这是因为它需要更高的塔,更高的空气/水的比例或更高的气压。空气剥离和活性炭可以互补,避免这样的高成本。
很多情况下显示的结合活性炭吸附和空气剥离是最常见的一种方法去除地下水中溶解汽油化合物。在这种情况下,空气剥离降低高浓度影响,和海关总署进一步抛光很低浓度的废水。一般来说,这种方法也降低操作和维护成本。O ' brien Stenzel64报道,使用空气剥离时,废水含有1000 pg / L TEC减少到200 pg / L。这80%的TEC导致活性炭的消耗减少58%。
另一个进程,涉及使用空气剥离和活性炭吸附已由王先生和他的同事们。29这一过程净化和回收排放气体,因此不是创建一个空气污染的问题。同时,可以自动生成了广汽重用。
18.8.3.4集成蒸气提取和蒸汽真空汽提
集成蒸气提取和真空汽提蒸汽可以同时对地下水和土壤污染的挥发性有机化合物的仪器。AWD系统开发的技术包含两个基本过程:一个使用低压蒸汽真空汽提塔将污染地下水;和土壤气体蒸汽萃取/回注工艺处理受污染的土壤。这两个过程形成一个闭环系统,提供同步原位修复受污染的地下水和土壤没有空气排放。
真空汽提塔是一种高效逆流剥离技术。一个单级单位通常在水99.99%减少挥发性有机化合物的仪器。的土壤真空抽真空系统使用治疗VOC-contaminated土壤质量,用流动的空气通过土壤,可去除气相挥发量与提取的土壤气体。土壤气体然后由碳床去除挥发性有机化合物的仪器治疗。两个系统共享一个广汽单位。非冷凝蒸汽汽提系统结合的蒸汽由海关总署单位土壤真空系统和净化。系统的副产品是free-phase可循环产品和处理过的水。粒状碳将不得不被替换,每三年使用碳处理。
18.8.3.5非原位生物治疗地下水净化
非原位生物治疗的过程注入地下水污染类似于生物污水处理厂使用的过程。这些包括活性污泥,废物稳定塘和泻湖,滴过滤器,旋转生物接触器、和土地application.44 45
固定化细胞生物反应器系统盟军的信号是一个有氧固定薄膜生物反应器系统(图18.13)。系统提供了提高治疗效率通过使用一个独特的专有反应堆最大化生物活性,和专有设计,最大化接触生物膜和污染物。优势包括一个快速和完全降解目标污染物的二氧化碳,水,和生物量;高处理能力;紧凑的系统设计;并降低操作和维护成本产生的污泥production.65简化操作和缓慢
进一步抛光后,澄清和过滤等,如果有必要,生物治疗地下水可能注入含水层的操作类似于深井injection.66
非原位生物治疗的优点是控制污水质量的能力。空气的使用有氧治疗更容易控制和成本更少。可以更有效地添加营养和温度可以控制。
inl inl放电
地下水或
工艺用水
均衡
哎呀
均衡
营养补充
营养补充
鼓风机
图18.13信号联合固定化细胞生物反应器(ICB)。
非原位生物治疗的缺点相比,原位生物处理如下:
1。关闭系统后,生物治疗不能继续被污染的网站。
2。他们强烈吸附的污染物的地方或渗透率本地低,开发或微裂隙岩石中,不能有效地吸引和水使用注入的方法。
3所示。排放气体含有挥发性有机化合物的仪器可能会引起空气污染问题。
生物过程由小王和colleagues57不会引起空气污染问题,高效生物降解的有机物在水。
18.8.3.6氧化
氧化是净化的一种手段。有几种方法可以促进氧化处理被污染的地下水。在下面我们描述这些技术的两个例子。
perox-pure系统由过氧化反应系统旨在破坏溶解的有机污染物在地下水或通过一个先进的废水化学氧化过程使用紫外辐射(UV)和过氧化氢。过氧化氢是添加到受污染的水,然后送入混合处理系统。处理系统包含四个或更多在氧化室隔间。每个隔间包含一个高强度灯安装在一个石英套管。受污染的水流动室壁之间的空间和石英管每一个紫外灯安装。紫外光催化的化学氧化水中有机污染物的综合效应对有机物及其与过氧化氢的反应。这种技术可以把污染的水氯化溶剂、农药、多氯联苯、酚醛树脂、燃料的碳氢化合物,和其他有毒物质在浓度从几千毫克/升到1 | ^ g / L。高有机浓度,紫外线结合空气剥离等过程,汽提、生物治疗,或空气浮选58岁的成本可能更effective.29 59
化学废物管理已经开发出一种技术使用蒸发和催化氧化对受污染的水。65被污染的水是集中在一个蒸发器最沸腾的水和挥发性污染物,有机和无机两种。空气或氧气添加到蒸汽,混合物流经催化剂床,有机和无机化合物是氧化了。这条小溪,主要由蒸汽,经过洗涤器,如果有必要,删除任何酸性气体中形成氧化。然后压缩流或排放到大气中。合适的废物包括渗滤液、水域受污染的地下水,和过程。这种技术也可以用于治疗复杂的废水,含有挥发性和非挥发性的有机化合物,盐、金属和vo1atile无机化合物。
18.8.3.7溶剂萃取
溶剂萃取使用有机溶剂提取有毒物质从受污染的液体或固体。67例中可以发现部分处理受污染的土壤的治疗。
18.8.3.8溶气浮选(DAF)
也许最有效但至少认识地下水净化过程是溶气浮选法,也称为溶气浮选法(DAF),空气是用于生成的极细气泡直径小于80点。
来说,用于移除水中的悬浮固体减少其表观密度;然后上升,浮在水面上。DAF)还用于去除可溶性铁、挥发性有机化合物的仪器,油、氧化和表面活性剂,空气剥离,表面吸附。浮选技术成为地下水污染的最重要的技术之一,工业废水处理和水purification.58 - 61, 70
典型的DAF过程由饱和入渗的部分或全部饲料,或部分回收废水与空气的压力1.76到6.33公斤/平方厘米(25 - 90 psi)。加压入渗是举行这种压力为0.2到3分钟压力容器,然后释放到大气压力在一个浮选室。控制减少压力导致释放微小的气泡,氧化可溶性的二价铁(价),形成不溶性三价铁(Fe3 +)和附着于挥发性有机化合物的仪器,表面活性剂、油和悬浮粒子在影响水在浮选室。这导致结块、空气清洗和表面吸附由于生成的气泡。挥发性有机化合物的仪器是由空气剥离切除和排放净化气相GAC吸附器。提出材料(油、表面活性剂、TSS)上升到表面的垂直上升利率介于0.15和0.6米/分钟(0.5到2.0英尺/分钟),形成一个浮动的浮渣层。特别设计的污泥独家新闻、飞行刮刀和其他浏览设备不断去除浮浮渣。澄清废水水几乎是免费的悬浮物和石油排放浮选室的底部附近。浮选室使用的保留时间约为20到60分钟但已经减少了创新设计的3 - 15分钟。
