PL184204B1

PL184204B1 - Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in situ

Info

Publication number: PL184204B1
Application number: PL96317332A
Authority: PL
Inventors: Kazimierz Szpala; Teresa Farbiszewska
Original assignee: Teresa Farbiszewska; Kazimierz Szpala
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 2002-09-30
Also published as: PL317332A1

Abstract

1 · Sposób mikrobiologicznego oczyszczalnia gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicz- '■'-F nymi metodą in situ, znamienny tym, że laboratoryjnie określa się średnie stężenie zanieczyszczeń, biodegradowalność zanieczyszczeń, zapotrzebowanie tlenowe mikroorganizmów oraz izoluje się mikroflorę przydatną do biodegradacji zanieczyszczeń, a następnie poprawia się powierzchniową strukturę gruntu poprzez jej przeoranie po czym do zanieczyszczonego gruntu wprowadza się pożywkę w postaci nawozów mineralnych stosowanych w rolnictwie w ilościach i proporcjach dobranych laboratoryjnie zawierającą jony K+, NH/ i HPO/' o odpowiednim stężeniu a następnie instaluje się biowentylacyjny system odpowietrzająconapowietrzający poprzez to, że do zanieczyszczonego gruntu wprowadza się lance stalowe o odpowiednim przekroju, korzystnie 2" do poziomu ok· 0,3 x 10- m nad poziom wód gruntowych oraz w pośredniej głębokości przy czym lance usytuowane są mijankowo w siatce o odpowiednim rozstawie w ilości zapewniającej ilościowe zapotrzebowanie tlenu z uwzględnieniem współczynnika filtracji gruntu, a następnie łączy się je za pomocą przewodów ciśnieniowych do pomp ciśnieniowych dla tłoczenia w grunt powietrza oraz odciągania z gruntu zużytego powietrza po czym do gruntu poprzez lance oraz rozsianie na powierzchni wprowadza się autochtoniczne mikroorganizmy wcześniej wyizolowane z gruntu, adaptowane do stężenia zanieczyszczeń gruntu i rozmnożone do potrzebnej ilości około 0,2 x 10"3 m3 mikroorganizmów na 1 m3 gruntu po czym włącza się system biowentylacji i rozpoczyna się proces oczyszczania gruntu w czasie którego zanieczyszczone powietrze odciąga się i kieruje do specjalnego biofiltra, przy czym proces biodegradacji przebiega przy zachowaniu temperatury w granicach 0 - 40°C, korzystnie w przedziale 20 - 27°C, wilgotności oczyszczanego gruntu w przedziale 50 - 80% , kwasowości w granicach pH 5 - 8, korzystnie w przedziale 6 - 7,5.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in situ.

Znany jest z opisu zgłoszenia patentowego PCT/EP92/02030 - sposób mikrobiologicznego oczyszczania gleby polegający na tym, ze pobiera się zanieczyszczoną glebę i rozdziela się na frakcje gruba i frakcje drobna. Frakcję drobną, odkaża się w bioreaktorze, wodę technologiczną odprowadza się do obiegu i odkażoną glebę, ewentualnie po domieszaniu frakcji grubej, odprowadza znów na składowisko, po czym następuje oddzielenie materiału grubego 0,5 mm na stopniu sitowym i ewentualnie oddziela się materiał lekki na stopniu sortowania i frakcje drobna wprowadza się w stan zawiesiny na stopniu płuczkowym, biologiczny rozkład zanieczyszczeń suspensji glebowej odbywa się za pomocą mikroorganizmów tlenowych instalacji bioreaktora, składającej się z reaktora barbotażowego i przyporządkowanego mu zbiornika nagazowania. Warunki technologiczne są kontrolowane za pomocą układów temperatury, wartości pH, zawartości O2 w suspensji glebowej oraz ciśnienia i prędkości przepływu gazu i cieczy. Suspensję glebową zagęszcza się w reaktorze barbotażowym i wreszcie odwadnia ją na stopniu odwadniania.

Znany jest z opisu zgłoszeniowego WO 92/15372 - sposób regeneracji gleby, w którym skażenie zawarte w glebie usuwa się na drodze płukania gleby, klasyfikowania, sortowania

184 204 według gęstości i/lub flotowania, polega na tym, ze najpierw oznacza się zawartość organicznych substancji szkodliwych, zwłaszcza wielopierścieniowych węglowodorów oraz zawartość tworzywa lekkiego i najdrobniejsze ziarna, a następnie do tej gleby w zależności do oznaczonych zawartości substancji szkodliwych dodaje się środek adsorbcyjny, który starannie miesza się z tą glebą,

Znany jest z polskiego zgłoszenia P - 274610 - sposób utylizacji porafinacyjnej ziem odbarwiających, który rozwiązuje zagadnienie przekształcenia porafinacyjnych ziem odbarwiających w użyteczny sproszkowany materiał obojętny. Sposób ten polega na tym, że w mieszalniku fluidyzacyjnym miesza się ziemię odbarwiającą w ilości 2 do 50% wagowych oraz proszkowy, nieorganiczny nośnik w ilości 50 do 98% wagowych, przy wzrastającej temperaturze złoża od temperatury otoczenia do 130°C.

