Phương pháp ổn định hóa rắn

31 61 Ổn định hóa rắn • • Ho Ho á á r r ắ ắ n (solidification): n (solidification): thêm vật liệu vào để tạo thành khối rắn, bao gồm: •Cố định hoá (immobilization) •Cố định hoá học (chemical fixation) •Tạo hạt (encapsulation) • • Ổ Ổ n đ n đ ị ị nh (stabilization): nh (stabilization): chuyển hoá hoá học từ dạng không bền sang dạng bền hơn. 62 Kỹ thuật cố định (Immobilization Techniques) • • Lý h Lý h ọ ọ c: c: •Tạo hạt (encapsulation): •Lớn (macro) •Nhỏ (micro) •Đóng gói (embedment) • • Ho Ho á á h h ọ ọ c: c: 32 63 Kỹ thuật cố định (Immobilization Techniques) • • Silicate ho Silicate ho á á (Vitrification) (Vitrification) 64 Quá trình và chất kết dính • • Vô cơ Vô cơ •Bê tông hoá •Nhôm hoá hoặc silica hoá (pozzolanic) •Hiệu ứng Ettringite • • H H ữ ữ u cơ u cơ •Thermoplastic (nhựa chảy) •Thermosetting (nhựa phản ứng nhiệt) • • Ch Ch ấ ấ t k t k ế ế t d t d í í nh vô cơ nh vô cơ •Xi măng porland •Đávôi •Tro bay •Kết hợp • • Ch Ch ấ ấ t k t k ế ế t d t d í í nh h nh h ữ ữ u cơ u cơ •Nhựa đường, Polyester, PE, Polybutadien, epoxit, urea formaldehyde, acrylamide. 33 65 Các chỉ tiêu thí nghiệm V V ậ ậ t Lý: t Lý: •Độ ẩm, cỡ hạt, trọng lượng riêng, SS, hàm lượng nước, KL riêng đổ đóng, độ thấm, độ rỗng, độ bền Ho Ho á á h h ọ ọ c: c: •pH, thế oxy hoá khử, dầu mỡ, độ dẫn điện, TOC, độ kiềm, TDS, KL. Nư Nư ớ ớ c rò r c rò r ỉ ỉ : : •Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) •Extraction Procedure Toxicity Test •TCLP Cage modification •Multiple Extraction Procedure (MEP) 66 Xử lý sơ bộ trước khi đóng rắn • • PP cơ h PP cơ h ọ ọ c: c: khử SS, bổ sung tác chất. • • PP h PP h ó ó a h a h ọ ọ c: c: •Khử Cr 6+ thành Cr 3+ •Chuyển hóa cyanua và đuổi ammonia. •Chuyển Ni hòa tan thành ion Ni •Khử muối Na 2 SO 4 • • Đ Đ ố ố i v i v ớ ớ i ch i ch ấ ấ t h t h ữ ữ u cơ u cơ : : khử bằng nhiệt, oxy hóa hóa học, chiết xuất, phân hủy sinh học. 34 67 Tương thíchTương thíchTương thíchTương thíchTương thíchTương thíchChất phóng xạ Tương thíchTương thíchpH thấp hòa tan KL Tương thíchTương thíchTương thíchKL nặng Tương thíchTương thíchTương thíchDehydrat hóa Dễ bị rò rỉCản trởHalogen Tương thíchTương thíchTương thíchPhá vỡ cấu trúc Tương thíchCản trởSO 4 2- Phá hỏng vật liệu Phản ứngPhá vỡ cấu trúc Cháy, phá vỡ cấu trúc Tương thíchTương thíchChất oxy hóa Trung hòa trước khi kết hợp Trung hòa trước khi kết hợp Tương thíchTrung hòa trước khi kết hợp Tương thíchXimăng trung hòa axit Chất thải axit Vô cơ Tương thíchPhân hủy ở nhiệt độ cao Cản trở một số polymer Có thể làm chất kết dính TốtTốtChất rắn hữu cơ Phải được hấp phụ vào chất rắn Phân hủy ở nhiệt độ cao Cản trở một số polymer Bay hơi do nhiệt Cản trở Thóat ở dạng hơi Cản trở Thóat ở dạng hơi Dung môi