DAF的有效性取决于效率空气氧化和附件的泡沫油,挥发性有机化合物的仪器,表面活性剂和其他粒子从入渗水流中删除。浮选可以诱导至少在三个方面:
1。气泡坚持的不溶性固体电子的吸引力
2。气泡成为身体困在不溶性固体颗粒或絮凝的结构
3所示。气泡被化学吸附的不溶性固体的原始形式或其絮凝的结构
气泡之间的吸引力和污染物被认为是主要的粒子表面电荷和气泡大小分布。均匀分布的水和微气泡越多,浅的浮选室。一般来说,有效的深度浮选室之间的0.9和2.7米(3和9英尺)。浮选的单位可以是圆,方形或长方形。可以使用空气以外的气体。石油工业用氮,封闭的容器,以减少火灾的可能性。空气可以通过与美联储臭氧更有效减少可溶性铁、挥发性有机化合物的仪器,等等。57 Ozone-UV浮选是地下水污染的另一种备选方案。
几个高速气浮澄清器(DAF)和分散气浮选),不到15分钟的拘留时间已经发展为地下水净化、工业废水处理、资源回收,回收水。可溶性和不溶性杂质等
挥发性有机化合物的仪器,活性污泥、纤维、免费的油脂,乳化油丹宁酸、木质素、蛋白质、腐殖酸,藻类,BOD, TOC,铁离子、锰离子、硬度、二氧化钛、磷和重金属可以分开目标水流。除了浮选艾滋病的浮选澄清器是必需的。浮选艾滋病包括,但不限于,硫酸铝,氯化铁,有机聚合物、聚氯化铝、氯化钙、硫酸亚铁、氢氧化钙、硫酸铁、活性炭粉、铝酸钠,表面活性剂,pH值调整化学物质。设计方程和高效的例子DAF澄清器可以找到literature.58, 59岁,69年,71年
有毒有机化合物通常存在于地下水展示在表18.4。其他有毒有机化合物(代表1%的病例)包括多氯联苯(多氯联苯),2,4 - d, 2, 4, 5-TP(三氯苯氧丙酸)、毒杀芬,甲氧滴滴涕,林丹,和异狄氏剂,其中的2,4 - d和三氯苯氧丙酸通常用于杀死水生和陆地杂草。无机有毒物质通常存在于
表18.4
美国地下水常见有毒有机化合物
地下水中有机化合物的百分比出现浓度范围
表18.4
美国地下水常见有毒有机化合物
地下水中有机化合物的百分比出现浓度范围
四氯化碳 |
5 |
130 | g / L-10 mg / L |
氯仿 |
7 |
20 | g / L - 3.4 mg / L |
二溴氯丙烷 |
1 |
2.5毫克/升 |
DDD |
1 |
1 | g / L |
DDE |
1 |
1 | g / L |
滴滴涕 |
1 |
4 | g / L |
一个是1,2-Dichloroethylene |
11 |
5 | g / 4 mg / L |
Dichloropentadiene |
1 |
450 | g / L |
二异丙基醚 |
20 - 34 | g / L |
|
三甲基butylether |
1 |
33 | g / L |
二异丙基甲基膦酸酯 |
1 |
1250 | g / L |
1,3-Dichloropropene |
1 |
10 | g / L |
二氯乙醚 |
1 |
1.1毫克/升 |
Dichlorosopropyl醚 |
1 |
0.8毫克/升 |
苯 |
0.4 | g / L - 4.11 mg / L |
|
丙酮 |
1 |
10 - 100 | g / L |
丙烯酸乙酯 |
1 |
200毫克/升 |
三氯三氟乙烷 |
1 |
6 mg / L |
二氯甲烷 |
3 |
1.21毫克/升 |
苯酚 |
3 |
63毫克/升 |
Orthochlorophenol |
1 |
100毫克/升 |
四氯乙烯 |
13 |
5 | g / L - 70 mg / L |
三氯乙烯 |
20. |
5 | g / L-16 mg / L |
1,1,1-Trichloroethane |
8 |
| g / L-25 60 mg / L |
Vinylidiene氯 |
3 |
5 | g / 4 mg / L |
甲苯 |
1 |
5.7毫克/升 |
二甲苯 |
4 |
0.2 -10 mg / L |
教育局 |
1 |
10 | g / L |
其他人 |
1 |
不可用 |
资料来源:王,M.H.S. L.K.和王、地下水的净化和危险工业废水通过高效的空气浮选过程,Proc,大湖相依,有害物质控制研究所,银泉,医学博士,1990年9月。与许可。DDD, Dichlorodiphenyl二氯乙烷;DDE, dichlorodiphenyl二氯乙烯;滴滴涕,滴滴涕;教育局,二溴化乙烯。
资料来源:王,M.H.S. L.K.和王、地下水的净化和有害工业废水高效空气浮选过程,Proc,大湖相依,有害物质控制研究所,银泉,医学博士,1990年9月。与许可。DDD, Dichlorodiphenyl二氯乙烷;DDE, dichlorodiphenyl二氯乙烯;滴滴涕,滴滴涕;教育局,二溴化乙烯。
地下水包括铅、砷、铜、镉、钡、铬、汞、硒、银和硝酸。在一个典型的地下水净化项目,其他行业无毒,但要求他们删除预处理包括铁、锰、总溶解固体,和颜色。
创新空气浮选技术已经开发更具成本效益的地下水净化相比,最先进的技术。68年、69年DAF净化非常有效和具有成本效益的地下水中重金属、颜色、TDS,铁、锰、大肠杆菌群,和硬度都可以明显消除,不仅针对地下水的净化,但也消除生物和化学污染的后续流程。此外,许多挥发性有机化合物的仪器也可以被DAF。表18.5代表了美国环境保护署的删除数据来说,流程。的能力来说,治疗各种液体流已经被建立。58,59,69 However, its application for the decontamination of groundwater is comparatively new.