Znany jest z polskiego zgłoszenia P -278195 - sposób rekultywacji gruntów skażonych benzyną, który charakteryzuje się tym, że całą warstwę gruntów zdejmuje się mechanicznie a w przypadku głębokiego skażenia przynajmniej do głębokości 200 cm i na dno powstałego zagłębienia wprowadza się matę o miąższości 10 - 50 cm utworzoną z gleby skażonej zmieszanej z popiołem dymnicowym w stosunku od 1,1 do 6,1 po czym na ułożoną i zagęszczoną matę wprowadza się pozostałą część skażonej gleby, na powierzchnię której wysiewa się fosfogips o naturalnym stanie uwilgotnienia w ilości od 200 do 1500 t/ha i wielokrotnie miesza się mechanicznie z glebą a następnie pozostawia glebę w czarnym ugorze przynajmniej przez jeden sezon wegetacyjny wielokrotnie mieszając po czym rekultywowany grunt wykorzystuje się zgodnie z przyjętym typem zagospodarowania terenu.

Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów zanieczyszczonej ziemi związkami organicznymi metodą in situ według wynalazku polega na tym, że laboratoryjnie się określa średnie stężenie zanieczyszczeń, biodegradowalność zanieczyszczeń, zapotrzebowanie tlenowe oraz izoluje się mikroflorę przydatną do biodegradacji zanieczyszczeń a następnie poprawia się powierzchniową strukturę gruntu poprzez przeoranie a następnie wprowadza się do gruntu pożywki w postaci nawozów mineralnych stosowanych w rolnictwie w ilościach i proporcjach dobranych laboratoryjnie zawierającą jony K+ NH/ i HPO₄ ²' w ilościach i proporcjach określonych na podstawie badań laboratoryjnych. Następnie instaluje się system biowentylacyjny odpowietrzająco - napowietrzający poprzez to, że do gruntu wprowadza się lance stalowe wykonane z rur o odpowiednim przekroju, korzystnie 2 na głębokość ok. 0,3 x 10² m nad poziom wód gruntowych oraz w pośredniej głębokości, przy czym lance ustawiane są mijankowo w tak zwanej siatce i za pomocą przewodów ciśnieniowych są podłączone do kontenera z dwoma pompami ciśnieniowymi służącymi do tłoczenia w grunt powietrza oraz odciągania z gruntu zużytego powietrza i kierowanie do biofiltra. Następnie wprowadza się do gruntu autochtoniczne mikroorganizmy wcześniej wyizolowane z gruntu, adaptowane do skażenia gruntu i rozmnożone do potrzebnej ilości około 0,2 x 10³ mikroorganizmów na 1 m³zanieczyszczonego gruntu po czym włącza się system biowentylacyjny i rozpoczyna się proces oczyszczania gruntu w czasie którego zanieczyszczone powietrze jest odciągane i kierowane do specjalnego biofiltra. Proces oczyszczania prowadzi się w przedziale temperatury 0 - 40°C, korzystnie w przedziale 20 - 27°C, wilgotność oczyszczanego gruntu powinna być zawarta w przedziale 50 - 80% a kwasowość gruntu utrzymuje się w granicach 5-8 pH, korzystnie w granicach pH 6 - 7,5. Sposób według wynalazku polega także na tym, że a w przypadku spadku wilgotności poniżej dolnej granicy zrasza się grunt wodą, a właściwy poziom pH utrzymuje się poprzez dozowanie jonowo - wapnia.

Sposób według wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania.

Partię gruntu w ilości około 2.500 m3 z terenu lotniska zanieczyszczonego związkami organicznymi o stężeniu zanieczyszczeń od 62,6x10- do 30x10'“ kg/kg s.m, sięgających na głębokość ok. 3 m poddano procesowi mikrobiologicznego oczyszczania gruntu metodą in situ.

Z przeznaczonego do oczyszczenia gruntu pobrano przy pomocy sondy próbki w ilości 3x5 szt. w przedziale głębokościowym co 50 x 10² m w odległości co 15 m od siebie przy czym ostatnie próbki pobrano z głębokości 2,8 m tj. 5x102m powyżej poziomu wód gruntowych po czym określono laboratoryjnie średnie stężenie zanieczyszczeń, biodegradowalność

184 204 zanieczyszczeń, zapotrzebowanie tlenowe mikroorganizmów a następnie wyizolowano mikroflorę przydatną do biodegradacji zanieczyszczeń.

Po poprawieniu struktury powierzchniowej gruntu polegającej na jej przeoraniu do zanieczyszczonego gruntu wprowadzono pożywkę w postaci mieszanki nawozów sztucznych o określonej zawartości jonów K+ NH/ i HPO/': w ilości 0,2 % w stosunku do ilości gruntu.