hữu cơ và dầu Hữu cơ Đóng góiSilica hóa Polymer hữu cơ Nhựa chịu nhiệt Bằng vôiBằng ximăng Kỹ thuật đóng rắn L L ọ ọ ai ai ch ch ấ ấ t t th th ả ả i i 68 Ứng dụng Đất Phenol + phenol clo hoáBentonite Trầm tíchKeponeCó gốc S Bùn, trầm tíchKepone, phenolXi măng + silicat BùnDầu, vinyl clorua, ethylene cloride Xi măng + polymer BùnThuốc trừ sâuXi măng + bụi lò nung + tác chất BùnPhenolXi măng + tro bay Bùn, ddPhenolXi măng + sét Trầm tíchKeponeChất hữu cơ Bùn, bã thảiLatex, phenolXi măng porland ĐấtPCBĐá vôi + nucleophilic BùnPCBs, dioxinĐávôi, bụi lò nung BùnDầu, cresoteBụi lò nung BùnPhenol, CHCĐá vôi, tro bay BùnPhenolTro bay BùnDầuChất đông tụ hoá học ĐấtXăng dầuBitumen D D ạ ạ ng x ng x ử ử lý lý Ch Ch ấ ấ t ô nhi t ô nhi ễ ễ m m Ch Ch ấ ấ t k t k ế ế t d t d í í nh nh 35 69 Ứng dụng •Xử lý chất thải gia công kim loại, dòng thải axit chứa chì, nước chảy ra từ mỏ, bùn XLNT, chất thải của quá trình xử lý khí thải. 70 Quá trình sinh học – Định nghĩa – – Vi sinh t Vi sinh t ự ự dư dư ỡ ỡ ng: ng: sử dụng CO 2 làm thức ăn, tổng hợp tế bào. • Vi sinh quang tự dưỡng: dùng ánh sáng làm nguồn năng lượng. • Vi sinh hóa tự dưỡng: sử dụng năng lượng từ các phản ứng oxi hóa khử các hợp chất vô cơ. – – Vi sinh d Vi sinh d ị ị dư dư ỡ ỡ ng: ng: sử dụng C hữu cơ làm nguồn thức ăn • Vi sinh quang dị dưỡng • Vi sinh hóa dị dưỡng 36 71 Quá trình sinh học – Vi sinh vật – – Vi khu Vi khu ẩ ẩ n (bacteria) n (bacteria) – – N N ấ ấ m (fungi) m (fungi) – – T T ả ả o (algae) o (algae) – – Nguyên sinh v Nguyên sinh v ậ ậ t (prozotoza) t (prozotoza) 72 Các yếu tốảnh hưởng – – Đ Đ ộ ộ ẩ ẩ m: m: vì nước chiếm 75-80% trong tế bào, nên độ ẩm rất cần thiết cho sự phát triển của vi sinh. – – Nhi Nhi ệ ệ t đ t đ ộ ộ : : tốc độ phản ứng sinh học tăng khi nhiệt độ tăng. – – pH: pH: pH tối ưu là 5-9. – – Dinh dư Dinh dư ỡ ỡ ng vô cơ ng vô cơ : : • Đa lượng: P, N. • Vi lượng: Na, S, K, Ca, Mg, Fe, kim loại vết. 37 73 Hệ thống Xử Lý Chất Lỏng thơng thường Tách rắn Tách rắn Xử lý hóa lý Xử lý hóa lý Tạo điều kiện Tạo điều kiện Xử lý bậc cao Xử lý bậc cao Xử lý sinh học Xử lý sinh học Trữ và điều hòa Trữ và điều hòa Tách rắn Tách rắn Xử lý bùn Xử lý bùn Hóa chất Hóa chất Kết tủa Oxy hóa Thủy phân Lắng Tuyển nổi Châm dd Chỉnh pH Lắng Lọc Tuyển nổi MF Hấp phụ Trao đổi ion Dòng ra Khử nước Đóng rắn Thiêu đốt 74 Hệ thống sinh trưởng lơ lửng Bể Lắng Nước thải X X ử ử Ly Ly ù ù bu bu ø ø n n Thích hợp xử lý khi nồng độ TOC cao, có thể lên đến 5000 mg/L Vào Bùn tuần hoàn Ra khử khí lắng Biogas Hiếu khí Kỵ khí 38 75 Hệ thống sinh trưởng bám dính vaøo ra doøng tuaàn hoaøn Biogas Lọc kỵ khí RBC Nồng độ sinh khối cao → thời gian lưu bùn dài, tỷ lệ F:M thấp, ít chịu ảnh hưởng của độc chất. 76 Ví dụ. Hệ thống bể phản ứng