可能需要特殊化学物质的地下水净化过程。例如,PAC可以给到DAF)系统污染物去除效率的提高。在这种情况下,这个过程称为吸附浮选(PAC-DAF过程)。在一个试验工厂的研究中,吸附浮选和组成的一个系统砂过滤已被证明是可行的地下水净化。70PAC was added as an adsorbent for the removal of color, odor, EDB (ethylenedi-bromide), TTHM (total trihalomethane), and other toxic substances from groundwater. Next, the spent PAC was flocculated by coagulants and floated to the water surface by DAF. Finally, the flotation clarified water was polished using the automatic backwash filtration (ABF) process. The results of both bench-scale and pilot plant studies have indicated that using 250 mg/L of PAC at 15 min of detention time can remove color by 100% (from 25 CU [color units]), iron by 100% (from 25 ^g/L), humic acid by 98% (from 3200 ng/L), EDB by 100% (from 1.2 ng/L), TTHM by 98% (from 1265 |ag/L), odor by 99.6% (from 500 TON [threshold odor numbers]), mercaptans by 100% (from 730 |ag/L S), lead by 100% (from 6 ^g/L), and arsenic by 100% (from 1000 |^g/L). The plant was operated at 40 L/min (10.6 gal/min) for the separation of 250 mg/L of spent PAC. Nearly 100% of spent PAC (from 250 mg/L) and total coliform (from 3/100 mL) and over 95% of turbidity (from 4.5 NTU [nephelometric turbidity units]) were removed by the addition of 1.5 mg/L of anionic polymer and 2.5 mg/L of coagulant. The process was operated at 30% recycle flow rate and 0.014 m3/h (0.5 ft3/h) air flow. The sand filter consisted of 28 cm (11 in.) of quartz sand (E = 0.36 mm, U = 1.65) and operated at 102 L/min/m2 (2.5 gal/min/ft2).
DAF -广汽系统包含DAF的使用和广汽也同样被证明是有效的为完整的地下水净化影响水上面提到的相同。
治疗污染地下水的来源包含高浓度的硬度、DAF过滤也是一个优秀的预处理的过程系统结垢的减少后续过程。地下水在一项研究中,有12个颜色,单位13南大的浊度,和417 mg / L的碳硬度碳酸钙是由一个连续的成功治疗DAF过滤植物组成的液压絮凝、DAF)澄清器,recarbonation设施,和三个砂过滤器。添加的化学物质是42 mg / L的碳酸镁作为促凝剂和少量的石灰的pH值调整pH值(11.3)。工厂的治疗效率的去除有以下值:颜色,100%;浊度,98%;总硬度、62%。Recarbonation与二氧化碳保持了废水pH值为7.2。这种植物的操作条件包括floccula-tion停留时间为5.6分钟,DAF)停留时间为3.0分钟,浮选澄清102 L / min / m2(2.5加仑/分钟/ ft2)、砂(11)28厘米,深度影响水流速的45.5升/分钟(12加仑/分钟),回收水流速的11.4升/分钟(3加仑/分钟),空气流量0.028立方米/小时(1发生/ h)为6.33公斤/平方厘米(90 psig)压力。可能需要纯碱(Na2CO3)只有永久硬度(CaSO4)。化学反应如下:
Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 = 2碳酸钙+ H2O
毫克(HCO3) Ca (OH) 2 + 2 =碳酸钙+水+ MgCO;
表18.5
溶气浮选控制技术总结
废水浓度
污染物
经典的污染物(毫克/升)
总磷
总酚类化合物
油和油脂
有毒污染物(pg / L)
锑
砷
二甲苯
镉
铬
铜
氰化物
铅
汞
镍
硒
银
锌
Bis (2-ethylhexyl)邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸丁苄酯四氯化碳氯仿
