Công nghệ xử lý đất ô nhiễm bằng sinh học

1. Xử lý sinh học 1.1. Biopiles Đất sau khi được đào xới mang đi  trộn với đất sạch và được đặt trên mặt đất có hàng rào bảo vệ. Đây là quá trình ủ phân compost thành đống theo hình thức hiếu khí tĩnh, bao gồm những đống phân được cấp khí bằng máy thổi hoặc bơm chân không. Mô tả: Đây là một công nghệ được áp dụng trên phạm vi rộng, đất được đào lên và đưa đến khu vực xử lý. Tại khu vực này có hệ thống thu gom nước rỉ và hệ thống cấp khí. Đây là công nghệ được sử dụng để giảm nồng độ các hợp chất dầu mỡ bằng hình thức phân giải sinh học. Độ ẩm, nhiệt độ, dinh dưỡng, oxy và pH là những thông số cần được kiểm soát trong quá trình xử lý. Khu vực xử lý được phủ bằng một lớp nilon không thấm nhằm giảm thiểu nguy cơ các chất bẩn ngấm xuống những vùng đất vốn không bị ô nhiễm. Những đống đất được lắp đặt bên dưới một hệ thống phân phối khí và khi được đưa vào đất theo áp suất dương. Những đống đất này có thế cao tới 20 feet hoặc tối đa 2 3 met. Đống đất được phủ nhựa plastic để kiểm soát dòng chảy mặt, bốc hơi nước và sự bay hơi, đồng thời thúc để quá trình làm nóng nhờ ánh sáng mặt trời. Nếu có VOC trong đất, các khí VOC sẽ bay hơi theo dòng khí và dòng khí này sẽ được xử lý trước khi được đưa vào không khí. Đây là một công nghệ xử lý ngắn hạn. Thời gian vận hành và duy trì kéo dài khoảng vài tuần đến vài tháng. Tính ứng dụng: Xử lý bằng pp Biopiles được áp dụng để xử lý các chất VOC không chưa halogen và các hydrocacbon từ nhiên liệu. Các VOC có chứa halogen hoặc các VOC bay hơi một phần và thuốc trừ sâu cũng có thể được xử lý bằng phương pháp này nhưng hiệu suất của quá trình sẽ khác nhau và chỉ có thể áp dụng đối với một số hợp chất nhất định.

1 Xử lý sinh học

1.1 Biopiles

Đất sau khi được đào xới mang đi  trộn với đất sạch và được đặt trên mặt đất cóhàng rào bảo vệ Đây là quá trình ủ phân compost thành đống theo hình thức hiếu khítĩnh, bao gồm những đống phân được cấp khí bằng máy thổi hoặc bơm chân không

Mô tả:

Đây là một công nghệ được áp dụng trên phạm vi rộng, đất được đào lên và đưađến khu vực xử lý Tại khu vực này có hệ thống thu gom nước rỉ và hệ thống cấp khí.Đây là công nghệ được sử dụng để giảm nồng độ các hợp chất dầu mỡ bằng hình thứcphân giải sinh học Độ ẩm, nhiệt độ, dinh dưỡng, oxy và pH là những thông số cần đượckiểm soát trong quá trình xử lý

Khu vực xử lý được phủ bằng một lớp nilon không thấm nhằm giảm thiểu nguy cơcác chất bẩn ngấm xuống những vùng đất vốn không bị ô nhiễm

Những đống đất được lắp đặt bên dưới một hệ thống phân phối khí và khi đượcđưa vào đất theo áp suất dương Những đống đất này có thế cao tới 20 feet hoặc tối đa 2 -

3 met Đống đất được phủ nhựa plastic để kiểm soát dòng chảy mặt, bốc hơi nước và sựbay hơi, đồng thời thúc để quá trình làm nóng nhờ ánh sáng mặt trời Nếu có VOC trongđất, các khí VOC sẽ bay hơi theo dòng khí và dòng khí này sẽ được xử lý trước khi đượcđưa vào không khí

Đây là một công nghệ xử lý ngắn hạn Thời gian vận hành và duy trì kéo dàikhoảng vài tuần đến vài tháng

Tính ứng dụng:

Xử lý bằng pp Biopiles được áp dụng để xử lý các chất VOC không chưa halogen

và các hydrocacbon từ nhiên liệu Các VOC có chứa halogen hoặc các VOC bay hơi mộtphần và thuốc trừ sâu cũng có thể được xử lý bằng phương pháp này nhưng hiệu suất củaquá trình sẽ khác nhau và chỉ có thể áp dụng đối với một số hợp chất nhất định

Các dữ liệu cần biết khi thực hiện phương pháp này:

Đặc tính khu vực xử lý

Đặc điểm và thu mẫu đất

Đặc điểm chất ô nhiễm

Nghiên cứu phòng thí nghiệm và nghiện cứu thí điểm ngoài hiện trường.

