Bioszén alkalmazása bányászati meddőhányók remediációjára

Data provider

Organisation/Data provider's name 
Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
Name of contact 
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória

Contact details

Telephone/fax 
+36-1-4632347
Compulsory sheet of the technology
Technology Hungarian name 
Bioszén alkalmazása bányászati meddőhányók remediációjára
Technology name 
Biachar application to hardrock mine tailings
Country of origin 
USA
Stage of development 
under pre-demo development

Financing of the project

Start of the development 
2011
End of the development 
2014
Application sphere
Contaminant group|Contaminant typically treated 
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • lead

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Pb koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
µl/l
Typical initial value 
56
Typical final value 
11.2
Contaminant group|Contaminant typically treated 
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • aluminium

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Al koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
µl/l
Typical initial value 
128
Typical final value 
32
Contaminant group|Contaminant typically treated 
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • zinc

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Zn koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
µl/l
Typical initial value 
405
Typical final value 
160
Contaminant group|Contaminant typically treated 
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • copper

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Cu koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
µl/l
Typical initial value 
26
Typical final value 
3
Contaminant group|Contaminant typically treated 
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • cadmium

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Cd koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
µl/l
Typical initial value 
1.65
Typical final value 
0.6
Contaminant group|Contaminant typically treated 
  • Metals, semi-metals and their compounds

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
pH növekedés bioszén hatására
Typical initial value 
3.33
Maximum initial value 
4.04
Typical final value 
3.63
Maximum final value 
4.77
Information on the technology
Environmental element/phase the method may be applied to 
Unsaturated (whole) soil
Leachate
Technology type 
simple
Basis of the technology 
Chemical
Technology description 

A bányászati hulladékkal szennyezett talaj remediációja során célunk a különböző fémekkel szennyezett, savas kémhatású talaj környezeti kockázatát elfogadható mértékűre csökkenteni. A fenyő alapú bioszén talajba keverésével a meddőanyagban csökken a toxikus fémtartalom.
A bioszén a biomassza oxigénmentes, magas hőmérsékleten történő elégetése során keletkezik. A bioszén adagolásnak köszönhetően a szennyezőanyagok immobilizálódnak, a pH nő, nő a szerves anyag tartalom és csökken a tömegsűrűség.

Description of the novelty of the technology 

A bioszén alkalmazása az utóbbi időben kezd elterjedté válni, ami előnyös a fenntartható fejlődés szempontjából, használata csökkentheti a szintetikus műtrágyák és kemikáliák használatát. További előny, hogy az állati és mezőgazdasági melléktermékek újrahasznosítását is lehetővé teszi.

Technology classification
Remediation technology type 
  • physico-chemical remediation
  • chemical stabilisation
Remediation technology from contaminant point of view 
immobilisation
Remediation technology from execution point of view 
in situ
Technology-monitoring
Technological parameters 
Biological activity
Contaminant amount
pH
Contaminant concentration in the waste water outflow
Organic matter content
Other
Other technological parameter 

Tömegsűrűség

Monitored environmental element 
Leachate
Costs of the technology
Capital costs 
2.000 - 4.000 Euro
Specific operation costs 
2 - 4 Euro
Specific energy costs 
8 - 20 Euro
Specific material costs 
8 - 20 Euro
Specific labour costs 
8 - 20 Euro
Remarks on cost calculation 

A technológia költséghatékony, mivel a talajt kiásás és eltávolítás nélkül, helyben kezelik.

SWOT (evalaution based on scores)
Costs 
4-low
Time requirement 
2-high
Space requirement 
3-medium
Workload requirement 
4-low
Equipment, apparata requirement 
3-medium
Qualified labour 
4-low
Environmental risk and workplace risks 
3-medium
Ability to meet the target value 
3-medium
Environmental efficiency 
3-medium
Cost efficiency 
4-good
Generation of any recyclable byproduct 
no
Generation of any byproduct to be treated 
no
Automation/remote control 
no
Feasibility 
5-excellent
Availability 
4-good
Well known 
2-weak
SWOT (evaluation in words)
Strengths 

A bioszén alkalmazása remediációra környezetbarát technológia, hiszen biomasszából, különböző eredetű szerves hulladékokból állíthatjuk elő. A savas csurgalékvizek pH-ját növeli, a talaj szerves anyag tartalmát és víztartóképességét növeli, a toxikus fémek koncentrációját csökkenti.

Weaknesses 

Nagyon nagy toxikus fémkoncentrációjú talaj esetében a bioszén csak nagyon kis mértékben csökkenti a fémtartalmat.
A remediáció időtartama jelentős mértékben függ a talajviszonyoktól, és a fémkoncentrációtól.

Possibilities 

Lehetőség van a bioszén alkalmazást talajra más technológiával, pl. fitoremediációval kombinálni a megfelelő hatásfok elérése érdekében.

Threats 

A bioszén elemtartalma miatt.

Completed applications
Start date of the application 
2011
End date of the application 
2012
Origin of the pollution 
Bányászati tevékenység
Summary of the charasteristic parameters of application 

Két különböző, eltérő szennyezettségű, Silverton település közeli meddőhányóról vettek talajmintákat, majd rovarfertőzésben elhalt fenyőből készült bioszénnel keverték össze. Átfolyásos oszlopreaktorban töltötték a 0:100, 10:90, 20:80 és 30:70% arányú bioszén:talaj mintákat.
A mintákat 65 nap alatt 7 alkalommal folyatták át csapadékvizet pótló oldattal. A keletkezett csurgalékvízben mérték az Al, Cd, Cu, Fe, Pb és Zn fémek koncentrációját és a pH-t. Vizsgálták továbbá a mikrobiális aktivitást, a talaj szerves anyag, nátrium és foszfor tartalmát, a tömegsűrűségét, és a nedvességtartalmat.
A kezelés hatására mindkét esetben nőtt a pH, az egyik talaj esetében a fémion koncentráció is csökkent, azonban a szennyezettebb mintánál nem volt tapasztalható csökkenés bizonyos fémek esetében. Az ECOplate mérések alapján, a talaj mikrobiológiai aktivitása (AWCD szubsztrát hasznosítás) nem változott a kezelések hatására.

Publications, references
Publications 

Charlene N. Kellya, Christopher D. Peltzb, Mark Stantonc, David W. Rutherforda, Colleen E. Rostada (2014) Biochar application to hardrock mine tailings: Soil quality, microbial activity, and toxic element sorption. Applied Geochemistry 43, 35-48

References 

Charlene N. Kellya, Christopher D. Peltzb, Mark Stantonc, David W. Rutherforda, Colleen E. Rostada (2014) Biochar application to hardrock mine tailings: Soil quality, microbial activity, and toxic element sorption. Applied Geochemistry 43, 35-48

Properties of the datasheet
Datasheet id (original) 
1756
Creator 
Németh Kinga
Status 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2015-04-15
Módosítás 
2018-06-22