Dichlorobromomethane邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二乙酯邻苯二甲酸二辛酯N-nitrosodiphenylamine 2, 4-Dimethylphenol五氯苯酚苯酚
二氯苯乙苯甲苯萘
蒽/菲
范围
140 - 1000
18 - 3200
18 - 740
16 - 220
nd - 2300
ND-18
nd - 1000
BDL - < 72
2 - 620
5 - 960
< 10 - 2300
nd - 1000
BDL-2
nd - 270
bdl - 8.5
bdl - 66
nd - 53000
30 - 1100
ND-42
bdl - 210
ND-24
nd - 300
ND-33
9 - 2400年18 ND-28 30 - 260 nd - 970 nd - 2100 nd - 840 0.2 -600人
中位数
180 < 200 BDL 200 54
70年BDL
41 2
19日200 100
36 9
20 ND
11 620年14 13
71 140
44 580 96 10
%去除
68 66 88 98 79
76年45
98 52 75 10 98 75 73
75年58
76 65年39
77 81
资料来源:王,M.H.S. L.K.和王、地下水的净化和有害工业废水高效空气浮选过程,Proc,大湖相依,有害物质控制研究所,银泉,医学博士,1990年9月。与许可。ND non-detectable;BDL,低于检出限;纳米,而不是测量。
氧化物4 |
- Ca (OH) 2 |
=毫克(OH) 2 |
+碳酸钙 |
CaSO4 |
4氧化物 |
=碳酸钙+ |
MgSO4 |
MgSO4 4 |
Ca (OH) 2 |
=毫克(OH) 2 |
+ CaSO4 |
CaSO4 |
+ Na2CO3 |
=碳酸钙+ |
Na2SO4 |
二氧化碳4 |
Ca (OH) 2 |
=碳酸钙+ |
水 |
二氧化碳+ |
毫克(OH) 2 |
=氧化物+ |
水(促凝剂再生) |
DAF)控制液压流层流条件下使用一个非常小的流动空气的体积占大约3%的入渗地下水流动。来说,只需要3 - 5分钟的停留时间;因此,它是一种低成本的地下水的净化过程。
18.8.3.9分散或诱导空气浮选(IAF)
另一个创新的过程,诱导空气浮选(IAF),经营液压湍流条件下通过使用大量的气流总计400%的入渗地下水流动。粗和大气泡,类似于气泡用于活性污泥曝气池。IAF只需要4到10分钟的停留时间,因此它也是一个非常具有成本效益的过程。58,59 Unlike DAF, IAF is not an effective pretreatment process for the removal of heavy metals, color, turbidity, TDS, hardness, and coliforms, but it is as efficient as conventional air-吹过和空气-剥离进程年代的去除铁、锰、表面活性剂和挥发性有机化合物的仪器。
IAF本身是一个曝气过程,所以可溶性铁、锰离子可以氧化成不溶性悬浮粒子,可以很容易从液相分离。IAF的曝气效率高于DAF)。如果地下水的溶性二价铁含量等于或低于8 mg / L, DAF单独使用传统的凝结剂能够去除可溶性铁。69年地下水的溶性二价铁高于8 mg / L, IAF或氧化剂(臭氧、过氧化氢、氧、高锰酸钾等等)将需要铁的去除。
在传统的空气清洗过程中,地下水是剥离引入气相挥发性有机化合物的仪器;在印度空军,气泡注入地下水。一个空气清洗塔/ 3米(10英尺)高,和一个IAF细胞可以浅1米(3英尺)。一个封闭的一个重要特性IAF细胞减少VOC的能力回收和重用其净化空气流,从而消除任何可能的空气pollution.29, 30岁
在求和,DAF和IAF都好创新流程更有效和更具成本效益的地下水净化。
18.8.4去除污染土壤原位18.8.4.1的汽油土壤蒸气抽取
地下水的原位处理技术通常可以应用于原位土壤修复,虽然可能有不同的一些技术是否适合土壤。土壤污染涉及到更多污染阶段,汽相,因此蒸汽提取独特开发土壤蒸气补救。提取土壤蒸气压的降低会导致自由汽油产品蒸发,蒸汽提取方法中也扮演了重要的角色在挥发的液体的修复阶段。基于这些观察结果,下面的讨论将提出的技术主要关注SVE系统,虽然其他技术,如原位土壤冲洗和原位生物治疗,也会解决。
SVE已经去除挥发性有机化合物的仪器,如TCE的有效技术和一些石油污染土壤包气带的化合物。72以下提出的一些新开发的技术。
真空吸引
真空提取过程包括使用蒸汽抽提井单独或结合空气注入井。真空鼓风机用于创建空气通过土壤的运动。条的气流从土壤中挥发性有机化合物的仪器,携带他们浮出水面。图18.14显示了这样一个过程的流程图。在提取、水也可能随着蒸汽提取。混合物应该发送到气液分离器。的分离过程结果在液体和蒸气残差,需要进一步治疗。碳吸附用于治疗的蒸汽和水的小溪,留下干净的水和空气释放,并花了广汽重用或处理。空气排放的系统通常由挥发物的吸附到活性炭,通过热破坏或凝结。
真空提取方法有效地应用于去除挥发性有机化合物的仪器从排水性良好的土壤有机碳含量较低,虽然它也可以有效的细和湿润的土壤,但相对较慢的去除率。通常有显著差异在不同地层的透气性,从而影响过程性能。污染物蒸汽压较低或高水溶解度很难去除。
土壤真空提取成本效益如果污染土壤的体积超过382立方米(500 yd3),如果污染面积超过6米(20英尺);否则,土壤挖掘和