Następnie zainstalowano system biowentylacyjny odpowietrzająco-napowietrzający o wydajności 140 m³/h poprzez to, że do zanieczyszczonego gruntu na głębokościach 2,7 i 2 m wprowadzono lance stalowe o przekroju 2 w ilości 76 po 38 na każdą głębokość ustawiając je mijankowo w siatce o rozstawie co 3 m połączonych przewodami ciśnieniowymi do pomp ssąco-tłoczących dzięki którym tłoczy się w grunt powietrze oraz odciąga z gruntu zanieczyszczone powietrze oraz do specjalnego biofiltra wykonanego z rozdrobnionej kory nasączonej autochtonicznymi mikroorganizmami.

Następnie poprzez lance oraz rozsianie na powierzchni wprowadzono do gruntu autochtoniczne mikroorganizmy wcześniej wyizolowane z gruntu i adaptowane do stężenia zanieczyszczeń gruntu o wielkości 500x10'³ m³ w postaci wodnej zawiesiny koloru beżowego, w której stężenie bakterii wynosi 10⁹ komórek na 1x10 6 m3w ilości około 0,2 x 10- m3 mikroorganizmów na m3.

Po wprowadzeniu mikroorganizmów do gruntu uruchomiono system biowentylacyjny i rozpoczął się proces biodegradacji zanieczyszczeń, w trakcie którego zanieczyszczone i powietrze w postaci oparów są odciągane i kierowane do specjalnego biofiltra gdzie jest oczyszczane.

Proces prowadzony jest przy zachowaniu naturalnej temperatury w granicach +10° do +25°C, przy czym poniżej 1 m ppt temperatura jest stała i wynosi około 8°C, kwasowości w granicach pH = 7 i wilgotności od 60 do 85% i pod okresową kontrolą co 1 miesiąc począwszy od trzeciego miesiąca od rozpoczęcia biodegradacji przez okres 12 miesięcy.

Po 6 miesiącach biodegradacji stężenie zanieczyszczeń w gruncie wyniosło od 36 do 1210 x 10*3 kg/kg s m a po 12 miesiącach uzyskano śladowe średnie stężenie zanieczyszczeń wynoszące od 0,00 do 68 xl0'³ kg/kg s.m.

Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in situ według wynalazku rozwiązuje wiele problemów związanych z biodegradacją i pozwala osiągać stopień oczyszczania zgodnie z wymaganiami zawartymi w odpowiednich przepisach i zaleceniach uzależniony od ich dalszego zagospodarowania.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in situ, znamienny tym, że laboratoryjnie określa się średnie stężenie zanieczyszczeń, biodegradowalność zanieczyszczeń, zapotrzebowanie tlenowe mikroorganizmów oraz izoluje się mikroflorę przydatną do biodegradacji zanieczyszczeń, a następnie poprawia się powierzchniową strukturę gruntu poprzez jej przeoranie po czym do zanieczyszczonego gruntu wprowadza się pożywkę w postaci nawozów mineralnych stosowanych w rolnictwie w ilościach i proporcjach dobranych laboratoryjnie zawierającą jony K+ NHf i HPO₄ ²' o odpowiednim stężeniu a następnie instaluje się biowentylacyjny system odpowietrzająco-napowietrzający poprzez to, że do zanieczyszczonego gruntu wprowadza się lance stalowe o odpowiednim przekroju, korzystnie 2 do poziomu ok. 0,3 x 102 m nad poziom wód gruntowych oraz w pośredniej głębokości przy czym lance usytuowane są mijankowo w siatce o odpowiednim rozstawie w ilości zapewniającej ilościowe zapotrzebowanie tlenu z uwzględnieniem współczynnika filtracji gruntu, a następnie łączy się je za pomocą przewodów ciśnieniowych do pomp ciśnieniowych dla tłoczenia w grunt powietrza oraz odciągania z gruntu zużytego powietrza po czym do gruntu poprzez lance oraz rozsianie na powierzchni wprowadza się autochtoniczne mikroorganizmy wcześniej wyizolowane z gruntu, adaptowane do stężenia zanieczyszczeń gruntu i rozmnożone do potrzebnej ilości około 0,2 x 10³ nr mikroorganizmów na 1 m3 gruntu po czym włącza się system biowentylacji i rozpoczyna się proces oczyszczania gruntu w czasie którego zanieczyszczone powietrze odciąga się i kieruje do specjalnego biofiltra, przy czym proces biodegradacji przebiega przy zachowaniu temperatury w granicach 0 - 40°C, korzystnie w przedziale 20 - 27°C, wilgotności oczyszczanego gruntu w przedziale 50 - 80% , kwasowości w granicach pH 5 - 8, korzystnie w przedziale 6 - 7,5.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku spadku wilgotności poniżej dolnej granicy grunt zrasza się wodą.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że właściwy poziom pH w gruncie utrzymuje się poprzez dozowanie jonowo wapnia.