Đặc tính của vùng ô nhiễm, đất và chất ô nhiễm cần được xác định để:

Xác định loại và số lượng chất ô nhiễm

Xác định việc bổ sung thêm các chất hữu cơ và vô cơ cần thiết

Nhật định các vấn đề liên quan đến tính an toàn

Xác định các yêu cầu về việc đào xới và di chuyển đất

Xác định cơ sở vật chất nhằm phục vụ cho việc thực hiện hệ thống xử lý

Đối với các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường cần thực hiện để:

Lựa chọn hỗn hợp đưa vào đất nhằm tối ưu các hoạt động của vi sinh vật

Xác đinh các xác phẩm phụ gây độc tiềm ẩn

Phần trăm giảm thiểu và nồng độ thấp nhất có thể đạt được

Tỉ lệ phân giải sinh học tiềm ẩn

Trong thực tế, pp này đã được tiến hành tại vùng ô nhiễm nhiên liệu ở Mỹ

2.2 Composting

Đất nhiễm bẩn được đào lên và phối trộn với các vật liệu hữu cơ như mùn cưa, cỏkhô, phân hay rác thải thực vật Việc lựa chọn vật liệu bổ sung phù hợp cần phải đảm bảođược độ xốp đủ cho đất và tạo được sự cân bằng C/N để thúc đẩy hoạt động vi sinh vật

ưa nhiệt

Mô tả:

Composting là một quá trình xử lýsinh học, phân giải các chất ô nhiễm hữu cơ nhưPAHs được thực hiện bởi vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí để chuyển thành các sản phẩmkhông độc và ổn định Điển hình, điều kiện ưa nhiệt ( 54 - 65 0C) cần phải được duy trì.Nhiệt độ tăng là do quá trình hoạt động phân giải của vi sinh vật Đất được đào lên vàtrộn với các vật liệu hữu cơ khác nhằm làm tăng cường độ xốp của đất Hiệu suất phângiải tối ưu sẽ đạt được qua việc cấp oxi hàng ngày, hệ thống tưới tiêu trong trường hợpcần thiết và quan trắc độ ẩm và nhiệt độ

Có 3 hình thức được sử dụng trong composting:

Trong các pp ủ trên thì ủ bằng pp theo luống được coi là pp mang lại hiệu quả - chiphí cao nhất Đồng thời, pp này cũng tạo ra phát thải thoát ra ngoài cao nhất Nếu VOChoặc SVOC có trong đất thì cần phải có một thiết bị kiểm soát khí thoát ra ngoài.

Tính ứng dụng:

Quá trình composting được áp dụng đối với đất và các trầm tích từ các đầm phá bị

ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ có khả năng phân giải sinh học Các dự án thí điểm và

dự án với quy mô toàn phần đã cho thấy quá trình composting ưa nhiệt và hiếu khí có khảnăng giảm thiểu nồng độ các chất gây nổ như TNT, RDX và HMX, amoni picrat và cácchất độc liên quan đến nồng độ có thể chấp nhận được Quá trình hiếu khí và ưa nhiệtcũng có thể áp dụng đối với đất nhiễm bẩn PAH Tất cả các vật liệu và nguyên liệu được

sử dụng cho quá trình composting đều có trên thị trường

Hạn chế:

Cần khoảng không gian lớn

Cần phải đào xới đất và có nguy cơ phát thải VOC ngoài kiểm soát

Tăng thể tích của đống phân do việc bổ sung nguyên liệu phối trộn

Mặc dù, lượng KLN có thể sẽ giảm xuống, nhưng việc loại bỏ KLN ra khỏi đấtkhông thể được thực hiện bằng phương pháp này Nếu hàm lượng KLN quá cao sẽ

có hại cho vi sinh vật

Đất ô nhiễm sau khi được đào lên sẽ được vận chuyển và đưa vào một hố dài rộng

và sẽ được xới xáo, cày xới nhằm tạo điều kiện thoáng khí cho chất thải

Độ ẩm: đất được tưới tiêu hay phun xịt

Thoáng khí: được cày xới với tần suất nhất định, đất được xới trộn và cấp khí.pH: tăng tính đệm gần với vùng pH trung tính bằng cách bổ sung đá vôi hoặc phânvôi nông nghiệp

