Mô tả hệ thống xử lý và quy trình rửa đất ô nhiễm- 123docz.net

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.3. Mô tả hệ thống xử lý và quy trình rửa đất ô nhiễm bằng dung dịch chất HĐBM HĐBM

2.3.3. Mô tả hệ thống xử lý và quy trình rửa đất ô nhiễm bằng dung dịch chất HĐBM

a. Mô tả hệ thống xử lý

Hệ thống xử lý gồm 5 bình phản ứng gián đoạn, mắc nối tiếp, hoạt động theo nguyên tắc bình thông nhau và có cùng thể tích là 2L (hình 2.5). Đất ô nhiễm đƣợc chuyển vào bình phản ứng gián đoạn số 1 (bình đầu tiên từ trái qua phải, hình 2.5), sau đó lấy 1 lít hỗn hợp tại đó có chứa sẵn dung dịch chất HĐBM với các tỷ lệ khác nhau so với lượng đất đưa vào (chi tiết được trình bày ở phần dưới đây), tại đây hỗn hợp đất nhiễm và dung dịch chất HĐBM đƣợc khuấy trộn đều bằng một máy khuấy có thể điều khiển tốc độ cánh khuấy. Sau đó, hỗn hợp đƣợc bơm lên bình phản ứng gián đoạn số 1 (bình đầu tiên từ trái qua phải, hình 2.5) bằng bơm định lƣợng với một tốc độ đã tính trước. Sau khi chảy đầy bình phản ứng 1, hỗn hợp chảy qua bình phản ứng 2 thông qua một ống dẫn bằng silicon, đường kính ngoài 8mm, đường kính trong 6mm. Tương tự như vậy hỗn hợp được dẫn đến bình phản ứng số 5 (bình đầu tiên từ phải qua trái, hình 2.5). Tại các bình phản ứng từ 1 đến 5, hỗn hợp đất và dung dịch chất HĐBM được khuấy đều với cùng tốc độ đã tính trước thông qua một máy khuấy đồng trục trung tâm đƣợc thiết kế để các cánh khuấy có cùng kích thước, cùng thiết kế, nằm trong các bình phản ứng khác nhau có tốc độ khuấy như nhau và đƣợc điều khiển bằng trục trung tâm (hình 2.5).

Hệ thống các bình phản ứng gián đoạn mắc nối tiếp đƣợc thiết kế cho việc nghiên cứu các thí nghiệm rửa giải là nhằm thực hiện đƣợc các điều kiện vận hành hệ thống xử lý nhƣ trong thực tế, từ đó có đƣợc các kết luận khoa học làm cơ sở cho

việc xây dựng hệ thống pilot quy mô bán công nghiệp hay lớn hơn nữa là quy mô công nghiệp.

Hình 2.5. Sơ đồ hệ thống thiết bị thử nghiệm kỹ thuật rửa đất bằng dung di ̣ch chất HĐBM NP-8 quy mô phòng thí nghiệm.

b. Quy trình xử lý

Mẫu đất nhiễm dacam /dioxin đã đươ ̣c xử lý sơ bô ̣, có nồng độ đồng nhất và

có kích thƣ ớc d < 2,00mm. Nồng đô ̣ các ch ất ô nhiễm (2,4-D; 2,4,5-T; các sản phẩm phân hủy 2,4-DCP; 2,4,5-TCP của dacam và 17 đồng phân của dioxin/furan trong đó có 7 đồng phân độc của PCDD, 10 đồng phân độc của PCDF và Asen ) trong mẫu đất đươ ̣c xác đi ̣nh trước khi tiến hành các nghiên cứu , thử nghiê ̣m. Đất ô nhiễm và dung dịch chất HĐBM chia theo tỷ lệ 1: 10 theo khối lƣợng đƣợc khuấy đều trong các thiết bị rửa đất với tốc độ từ 50 đến 400 vòng/ phút, đất liên tục đƣa vào mô hình hệ thống thiết bị kỹ thuật rửa đất được phân bố theo kích thước hạt tại 5 bình phản ứng từ 1 đến 5 (hình 2.5). Cụ thể các bước thực hiện như sau:

- Giai đoạn 1 (Chuẩn bị dung dịch rửa giải): cho một lƣợng chất HĐBM NP- 8 có nồng độ trong khoảng từ 0,2 đến 3 CMC vào 1 lít nước, tiếp tục cho một lƣợng chất điện ly đã định sẵn trong khoảng nồng độ 0,02-0,2 % (về khối lƣợng) NaHCO3 trong dung dịch rửa, sau đó định mức đến 10 lít trong bình chứa ban đầu.