-
- 图18.14原位土壤蒸气抽取。
治疗可能更划算。地下水的水平也很重要。不断上升的水位发生由于真空抽油井必须控制以避免水进入包气带污染。水下渗率可以通过将控制的防漏罩的网站,和泵可能需要画地下水位下降,使高效蒸汽排气。通常情况下,土壤洗遵循蒸汽挥发性污染物的提取。
在一个例子中,由于即将到来的属性转换,需要快速修复diesel-affected土壤在加油站前,thermal-enhanced SVE (TESVE)被用来加速修复。回收系统包括网络TESVE单位和注水井,分别连接到两个再生风机。恢复的蒸汽被治疗热焚烧炉摧毁一个氧化单元,碳氢化合物中恢复过来。处理空气的温度1800°F是通过热交换器,空气是同时通过热交换器注入,环境空气的温度增加到350°F。热空气被注入四个碳钢的影响土壤通过网络使用再生blower.73注水井
土壤发泄
土壤通风技术,可去除污染物蒸汽从非饱和土开挖。真空提取系统通常由砾石包扩展到土壤表面,和一个开槽或无槽的套管,允许气体移动的土壤。被动系统由通风口开放的气氛,不需要能量的提取气体。主动系统使用压力或真空泵加速从土壤中去除汽油蒸气。发泄,蒸汽排放到大气中或治疗之前排放取决于蒸汽浓度和监管要求。
加强挥发
增强的挥发过程是由将受污染的土壤接触清洁空气为了把污染物从土壤到一个空气流。气流进一步治疗通过使用碳罐、水净化器或燃器减少空气排放的影响。四种方法可以实现这个effect19:
1。机械rototilling
2。一个封闭的机械通风系统
3所示。低温热汽提系统
4所示。气动输送系统
机械rototilling方法包括翻土的深度约0.30米(1英尺)在表面增加挥发的速率。治疗后,表层土被转移到附近的桩和rototilling上执行下一个0.30米(1英尺)的土壤。这个机械rototilling方法的有效性很大程度上取决于天气状况。高速旋转碎土器和土壤碎纸机可以提高挥发的速率。
为有效挥发使用一个封闭的机械通风系统,混合搅拌机或受污染的土壤转鼓。汽油组件被释放从土壤中矩阵的翻腾动作空气/土壤接触。诱导气流室中抓住了汽油排放和传递通过一个空气污染控制装置(例如,水洗涤器或气相碳吸附系统)出院之前通过一个适当大小的堆栈。
低温热汽提系统的配置类似于封闭机械曝气系统,除了额外的传热表面允许土壤热量通过接触一个螺丝钻设备或转鼓系统。诱导气流传达了眠挥发性有机物/空气混合物通过一个加力燃烧室,有机污染物被摧毁。然后排放在气流通过一个适当大小的堆栈。
气动输送系统由一个长管或管携带空气在高速度,推动空气的引风机,添加合适的给料机和固体颗粒的弥散到空气流,和旋风收集器或其他分离设备的最终复苏固体从气体流。几个这样的单位进气加热到300°F诱导挥发的有机污染物。气动输送机主要用于制造业干燥固体初始水分含量高达90%。
上述四种强化蒸发方法,文档的支持存在的争用低温热汽提系统最成功地去除污染物的能力,类似于汽油成分(即。从土壤,化合物蒸汽压力高)。一些增强volatization技术的局限性可以归结为以下几点:
1。相关的土壤特性,抑制汽油蒸汽的流动从土壤到空气中
2。污染物浓度可能会引起爆炸或火灾
3所示。需要控制灰尘和有机蒸汽的排放
一些集成技术可能更经济,如果他们可以同时为土壤和使用地下水处理,如集成蒸汽提取和蒸汽真空汽提。
18.8.4.2原位土壤冲洗
土壤冲洗治疗技术从土壤中去除汽油成分矩阵通过积极浸出污染物从土壤中浸出介质。最常见的洗涤介质是水,可能含有添加剂如酸、碱金属和洗涤剂。洗手液也可以由纯有机溶剂如己烷和三乙胺。
清洗媒体被充电到土壤使用喷雾充电系统或注水井。取水井传达洗后的液体在地面上的处理设施。洗后的液体治疗用生物处理或物理化学方法如空气剥离。
表面活性剂已经广泛用于减少石油和土壤之间的界面张力,从而提高清洗效率的石油从土壤。许多环境安全和相对廉价的表面活性剂是商用。表18.6列出了一些表面活性剂及其化学性质。74的data in Table 18.6 are based on laboratory experimentation; therefore, before selection, further field testing on their performance is recommended. The Texas Research Institute75 demonstrated that a mixture of anionic and nonionic surfactants resulted in contaminant recovery of up to 40%. A laboratory study showed that crude oil recovery was increased from less than 1% to 86%, and PCB recovery was increased from less than 1% to 68% when soil columns were flushed with an aqueous surfactant solution.7476
包含恢复一个含油废物过程已经由西方研究Institute.65它使用蒸汽和热水(通过注水井)取代含油废物从土壤中,然后转达了(通过生产井)地上治疗(图18.15)。低质量的蒸汽注入下面最深的有机液体的渗透。蒸汽凝结,导致热水上升驱逐和清扫活跃有机流体向上进更多的透水土壤地区。热水注入以上不透水土壤地区热量和动员含油废物积累,由热水回收位移。当含油废物流离失所,地下孔隙空间的有机流体饱和度增加,形成一个石油银行。含油饱和度是减少到一个固定的残余饱和度在地下孔隙空间。生产石油和水是治疗重用或放电。在这个过程中,由地下水污染物包含横向隔离,和垂直有机流体浮选。