Các điều kiện khác như bổ sung thêm chất dinh dưỡng hay các vật liệu hữu cơ

Các đất ô nhiễm thường được xử lý phần trên đến bề dày khoảng 18 inch Khi mức độ

xử lý đạt được yêu cầu mong muốn, phần đất đó sẽ được lấy đi thay bằng một lượng đất ônhiễm tương ứng, vẫn tiếp tục duy trì chế độ xới trộn và cấp khí như cũ Điều này sẽ giúpcho làm giàu các chủng vi sinh vật phân giải đối với vật liệu mới được bổ sung, như vậy

sẽ rút ngắn được thời gian xử lý

PP xử lý này đất đươc xới xáo và cày cuốc và cho phép đất tương tác với khí hậu tạivùng Đất và các vi sinh vật trong đất sẽ tương tác với nhau thành một hệ thống phângiải, chuyển đối và cố định các thành phần chất thải Chất thải sẽ được cày xới định kỳ đểtăng điều kiện thoáng khí

Những vùng xử lý theo pp này cần phải được quản lý một cách chặt chẽ để ngăn chăncác vấn đề ảnh hưởng đến vùng đang thực hiện cũng như những vùng lân cận khác cóliên quan đế nước ngầm, nước mặt, không khí và chuỗi thức ăn Quan trắc và đảm bảobảo vệ môi trường cần phải được thực hiện tại khu vực này

Đây là pp thực hiện trong phạm vi thời gian từ trung hạn đế dài hạn

Note: Nhiều sản phẩm phối trộn và chất thải có chứa cả các thành phần dễ bay hơi sẽchuyển vào khí quyển trước khi chúng được phân giải

Các chất bẩn được xử lý thành công bằng pp này như dầu diesel, bùn thải chứadầu, các hóa chất bảo quản gỗ, nước thải than cốc và một số loại thuốc trừ sâu nhất định

Hạn chế:

Cần rất nhiều không gian

Các điều kiện tự nhiên sẽ ảnh hưởng đến sự phải giải của VSV, các điều kiện nàykhông thể kiểm soát được, sẽ kéo dài thời gian xử lý

Các chất ô nhiễm vô cơ không thể phân giải bằng VSV

Các chất ô nhiễm dễ bay hơi như các dung môi cần phải được tiền xử lý bới vìchúng sẽ bị bay hơi vào khi quyển dẫn đến ô nhiễm không khí

Cần phải xem xét việc kiểm soát bụi, đặc biệt trong quá trình cày xới và việc vậnhành các công đoạn khác

Cần phải có các thiết bị thu hồi nước chảy bề mặt và phải được quan trắc thườngxuyên

Địa hình, xói mòn, khí hậu, địa tầng học và tính thấm của đất tại vùng tiến hànhcần phải được đánh giá để xác định các thiết kế tối ưu.

Các dữ liệu cần xem xét:

Các vấn đề cần phải xem xét khi thực hiện: loại và nồng độ chất ô nhiễm, phẫudiện theo chiều sâu và sự phân bố của các chất ô nhiễm, sự có mặt của các chất ô nhiễmgây độc, sự có mặt của VOC, và sự tồn tại của các chất ô nhiễm vô cơ

Các vấn đề về vùng và đất cần xem xét: đặc điểm địa chất bề mặt (VD: địa hình,lớp phủ thực vật), đặc điểm địa chất và địa chất thủy văn của các tầng dưới, nhiệt độ, độ

ẩm đất, hàm lượng chất hữu cơ, khả năng trao đổi cation, lượng giáng thủy, tốc độ vàhướng gió, nguồn nước, cấu trúc và loại đất, khả năng giữ nước của đất, hàm lượng chấtdinh dưỡng, pH, nhiệt độ khí quyển, tính thấm và vi sinh vật (các chủng vi sinh vật cókhả năng phân giải tại vùng tiến hành pp)

Dữ liệu về các dự án được thực hiện:

Nhiều dự án ở phạm vi toàn phần đã được tiến hành, đặc biệt đối với xử lý bùn thải dongành công nghiệp dầu khí Giống với các phương pháp xử lý sinh học khác, ở điều kiệnphù hợp, pp landfarming có thể biến đổi chất ô nhiễm thành những chất không độc hại.Hiệu suất loại bỏ, tuy nhiên, còn phụ thuộc vào loại và nồng độ chất ô nhiễm, loại đất,nhiệt độ, độ ẩm, sức tải chất ô nhiễm của đất, tần suất thực hiện, mức độ thoáng khí, tínhbay hơi và các yếu tố khác