Khuấy đều hỗn hợp trên trong 1 giờ với tốc độ 180 vòng/ phút.

- Giai đoạn 2 (Giai đoạn tiến hành rửa giải): Cân 1kg đất nhiễm, chuyển vào bình 1 của hệ thống rửa đất, lấy 1 lít dung dịch của bình chứa ban đầu (thể tích 15 lít) đã có sẵn 10 lít hỗn hợp dung dịch phản ứng. Tại các bình phản ứng từ 1 đến 5, hỗn hợp đƣợc khuấy với tốc độ thay đổi trong khoảng từ 50 đến 400 vòng/ phút;

tiến hành rửa đất trong cùng một thời gian đã định sẵn từ 10 đến 250 phút. Để lắng qua đêm, lấy mẫu tại các bình 1; 2; 3; 4 và 5 (hình 2.5). Đất trong phần sa lắng đƣợc phân bố theo kích thước hạt tại 5 bình phản ứng từ 1 đến 5. Riêng 2 bình phản ứng cuối cùng có các hạt rất mịn và nồng độ hạt là rất nhỏ không đủ phân tích riêng biệt nên chúng tôi gộp các hạt sa lắng từ 2 bình phản ứng này để đo kích thước hạt trung bình và nồng độ trung bình của các chất ô nhiễm trong phần đất sa lắng này. Để thuận lợi hơn trong việc so sánh và đánh giá kết quả, chúng tôi quy ƣớc các hạt sa lắng và phần nước thu được trong bình phản ứng 1 được gọi là phân đoạn 1, tương tự trong bình phản ứng 2 được gọi là phân đoạn 2, phân đoạn 3 tương ứng với bình phản ứng số 3 và phân đoạn 4 bao gồm các chất có trong bình phản ứng số 4 và 5 (hình 2.5).

- Giai đoạn 3: Kết thúc thí nghiệm, lọc tách phần đất và phần nước ở các bình đƣa đi phân tích trên thiết bị HPLC xác định nồng độ 2,4-D và 2,4,5-T (mg/kg hay ppm) còn lại trong đất và phần có trong pha lỏng. Từ các kết quả thu đƣợc, tiến hành phân tích số liệu thức nghiệm, tính hiệu suất xử lý.

Để xử lý triệt để các chất độc dacam/dioxin đƣợc tách ra từ các mẫu đất nhiễm, phần dung dịch có chứa nồng độ dacam/dioxin đƣợc đồng nhất chuyển sang một hệ thống xử lý riêng biệt. Tại đó, phần dung dịch chứa dacam/dioxin sẽ đƣợc xử lý bằng phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính hoặc vật liệu hấp phụ bentonit.... Phần nước sạch sau quá trình xử lý bằng phương pháp hấp phụ cũng đƣợc quay vòng trở lại hệ thống rửa giải bằng chất HĐBM (hình 2.5) nhằm giảm chi phí xử lý và tăng khả năng ứng dụng vào thực tế của phương pháp.

Trong khuôn khổ của bản Luận văn này, chúng tôi chỉ tập trung trình bày và thảo luận các kết quả nghiên cứu thu đƣợc từ quy trình rửa đất nhiễm dacam/dioxin tại sân bay Biên Hòa. Các kết quả chính của quá trình xử lý dacam/dioxin trong dung dịch sau quá trình rửa giải bằng chất HĐBM NP-8 sẽ đƣợc trình bày tóm tắt

trong phần cuối của bản Luận văn cũng như trong phần triển vọng của phương pháp xử lý.