hiếu khí gián đoạn Dòng vào: 660 mg/L thuốctrừ sâu 2,4-D và 270 mg/L fructose. Thờigiancấp nước: Nhanh: 20’ Chậm: 6-24h Thờigianpứ: không đổi Thờigianrút nước: 30 phút Thể tích trao đổi: 50% Hiệuquả: trên 88% Sụckhí Lắng Rút nước Pha chờ Dòng ra Khí Cấpnước 39 77 Hệ thống EX SITU Các bướcxử lý sơ bộ trước khi vào hệ thống EX SITU: Điều hòa: ổn định lưulượng và tảilượng Xử lý hóa học: thông thường kếttủa độctố kim loại, phá vỡ nhũ tương. Phân tách lý học: lắng các kếttủakimlọai, tuyểnnổi. Tạo điềukiện: châm dinh dưỡng và hiệuchỉnh pH. Trong khi xử lý có thể có các quá trình sau: Phân hủysinhhọc Bay hơi Hấpphụ 78 Hệ thống EX SITU – Xử lý pha bùn (slurry phase treatment) Bùn/Đất ô nhiễm đượctrộnvớichấtlỏng sạch hoặcô nhiễm để hình thành hh Có thể thựchiệnbằng bể phản ứng hoặchồ. Xử lý chất khó phân huỷ sinh học trong đất: dầu, PAH, thuốctrừ sâu, clorophenol. Chi phí xử lý rất cao → không được ưachuộng. Diễnratương tự quá trình sinh họclơ lửng ngoại trừ việcsinhkhối không đượctuần hoàn và chất rắnthường là trơ. Các bướcxử lý cơ bản: khuấytrộn, sục khí, nhả hấp, phân huỷ sinh học. 40 79 Ví dụ: Tốc độ phân huỷ α-HCl trong đấtbị ô nhiễm(chứa 400ppm α-HCl ) là 32 mg/kg đất/ngày. Tốc độ phân huỷ α-HCl theo đơn vị (ngày -1 ) là bao nhiêu? 80 Giải Nồng độ α-HCl trong đấtlà: C = 400 ppm = 400 mg α -HCl /kg đất k = 30 mg α -HCl /kg đất /ngày Chuyển đổi đơn vị: k ’ = k/C = 30 mg α -HCl /kg đất /ngày / 400 mg α - HCl /kg đất = 0,08 (ngày -1 ) [...]...Hệ thống EX SITU – Xử Lý Dạng rắn và hơi Thường dùng để xử lý đất bị nhiễm dầu Dầu Kim loại ˘ ˘ ˘ ọc ay ˘ ˘ ˘ ˘ Chất vô cơ h ơi M ig ra ti on C ố đị n h H ấp p P hụ s hâ h n oc h /h uỷ oá h oà tủ a h ết ˘ B ˘ K n g Tr u ˘ ˘ K Chất... Lagoon 86 43 Bioventing Cung cấp oxy để kích thích VSV phân huỷ CON trong vadose zone Chi phí đầu tư, vận hành thấp, hiệu quả cao Xử lý benzen, toluene, ethylbenzen, xylen, PAH, phenol, hợp chất béo clo hóa 87 88 44 Biosparging Sục khí vào tầng bão hoà để phân huỷ CON ở vùng saturated và unsaturated 89 Phytoremediation Sử dụng thực vật để hấp phụ chất ô nhiễm Xử lý ô nhiễm ở tầng đất nông (đất bề mặt)... chất hữu cơ Cơ chế xử lý CON Phytovolatilization: CON hấp thu vào cây và chuyển vào khí quyển bằng sự bốc thoát hơi Lọc rễ Chuyển hoá vào thực vật 90 45 Phytoremediation 91 Biobarries Sử dụng một vùng cố định để tăng hoạt tính sinh học và khi đó nước ngầm ô nhiễm sẽ được bơm vào xử lý 92 46 . 31 61 Ổn định hóa rắn • • Ho Ho á á r r ắ ắ n (solidification): n (solidification): thêm vật liệu vào để tạo thành khối rắn, bao gồm: •Cố định hoá (immobilization). sinh học Trữ và điều hòa Trữ và điều hòa Tách rắn Tách rắn Xử lý bùn Xử lý bùn Hóa chất Hóa chất Kết tủa Oxy hóa Thủy phân Lắng Tuyển nổi Châm dd Chỉnh pH