1.4 Phương pháp xử lý sinh học trong pha bùn

Bùn ở dạng dung dịch hay thể huyền phù được tạo ra bằng cách kết hợp đất vớinước có bổ sung một số chất hóa học Bùn sẽ được khuấy trộn để giữ cho các hạt rắn lơlửng và các VSV sẽ tương tác với các chất ô nhiễm bám trên các hạt rắn Sau khi quátrình hoàn thành, pha bùn sẽ được tách nước và đất được xử lý sẽ bị bỏ đi

Các vật rắn sẽ được dùy trì ở trạng thái lơ lửng trong bồn phản ứng và được trộnvới chất dinh dưỡng và oxy Nếu cần thiết, axit hoặc kiềm sẽ được chêm vào để điềuchỉnh pH VSV cũng có thể được bổ sung nếu các chủng VSV cần thiết không có trongpha bùn Khi quá trình phân giải sinh học kết thúc, pha bùn của đất sẽ được tách nước.Thiết bị tách nước được sử dụng trong pp này bao gồm thiết bị làm sạch, lọc áp lực, lọcchân không, sân phơi cát và máy li tâm

Các bể phản ứng pha bùn được xếp vào pp này, có thời gian thực hiện từ ngắn hạnđến trung hạn

Khả năng ứng dụng

Kỹ thuật xử lý bùn sinh học đã được sử dụng thành công để xử lý đất bị ô nhiễmcác chất như chất có khả năng gây nổ, hydrocacbon xăng dầu, hóa dầu, dung môi, thuốctrừ sâu, chất bao quản gỗ và các chất hữu cơ khác Các bể phản ứng sinh học sẽ được đầu

tư nhiều hơn so với trường hợp xử lý tại chỗ đối với đất không đồng nhất (dị thể), tính

thấm thấp, các khu vực mà nằm thấp hơn mực nước ngầm sẽ gặp khó khăn để giữ các cấphạt bùn hoặc đòi hỏi thời gian xử lý sự việc lâu hơn.

Các phản ứng sinh học pha bùn thường được sử dụng để xử lý các VOC có gốchalogen, thuốc trừ sâu, PCB trong đất được đào đi., các hợp chất vật liệu nổ cũng có thểđược xử lý

Phản ứng pha bùn bao gồm các hợp chất chuyển hóa và các VSV thích nghi đặcbiệt đều được sử dụng để xử lý các hợp chất hữu cơ bay hơi và bay hơi bán phần có chứagốc halogen, thuốc trừ sâu, PCB trong đất

Các phản ứng pha bùn kỵ khí/ hiếu khí liên tục được tiến hành để xử lý PCB, cáchợp chất bay hơi bán phần có chứa gốc halogen, thuốc trừ sâu và các hợp chất vật liệu nổđược tìm thấy trong đất

Các hạn chế:

Việc phân loại cấp hạt (tách pha bùn) nhỏ để đưa vào bể phản ứng thường gặp khókhăn và tốn kém Các loại đất không đồng nhất và đất sét có thể gặp vấn đềnghiêm trọng trong quá trình xử lý vật liệu Trong trường hợp chất ô nhiễm ở pha

tự do, cần phải tiến hành loại bỏ các yếu tố gây cản trở

Việc tách nước ra khỏi các cấp hạt mịn sau khi xử lý khá tốn kém

Cũng cần tiến hành phương pháp loại bỏ các nước thải không thể tuần hoàn

Các dữ liệu cần thiết:

Mặc dù một chất hữu cơ cụ thể cần phải được xác định để bổ sung vào đất phục vụcho sự phân giải sinh học được tiến hành trong phòng thí nghiệm hoặc ở một vùng đấtcần xử lý nào đó, phân giải diễn ra trên bất kỳ một loại đất/ vùng ô nhiễm nào đó có thểphụ thuộc vào nhiều yếu tố Để xác định được phương pháp xử lý hiệu quả và phù hợphay không đối với đất bị ô nhiễm của một vùng cụ thể nào đó, cần phải xác định đặc điểm

sự ô nhiễm, đất và vị trí ô nhiễm và để đánh giá tiềm năng phân giải sinh học các chất ônhiễm Những nghiên cứu về khả năng xử lý sơ lược cần phải được thực hiện

Cần phải xác định được đặc điểm của các chất gây ô nhiễm trong khi thực hiệnnghiên cứu tính khả thi của phương pháp xử lý sinh hoc, các điều tra về tính hòa tan củachúng, hệ số hấp phụ của đất và tính bay hơi của chất ô nhiễm, khả năng tham gia cácphản ứng hóa học của chất gây ô nhiễm (VD: xu hướng diễn ra các phản ứng không cóvai trò của sinh vật như thủy phân, oxi hóa và polymer hóa) và tính phân giải sinh họccủa chất gây ô nhiễm