声称所包含的恢复方法有以下优点:
1。它消除了大部分含油废物积累。
2。它停止向下迁移的有机污染物。
3所示。它固定任何残余饱和度含油废物。
表18.6
表面活性剂的特点
表面活性剂
阴离子羧酸盐
硫酸酯盐磷酸和多磷酸酯全氟阴离子磺酸盐
阳离子长链胺
二元胺和多胺季铵盐Polyoxyethylenated长链胺
非离子Polyoxyethylenated alkyl-phenols,烷基酚乙氧基化物Polyoxyethylenated直链醇类和酒精乙氧基化物Polyoxyethylenated poly-oxypropylene乙二醇Polyoxyethylenated硫醇长链羧酸酯Alkylolamine冷凝物,酰胺产品叔炔属乙二醇
两性pH-sensitive pH-insensitive
选定的属性和使用
好洗净
良好的润湿剂强有力的表面张力还原剂
良好的油在水乳化剂乳化剂
腐蚀抑制剂
乳化剂
洗涤剂
润湿剂
分散剂泡沫控制
Solublizing代理润湿剂
溶解度
一般水溶性
溶于极性有机物
低或不同的水溶性水溶性
一般水溶性
反应性
Electrolyte-tolerant
Electrolyte-sensitive耐生物降解
化学稳定性高耐酸性和碱性水解酸稳定
表面吸附silicaeous材料
良好的化学稳定性
水不溶性抗生物降解的配方
相对无毒的
酸和碱性水解
多种多样的无毒的
(pH-dependent) Electrolyte-tolerant
吸附带负电荷的表面
来源:美国环保署,补救行动废物处置场,EPA / 625/6-85/006,美国环保署,华盛顿,1985年。
4所示。它减少了体积,移动性和含油废弃物的毒性。
5。它既可用于浅和深被污染的地区。
6。它使用相同的移动设备所需常规石油生产技术。
18.8.4.3原位土壤生物治疗
土的原位生物处理技术是类似地下水原位生物治疗。以下部分介绍三个新开发的技术。
深原位生物修复过程
这项技术是由原位固定公司提高效率和深度污染土壤的生物降解率使用dual-auger系统。混合的微生物和必需的营养物质注入到被污染的土壤没有任何开挖。注入和混合有效分解液和土层壁垒,消除的口袋
注入井生产井
注入井生产井
-
- 图18.15 CROWTM地下发展。
受污染的土壤,否则继续治疗。钻井进行了以重叠的方式,以确保完整的治疗所有受污染的土壤。螺旋输送器的混合作用是持续撤回。治疗深度可能超过30米(100英尺)主板市场
原位geolock和biodrain处理平台
该系统由一个原位聚乙烯,应用系统和底水回收系统。65一个潜在的渗透,含水区促进ingradient水流条件的创建。坦克定义治疗区域,减少潜在的释放细菌培养的含水层,并维护污染物浓度水平,促进治疗。ingradient条件促进反向浸出或土壤洗涤,减少潜在的迁出的污染物。
应用系统,称为biodrain,治疗区域内安装。的biodrain松动土壤列和任何积水。这蜡膏一个有氧环境中土壤的孔隙空间。其他气体混合物也可以引入土壤列,如空气/甲烷混合物用于氯代有机物的生物降解。治疗平台可以放在非常密集的配置。国际环境技术声称安装的成本很低。
底水回收系统使用现有的井或新井创建的水回收系统的水用来冲洗受污染的土壤。反向浸出或土壤洗涤可以由控制水箱中的水位。这种设计最大限度地减少清洁的体积非原位水进入系统治疗。密度极大的粘土可能很难处理这种技术。
原位生物通风技术
生物通风技术是由美国环保署风险减少工程实验室将土壤污染了大量的工业废弃物,进行有氧运动微生物降解,特别是促进多环芳烃的降解。65年它使用一系列的空气喷射探测器,每个连接到低压气泵。空气在极低压力泵运行,让没有挥发污染物流入的氧气。额外的添加剂如臭氧或营养也可以刺激微生物growth.77提供
18.8.4.4非原位土壤治疗
所有非原位土壤处理方法包括一个两步方法:土壤挖掘挖掘土壤和地上部治疗。各种非原位开挖的差异/治疗方法对土壤修复躺地上只有在土壤的方法治疗,如土壤洗+提取,泥浆生物降解。
土壤清洗技术
挖掘土壤从网站上删除,并筛选去除大的固体物质。筛选土壤清洗和洗水是治疗。78年显然,洗涤媒体中使用原位土壤可以使用冲洗治疗。最常见的洗涤介质是水。表面活性剂是用来减少土壤污染物的亲和力。
几个单元过程可以在清洗过程中使用。土壤与洗涤混合剂和萃取剂,去除污染物从土壤中并将它们传输到提取液。土壤和洗舱水然后分开。土壤可以进一步用干净的水冲洗。土壤移除清洁产品,准备放回原来的开挖,洗舱水是可以被传统的废水处理过程中解决下一个小节。
最大的区别在应用程序从原位冲洗法是这非原位法适用于土壤渗透率较低,因为土壤是充分挖掘,可以洗。以下为有机污染物提供了两个非原位土壤洗涤过程:生物起源土壤清洗过程和BioTrol土壤清洗系统。