Pha bùn hiếu khi đã được sử dụng để giảm thiểu nồng độ TNT, HMX và RDXtrong đất ở Mỹ (Joliet) Xử lý sinh học pha bùn đã cho thấy tỉ lệ loại bỏ vượt 99% và đạtmức độ khoáng hóa cao Các nghiên cứu xác định tính khả thi đã phát triển các thiết kế

và dự toán chi phí trong việc áp dụng ở quy mô toàn phần của quá các quá trình pha bùnsinh học hiếu khí và kỵ khí đã được thực hiện ở Iowa Các bằng chứng về 3 quá trình pha

bùn sinh học khác nhau đang được thực hiện: quá trình xử lý sinh học kỵ khí đơn giản,quá trình bùn sinh học thiếu khí/ hiếu khí và quá trình bùn sinh học kỵ khí.

Từng đơn vị xử lý di động sẽ được di chuyển nhanh chóng vào và ra khỏi vùng ônhiễm Thời gian thực hiện trong các phản ứng bùn sinh học sẽ thay đổi khác nhau phụthuộc vào bản chất của chất gây ô nhiễm, nồng độ ô nhiễm và mức độ loại bỏ mongmuốn Thời gian thực hiện điển hình là 5 ngày đối với đất bị nhiễm PCP, 13 ngày đối vớiđất bị ô nhiễm thuốc trừ sâu và 60 ngày đối với bùn lọc dầu

2 Xử lý hóa học/vật lý

2.1 PP chiết tách hóa học

Đất bị ô nhiễm và các chất dùng để chiết rút được khuấy trộn với nhau trong bểchiết tách, do đó sẽ hòa tan các chất ô nhiễm Dung dịch chiết sau đó sẽ được phân táchbằng thiết bị phân tách nơi mà chất ô nhiễm và chất chiết rút sẽ được tách biệt

Chiết rút hóa học không phá hủy chất thải nhưng đó lại là cách thức tách chất ônhiễm nguy hại ra khỏi đất, do đó làm giảm thể tích của các chất thải nguy hại cần phải

xử lý Công nghệ này sử dụng các hóa chất chiết rút và khác so với công nghệ rửa đất làcông nghệ này sử dụng nước hoặc nước có chứa các chất tạo điều kiện thuận lợi cho quátrình rửa Chúng thay đổi theo các chất hóa học được sử dụng, loại thiết bị và cách thứcvận hành

Các bước phân tách vật lý thường được thực hiện trước khi thực hiện chiết hóahọc để phân chia các cấp hạt từ thô đến mịn, với giả thiết rằng các cấp hạt mịn chứa phầnlớn chất ô nhiễm Sự phân tách vật lý cũng có thể tăng cường thúc đẩy động lực chiếtbằng việc phân tách các kim loại nặng ở dạng hạt nếu chúng có mặt trong đất

Chiết tách bằng axit

Axit có thể được sử dụng như một chất chiết rút Tách chiết bằng axit thường sửdụng axit clohidric để chiết KLN ra khỏi đất Trong quá trình này, đầu tiên đất sẽ đượcsàng lọc để loại bỏ cấp hạt thô Rồi sau đó, axit clohidric được đưa vào đất tại bộ phậnchiết Thời gian tiến hành chiết trong bộ phận này thay dổi phụ thuộc vào loại đất, chất ônhiễm và nồng độ của chúng, nhưng nhìn chung thay đổi từ 10 - 40 phút Hỗn hợp chấtchiết rút và đất sẽ được bơm liên tục ra khỏi bể chiết, và đất và chất chiết rút sẽ đượcphân tách bằng cách sử dụng thiết bị hydrocyclone

Khi quá trình chiết đã hoàn thành, pha rắn sẽ được chuyển đến hệ thống rửa Cáchạt rắn sẽ được rửa bằng nước để loại bỏ axit và kim loại Dung dịch chiết và nước saurửa sẽ được tái sinh bằng các chất kết tủa có trên thị trường như natri hydroxit, đá vôihoặc các chất phù hợp khác cùng với quá trình tạo bông để loại bỏ KLN và thu hồi lạiaxit KLN được tập trung lại ở dạng có khả năng thu hồi Trong suốt bước thực hiện cuốicùng, đất được tách nước và trộn với đá vôi và phân để trung hòa bất kỳ axit nào tồnđọng trong đất

Tách chiết bằng dung môi

Quá trình tách chiết bằng dung môi thường ở hình thức sử dụng các dung môi hữu

cơ như một chất chiết rút hóa học Thông thường nó được thực hiện bằng việc kết hợpvới các công nghệ khác như đóng rắn/ cố định, lò thiêu đốt hoặc lọc rửa đất, phụ thuộcvào điều kiện cụ thể của vùng ô nhiễm Tách chiết dung môi cũng có thể được thực hiệnnhư một công nghệ tiêu chuẩn trong một số trường hợp Các kim loại liên kết với hữu cơ

có thể được chiết ra cùng với các chất ô nhiễm hữu cơ cần xử lý, do đó việc tạo ra các cặncần phải xem xét giải quyết Dạng vết của các chất chiết dung môi có thể còn lại tronghỗn hợp đất sau xử lý, và vì vậy việc xem xét tính độc của các chất này cũng phải đượclưu ý Những đất đã được xử lý thường được mang trở lại vùng ô nhiễm trước đó sau khiđáp ứng được các tiêu chuẩn cho phép

Thời gian vận hành và duy trì pp này là trung hạn

Khả năng ứng dụng:

Tách chiết bằng dung môi được có hiệu quả trong xử lý đất chứa chất hữu cơ nhưPCB, VOC, dung môi chứa gôc halogen và chất thải dầu mỏ Quá trình cũng có thể ápdụng trong việc phân tách chất ô nhiễm hữu cơ trong rác thải do sơn vẽ, và rác thải từ cácnhà máy lọc dầu

Chiết bằng axit phù hợp với sử lý bùn, trầm tích và đất bị ô nhiễm KLN

Tách chiết bằng axit, bất kỳ axit nào còn lặng ở cặn trong đất đã được đem đi xử

lý càn phải được trung hòa

Chi phí kinh tế có thể tương đối cao, và công nghệ có thể áp dụng thương mại vàcông nghệ này sẽ có hiệu quả kinh tế hơn đối với việc xử lý những vùng ô nhiễm rộng

Dữ liệu cần thiết

Cần lưu ý việc xác định liệu sự chuyển khối hay sự cân bằng sẽ được kiểm soát.Các nhân tốt kiểm soát là tiêu chí dành cho thiết kế từng đơn vị hoạt động và để xác địnhliệu công nghệ này có phù hợp với chất thải hay không.

Đặc điểm đất cũng cần được xác định bao gồm kích thước cấp hạt, oH, hệ số phâncắt, CEC, hàm lượng hữu cơ, độ ẩm và sự tồn tại của KLN, chất bay hơi, sét và các hợpchất thải phức tạp

2.2 Oxi hóa/Khử hóa học

Sự oxi hóa/ khử hóa học chuyển đổi chất ô nhiễm nguy hại thành chất không hạihoặc ít độc, các hợp chất này ổn định hơn, ít di động hoặc trơ Các tác nhân oxi hóa được

sử dụng nhiều nhất là ozone, hydropeoxit, hypoclorit, clo và clo dioxit

Mô tả

Các phản ứng oxi hóa khử chuyển đổi các chất ô nhiễm từ độc sang không độc.Các phản ứng này liên quan đến việc chuyển electron từ hợp chất này sang hợp chấtkhác Cụ thể, một chất tham gia phản ứng bị oxi hóa (mất electron) và một chất bị khử(nhận electron) Đây là công nghệ được thực hiện trong thời gian ngắn đến trung hạn

Khả năng ứng dụng

Nhóm chất ô nhiễm được xử lý bằng pp này là các chất vô cơ Công nghệ được sửdụng nhưng ít hiệu quá đối với VOC không chứa halogen và SVOC, hydrocacbon nhiênliệu và thuốc trừ sâu

Phản ứng oxi hóa khử là một công nghệ trên phạm vi toàn phần, được thiết lập tốtđược sử dụng để làm sạch nguồn nước uống và nước thải, và đây là công nghệ xử lýcyanide (oxi hóa) và crom (khử Cr VI thành Cr III ưu tiên cho kết tủa) Hệ thống tăngcường được sử dụng hiệu quả hơn để xử lý các chất thải nguy hại trong đất

2.3 Đề halogen hóa

Các thuốc thử được đưa vào đất bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ có chưa halogen.Quá trình đề halogen hóa được thực hiện bởi sự thay thế phân tử halogen hoặc sự phângiải và bay hơi một phần các chất ô nhiễm.