BioTrol土壤清洗系统由BioTrol, Inc .,如图18.16。碎片被移除后,挖掘土壤与水混合并受到各种单元操作常见的矿物加工行业。流程步骤包括混合单元哈巴狗米尔斯,振动屏幕,泡沫浮选或诱导空气浮选(IAF)细胞,擦洗机器,水力旋流器、螺旋分类器和各种脱水操作。系统的核心是一个多级,逆流,密集的擦洗和级间电路分类。擦洗动作分解土壤聚集,释放污染微粒的粗砂和砾石。此外,表面污染从粗分数由磨料粒子的搜索行动本身。也可能是可溶性污染物,如由溶解度系数特征或分区。这种技术是一种水性体积减少治疗过程挖掘土壤。土壤清洗可能应用于土壤污染物集中在fine-size分数(淤泥、粘土和土壤有机质)和表面污染与土壤粗分数相关。这项技术可以应用于污染的土壤多环芳烃(多环芳烃)和卡式肺囊虫肺炎(五氯苯酚),PCB(多氯联苯),石油碳氢化合物,和pesticides.65, 78
生物起源土壤清洗过程由BioVersal美国公司,使用专门的卡车,水,和一个复杂的表面活性剂(光碱性混合物的自然和有机材料不含任何有害成分)清洁被污染的土壤。辅助设备包括重力油/水分离器,凝聚过滤器,和生物反应器。图18.17显示了土壤洗涤过程。洗后,提取的油回收,洗水回收或处理,并为补充土壤倾倒。有害有机物提取以同样的方式,然后进一步治疗。结果表明:清洁率是ca。25 t / h为5000 mg / L石油污染和低利率受污染的土壤。一个洗删除95 - 99%的碳氢化合物污染水平15000 mg / L。follows65过程的主要优点是:
1。治疗适用于土壤含有挥发性和非挥发性的油。
2。土壤含有粘土可能治疗。
3所示。过程速率高。
4所示。石油污染物转化为可重用,可治疗水,和土壤适合现场处理。
5。没有空气污染,除了在开挖。
-
- 图18.16 BioTrol土壤清洗系统流程图。
石油对石油
污染fedamatrnn fedamatrnn
石油对石油
污染fedamatrnn fedamatrnn
空气BioVersal水BioVersal空气滤清器下降
图18.17土壤洗涤过程。
溶剂萃取技术开发的CF系统公司使用液化气作为溶剂提取有机物(如PCB、二恶英、卡式肺囊虫肺炎、石油废弃物)从烂泥,受污染的土壤和污水。65年、79年丙烷溶剂通常用于污染土壤,和二氧化碳用于废水流。系统可以作为一个连续流动单元液体废物对土壤或批处理系统。受污染的土壤、泥浆或废水被送入一个随着溶剂萃取器。通常,超过99%的有机物提取提要。溶剂和有机物的分离阶段后,处理过的水从萃取器中移除,溶剂和有机物的混合物通过溶剂回收系统。溶剂回收系统,回收溶剂蒸发和新鲜溶剂。有机物会被抽取出来并重复使用或处理。
洗水处理技术
洗手液等传统技术可以从土壤分离沉降、浮选、过滤。69年土壤泥浆脱水。处理土壤可以返回到原始的开挖或送往卫生掩埋。洗涤水处理类似于治疗抽地下水污染,包括空气剥离的挥发性有机物或生物治疗。
18.8.4.5非原位生物处理在挖掘土壤泥浆生物降解
泥浆生物降解的过程不是有别于传统的生物处理。第一步是清洁土壤和分离的洗涤液,紧随其后的是单独的生物治疗的液体和土壤泥浆。然后分开处理土壤泥浆。图18.18显示了soil.80泥浆生物降解步骤处理
浪费准备泥浆生物降解
几个准备步骤土开挖后需要达到最大污染物去除的最佳进口饲料的特点:
1。筛选土壤去除大对象
2。减少大颗粒大小
3所示。水之外
4所示。pH值和温度调整
拒绝
图18.18泥浆生物降解过程。
拒绝
图18.18泥浆生物降解过程。
治疗由泥浆生物降解
使用土壤与水混合在一个坦克形成泥浆。充分混合是必要的,以确保接触污染物和微生物促进传质污染物的微生物。混合浆是转达了生物反应器或泻湖的地方需氧过程发生。通过浮动或淹没限提供曝气。一旦完成生物降解的污染物,处理泥浆脱水系统发送分离土壤从泥浆的水相相。图18.19显示了泥浆生物反应器的过程由ECOVA Corporation.65
美国环保署已经表明,90%的水可以回收过程的前端系统泥浆制备、和其他必须被现场或离线设备运输。80年在有氧过程中,一些受污染的空气可能形成,从反应堆释放。根据空气的特点,一个兼容的空气污染控制设备可以使用,如活性炭。泥浆生物降解已被证明是成功的治疗土壤可溶性有机物污染,多环芳烃,石油的浪费。是最有效的过程,污染物浓度从2500毫克/公斤到250000毫克/公斤。
开发的泥浆生物反应器ECOVA Corporation65显示有93.4%的减少多环芳烃在12周的治疗期和最初的前两周减少89.3%。
18.8.4.6非原位土壤解吸
原位SVE方法可用于解吸挖掘土壤的VOC。挖掘土壤的优点是帮助技术可能适用于蒸发加强,例如,通过通风和供暖。
解吸技术之一,厌氧热过程,是一个热解吸的过程。在这个过程中,加热和混合污染的土壤、污泥、液体发生在一个特殊的回转窑使用间接热量进行处理。65年,SoilTech厌氧热过程的目的是使解除吸附和对有机污染物在土壤中。的窑部分系统包含四个单独的内部热区域:预热、反驳、燃烧、冷却。从预热区、热粒状固体和unvaporized碳氢化合物通过砂反驳带密封。沉重的反驳区和土壤蒸发热裂解的
土壤混合过程
土壤混合过程
营养液
营养液
V |
|
<党卫军 |
S55 |
分布器 |
|
搅拌间歇反应器
搅拌间歇反应器
样品开发
空气放电
图18.19工艺流程图。
可口可乐和低分子量气体碳氢化合物形式。通过真空蒸发污染物来反驳气体传输系统。飓风把粉尘从气体后,气体被冷却,冷凝,石油是分为不同的分数。可口可乐(焦化土壤)燃烧时,和土壤热回收的反驳区或发送到冷却区。之前从燃烧区被烟气排放气旋和袋式除尘器的粒子去除,去除酸性气体的湿式洗涤器,碳吸附床去除微量有机化合物。
单位使解除吸附,收集,再浓缩固体碳氢化合物。单位也可以使用与脱卤作用过程摧毁卤化碳氢化合物通过热化学过程。这项技术可以用于从油砂和页岩油回收,脱氯作用多氯联苯和氯化农药在土壤和污泥,分离油和水从炼油厂废物泄漏,和一般从土壤和污泥去除有害的有机化合物。