Mô tả

Đất bị ô nhiễm được sàng lọc và xử lý sơ bộ bằng máy nghiền và máy trộn, vàđược khuấy trộn với các thuốc thử Hỗn hợp sau khuấy trộn được làm nóng trong bể phảnứng Quá trình đề halogen được hoàn thành vừa do sự thay thế các phân tử halogen vừa

do sự phân hủy và bay hơi một phần các chất ô nhiễm

Phân hủy xúc tác bazo (BCD)

Sự phân hủy xúc tác bazo được thực hiện để xử lý đất và trầm tích bị ô nhiễm các hợpchất hữu cơ có chứa halogen, đặc biệt là PCB, dioxin và furan Đất bị ô nhiễm sẽ đượcsàng lọc, xử lý sơ bộ bằng máy nghiền và máy trộn, được trộn với Natribicacbonat Hỗnhợp được làm nóng trên 3300C trong một bể phản ứng để phân hủy một phần và bay hơichất ô nhiễm Các chất ô nhiễm bị bay hơi sẽ được giữ lại, nén và xử lý riêng biệt

Glycolate/ Kiềm Polyethylene Glycol (APEG)

Glycolate là công nghệ ở phạm vi toàn phần, trong đó thuốc thử APEG được sửdụng KPEG là thuốc thử phổ biến nhất Đất bị ô nhiễm và thuốc thử được trộn lẫn vớinhau và nung nóng trong bể xử lý Trong quá trình APEG, phản ứng dẫn đến sự thay thếpolyetylen glycol thay thế các phân tử halogen và hình thành hợp chất không độc hoặc ítđộc hơn Thuốc thử APEG đề halogen hóa các chất ô nhiễm để hình thành glycol ete hoặchợp chất hydroxylat và một muối kim loại kiềm, đây là các sản phẩm phụ có hòa tantrong nước Đề halogen hóa nhìn chung được xem xét như một công nghệ độc lập, tuynhiên, nó vẫn có thể được kết hợp với các công nghệ khác Việc xử lý nước thải tạo ra bởiquá trình xử ly có thể bao gồm sự oxi hóa hóa học, phân giải sinh học, hấp phụ cacbonhoặc kết tủa

Sự đề halogen thông thường là quá trình từ ngắn hạn đến trung hạn Chất ô nhiễmđược phân giải một phần hơn là bị chuyển hóa hoàn toàn thành chất khác

Khả năng ứng dụng:

Nhóm các chất ô nhiễm cần xử lý đối với công nghệ xử lý đề halogen là nhữngSVOC halogen hóa và thuốc trừ sâu Sự đề halogen hóa bằng thuốc thử APEG là mộttrong những ít quá trình sẵn có ngoài quá trình thiêu đốt mà đã được thí nghiệm thànhcông ngoài hiện trường trong xử lý PCB Công nghệ có thể được sử dụng nhưng có lẽ íthiệu quả trong việc xử lý các VOC halogen hóa nhất định Công nghệ này có thể đượcchỉnh sửa, bổ sung để phù hợp với việc ứng dụng ở quy mô nhỏ PP BCD cũng có thểđược sử dụng để xử lý các VOC halogen hóa nhưng nhìn chung tốn kém hơn các côngnghệ thay thế khác

Hạn chế

Hàm lượng sét và độ ẩm cao sẽ tăng chi phí xử lý

Công nghệ APEG/KPEG nhìn chung không mang lại lợi nhuận trong trường hợpkhối lượng chất thải nhiều.

Nồng độ cảu các chất hữu cơ chứa clo lớn hơn 5% cần một lượng thuốc thử nhiềuhơn rất nhiều

Cùng với quá trình BCD, việc thu hồi và xử lý các cặn bã (chất ô nhiễm bay hơi bịgiữ lại, bụi và vật khác) có thể gặp khó khăn, đặc biệt khi đất chưa độ ẩm và hàm lượngcấp hạt mịn cao

Dữ liệu cần biết

Quá trình glycolate được thực hiện thành công trong xử lý chất ô nhiễm PCB vớinồng độ từ 2ppm lên đến 45,000ppm

Công nghệ này sử dụng các công nghệ tiêu chuẩn Bể phản ứng phải được trang bị

để phối trộn và nung nóng đất và thuốc thử Thiết kế kỹ thuật chi tiết đối với hệ thống xử

lý PCB đươc cung cấp liên tục và ở phạm vi toàn diện được thực hiện tại Guam đã hoànthành Theo dự đoán hệ thống ở quy mô toàn diện có thể được xây dựng và lắp đặt để vậnhành trong thời gian từ 6 đến 12 tháng

Nồng độ PCB được xử lý như trong báo cáo với nồng độ 45,000 ppm Nồng độ đã đượcgiảm xuống thấp hơn 2ppm trên cùng một loại PCB PCDD và PCDF được xử lý đếnmức không thể phát hiện với độ nhạy một nghìn tỷ Quá trình đã phả hủy thành côngPCDD và PCDF có chứa trong dầu pentaclorophenol gây ô nhiễm đất Đối với chất nền

có chưa cacbon hoạt tính bị ô nhiễm, biện pháp xử lý trực tiếp kém hiệu quả hơn và sựgiảm thiểu PCDD/PCDF đến nồng độ thấp hơn 1ppb thu được kết quả tốt hơn do triết cácchất nền mang cacbon và các dung môi trước khi xử lý, sau đó sẽ thực hiện xử lý dịchchiết tách này

thước cấp hạt, sự khác biệt về mật độ, độ nhớt của dung dịch và nồng cấp hạt (cản trở quátrình lắng) PP này cũng được sử dụng đối với việc loại bỏ lớp dầu không tan trong nước

và đối với sự phân loại các cấp hạt có kích thước khác nhau Quá trình này thường đượcthực hiện quá trình kẹo tụ tạo bông trước để tăng kích thước cấp hạt, do đó cho phép loại

bỏ các hạt mịn

Sự phân tách do từ trường

Sự phân tách do từ trường được sử dụng để chiết các cấp hạt phóng xạ từ tính ra khỏinước, đất hoặc không khí Các hợp chất uranium và plutonium có tính từ yếu trong khihầu hết các môi trường (chủ) không có từ tính Quá trình vận hành bằng cách cho dungdịch chưa chất ô nhiễm hoặc pha bùn đi qua một khối từ hóa Khối từ hóa này chứa cácvật liệu có từ tính như steel wool, chất này sẽ chiết các hạt chất ô nhiễm có tính từ từ phabùn của đất

Sự phân tách vật lý/ sàng rây

Các quá trình phân tách vật lý và sàng rây sẽ sử dụng các kích thước rây khác nhau vàsàng lọc để tập hợp các chất ô nhiễm thành những khối nhỏ hơn Sự phân tách vật lý dựatrên cơ sở các chất ô nhiễm vô cơ và hữu cơ có xu hướng liên kết với nhau về mặt hóahọc cũng như vật lý thành những hạt mịn (VD: hạt sét và hạt bùn) trong đất Cấp hạt sét

và bùn trong đất lần lượt liên kết theo hình thức vật lý để tạo những cấp hạt thô hơn vàcấp hạt sỏi bằng sự nén và kết dính Do đó, sự phân tách các cấp hạt sét mịn và cấp hạtbùn từ những cấp hạt to và thô hơn sẽ tập trung một cách hiệu quả các chất nhiễm bẩnthành những khối đất có kích thước nhỏ hơn và tiếp sau sẽ được tiếp tục xử lý hoặc loạibỏ

Tính ứng dụng:

Các chất ô nhiễm cần xử lý bằng pp này là các SVOC, nhiên liệu và các chất vô cơ (baogồm cả các chất phóng xạ) Công nghệ này được sử dụng đối với một số VOC và thuốctrừ sâu nhất định Sự phân tách bằng từ được sử dụng đặc biệt đối với chất ô nhiễm kimloại nặng, chất phóng xạ và các cấp hạt có tính phóng xạ từ tính

Sự phân tách vật lý thường thực hiện quá trình xử lý tách chiết hóa học dựa trên giảthuyết rằng hầu hết các chất ô nhiễm bị dính chặt trong các cấp hạt mịn của đất, đây lànhững phần cần phải được xử lý Sự phân tách sẽ có hiệu quả khi các chất ô nhiễm KLNtồn tại ở dạng hạt Một lợi thế của pp này là tuy lượng vật liệu đầu vào cao nhưng vẫn cóthể thực hiện được với thiết bị tương đối nhỏ

Hạn chế:

Độ ẩm và hàm lượng sét cao sẽ tăng chi phí xử lý

Quá trình phân tách bằng trọng lực phụ thuộc vào sự khác biệt trong pha rắn và pha lỏng.Trọng lực cụ thể đối với các cấp hạt sẽ ảnh hưởng đến tỉ lệ lắng và hiệu quả của quá trình.Hơn nữa, tốc độ lắng còn phụ thuộc vào vào độ nhớt của dung dịch huyền phù, cần phảitìm hiểu dung dịch này để xác định hiệu suất của quá trình và lựa chọn kích thước củathiết bị