18.8.4.7非原位热破坏
焚烧
焚烧可以有效地消除汽油从土壤完全氧化。旋转窑,流化床和其他系统,固定或移动类型,删除可能达到99.99%。的局限性之一非原位热破坏与土壤挖掘。移动单位可能进一步限制允许的过程。焚烧的成本发生显著的变化取决于土壤和废弃物的特定特征。土壤含有更高的汽油浪费将比一个较低的土壤更节约汽油的浪费,尤其是与其他治疗方法相比。
红外热破坏
红外热破坏技术是一种热处理系统,它使用电能碳化硅棒加热有机废物可燃温度。任何剩余的可燃物焚烧加力燃烧室。一个配置由ECOVA公司由四个components65:
1。一个电动红外主燃烧室
2。燃气二次燃烧室
3所示。排放控制系统
4所示。一个控制中心
垃圾送入主燃烧室和暴露于红外辐射加热到1010°C (1850°F)提供的碳化硅棒上面带。鼓风机将空气到选定的位置沿带控制的氧化速率浪费饲料。灰材料在主燃烧室淬火通过洗涤器水废水。火山灰然后传达给一个灰斗,在删除一个等候区和分析有机污染物,如PCB的内容。挥发性的气体从主室流入二次室,使用更高的温度,更大的停留时间,动荡和补充能量(如果需要的话)摧毁这些气体。从次要室气体通过排放控制系统。
这种技术适用于土壤或沉积物中有机污染物。最优浪费特点如下:
2。水分含量,重量的50%
3所示。密度,481 - 2083公斤/立方米(30到130磅/发生)
4所示。热值、5556 kg-cal /公斤,或5556 cal-g / g(10000英热单位/磅)
5。氯含量、重量的5%
6。含硫量,高达5%的体重
7所示。磷,0到300 mg / L
9。碱金属,高达1%按重量等离子弧玻璃化
等离子弧玻璃化,由Retech开发,使用等离子体离心炉,热量转移弧等离子体产生一个解毒作用提要材料的熔融浴。有机污染物蒸发和反应温度之间的2000和2500°F形成无害的产品。固体融化和玻化熔融浴在2800到3000°F。金属冷却时,呈现nonleachable,玻璃渣满足渗滤液毒性特征过程(TCLP)标准。
这种技术可以将土壤污染的有机化合物,也适用于治疗包含有机化合物和金属液体和固体。
18.9现象相关DNAPLs和其他有害物质的释放
除了石油产品,其它有害物质(见表18.7 - -18.9)也存储在科大。其中,一种常见的和重要的组织致密的非水相液体(DNAPLs)。从石油这一群体有不同的物理性质(特别是汽油),让他们把地下不同的方式。本节介绍与DNAPLs清理相关的重要因素。
相对蒸汽密度中心(RVD)值在表18.9计算,干燥的空气饱和的密度与感兴趣的化合物20°C。这代表的加权平均分子量compound-saturated空气相对于的意思干燥的空气的分子量29克/摩尔。测量值可以计算出方程18.23:
测量系统= P°(MW) + (760 - P°) (29) (18.23)
相对蒸汽密度测量系统=(无量纲)MW =感兴趣的化合物的分子量,阿宝=蒸汽压(托或毫米汞柱)。
18.9.1 DNAPLs的化学和物理性质
DNAPLs主要是液态碳氢化合物,如氯化溶剂、木材防腐剂、煤焦油废物,和杀虫剂。表18.7列出了一些常见的此类chemicals.81
DNAPLs密度比水高,大多数在1和2 g / mL,一些接近3 g / mL,例如,三溴甲烷,密度为2.89 g / mL。他们水溶解度有限,通常作为free-phase非混相与水或残差被土壤。大多数DNAPLs挥发性或semivolati1e;Pankow82上市信息在他们的物理和化学性质,如分子量、密度、沸点,在水中溶解度,蒸气压,沉积物/水分配系数,粘度,亨利定律常数等等(见表18.8和18.9)。
18.9.2 DNAPL释放地下的命运
类似于汽油,DNAPLs的属性如与水不混溶性、波动性,和它的一些组件的溶解度引起多相的存在(纯产品,溶质、气体和被吸附物)产品和运动是典型的现象与DNAPL释放有关。与汽油与土壤的相互作用相关的理论适用于DNAPLs。然而,
表18.7
DNAPL-Related化学物质
卤代挥发物
氯苯1,2-Dichloropropane
1.1二氯乙烷1,1二氯乙烯
1.2二氯乙烷7 ra«s - 1, 2-dichloroethylene Cis-1, 2-dichloroethylene
1.1.1-Trichloroethane二氯甲烷
1.1.2-Trichloroethane三氯乙烯氯仿四氯化碳1,1,2,2-Tetrachloroethane四氯乙烯二溴化乙烯卤代半挥发性的
1,4-Dichlorobenzene 1, 2-Dichlorobenzene
Nonhalogenated半挥发性的
2 -甲基萘邻甲酚p-Cresol
2,4-Dimethylphenol间甲酚
苯酚
萘
苯并(a)蒽
芴
苊
蒽
指(h)蒽
荧蒽
芘
屈
2,4-Dinitrophenol
杂项
煤焦油杂酚油
Aroclor 1242、1254、1260狄氏剂
2、3、4,6-Tetrachlorophenol五氯苯酚
来源:美国环境保护署估计可能发生的DNAPL超级基金网站,EPA发布:9355.4 -o7fs,美国环保署,华盛顿,1992年1月。许多这些化学物质被发现与其他化学物质混合或载体油。
气相可能没有检测到显著的汽油,因为的主要部分DNAPL羽流水槽水位以下。因此在平衡汽相不存在自由DNAPL阶段。图18.20说明了这样一个
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