Szénhez kötött metán kitermeléséből származó hulladékvíz

Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group

Organisation/Data provider's nameBudapest 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
Telephone/fax
+36-1-4632347
Denomination of the waste or by-productSzénhez kötött metán kitermeléséből származó hulladékvíz
Type of the waste or by-product data-sheet
General characterization
Functional characterisation
Non-hazardous waste from mining
EWC code of waste
  • 01 WASTE RESULTING FROM EXPLORATION, MINING, QUARRYING, AND PHYSICAL AND CHEMICAL TREATMENT OF MINERALS
  • 01 01 wastes from mineral excavation
  • 01 01 02 wastes from mineral non-metalliferous excavation
Consistency of the waste or by-product
Fluid (liquid)
Description of the waste generating technology

A hulladékvíz a szénrétegekből fúrás során a metángázzal együtt felszínre jutó talajvíz. Mélyfúrással 1000 m mélységben lefúrnak, a harántolt széntelepeket perforálják, majd a kőolaj- és földgáziparban alkalmazott technológia szerint édesvízi hidraulikus rétegrepesztést, majd homokkal történő kitámasztást végeznek. A szénhez kötött metán a szénképződési folyamat során keletkezik, úgy, hogy a cellulóz- és ligninmolekulák, széndioxid és víz alakjában elvesztik hidrogénjük és oxigénjük egy részét. A széntelepben található víz, a fúrás során a metán felszabadulásával szintén kiszabadul.

Any special characteristics of the waste or by-product

A víz minősége függ a széntelep mélységétől, szén keletkezésének biokémiai körülményeitől, a vízvezető üledékrétegen történő átszivárgás gyakoriságától, ezért gyakran, hasznosítás előtt, a víz kezelést igényel [1].
[1] J. Daniel Arthur, Bruce G. Langhus, Cole Vonfeldt: Current and Evolving Issues Pertaining to Produced Water and the Ongoing Development of Coal Bed Methane, http://www.rpsea.org/attachments/wysiwyg/681/Arthur%20Langus%20AL.pdf

Adatok forrása az adatlapban: [2]: E.C.P. Kinnon, S.D. Golding, C.J. Boreham, K.A. Baublys, J.S. Esterle (2010) Stable isotope and water quality analysis of coal bed methane production waters and gases from the Bowen Basin, International Journal of Coal Geology 82 (2010) 219–231

Is it a hazardous waste?
no
Characterisation of the waste as a chemical substance
Blend
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • carbonate
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Main component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
3006 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • sulphate
Other type of chemical substance
összes, Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
1 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • chlorine/chloride
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
5697 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • calcium
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
42 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • magnesium
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
23 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • sodium
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
2403 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • potassium
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
13 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • iron
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
6 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • aluminium
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
0.15 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • fluorine/fluoride
Other type of chemical substance
Forrás: [2]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
2 mg/l
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • silicon
Other type of chemical substance
szilikát Forrás: [5]
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
5.04 mg/l
Name of the waste/by-product
Hulladék víz
Components of the waste/by-product

Összetétele ismert, ezért vegyi anyagok keverékeként jellemeztük és megadtuk az egyes összetevőket.

Other characteristics of the waste/by-product

Szervetlen anyagokból áll, melyek átalakulhatnak a talajban a víz, a levegő, a többi talajösszetevő valamint a biológiai rendszer hatására, de teljes egészében bekerülnek az elemkörforgalmakba. A talaj szervetlen strukturális alkotóelemeibe, oxidokban, hidroxidokba és anyagásványokba beépülnek.

pH
7.9
Conductivity (mS/cm)
3552
Total Organic Carbon (mg/l)
1.18
Total Dissolved Solids (mg/l)
2148
Homogeneity
Inhomogeneous
Pozzolan activity
no
Other

Teljes aniontartalom: 101 meq/L
Teljes kationtartalom: 101 meq/L
Nátrium adszorpciós arány (SAR): 51,6

Is this waste or by-product being utilised?
Yes
Utilisation

Legnagyobb mennyiségben haszonállatok itatására használják, de mezőgazdasági öntözésre is alkalmazzák [3].

References on utilisation

[3] Handbook on Coal Bed Methane Produced Water: Management and Beneficial Use Alternatives (2003) Ground Water Protection Research Foundation U.S. Department of Energy National Petroleum Technology Office Bureau of Land Management, ALL Consulting Tulsa, Oklahoma

Hazard characteristics
Not classified
Measured harmful effects
Yes
If harmful effect was measured, please, specify what was measured, which method was used, who did the measurement, and what was the result

Ivóvízként történő hasznosíthatóságát vizsgálták 4 db víztározónál az USA-ban. Az amerikai ivóvízszabványokkal összehasonlítva a Be, Zn mennyisége soha nem haladta meg a határértéket, a pH érték és a Cd, Cu, Se, Ag, szulfát tartalom néhány esetben túllépte a megengedett határértéket. AZ összes oldott anyag mennyisége alacsonyabb, mint a hagyományos úton előállított ivóvízben, de az 500 mg/l minden esetben eléri. Arra a következtetésre jutottak, hogy a vizsgált kutak alkalmasak ivóvíz használatra, de a Fe, TDS és fluorid koncentráció csökkentésére célzott kezelést kell alkalmazni [5].
[5] Katharine G. Dahm, Katie L. Guerra, Pei Xu, J€org E. Drewes (2011) Composite Geochemical Database for Coalbed Methane Produced Water Quality in the Rocky Mountain Region, Environ. Sci. Technol. 45:7655–7663

Suspected harmful effects

Magas Na tartalma illetve sótartalma a talajban szikesedést okozhat. Viszonylag magas fémtartalma (Mn, Fe, Ba) felhalmozódhat, belekerülhet a növényekbe, talajvízbe.
Hasznosítás előtt meg kell vizsgálni a a nátrium adszorpciós arányt (SAR), ha ez az érték növekszik öntözés hatására, akkor csökken a pórusméret, a talaj permeabilitása és ezáltal a növények számára hasznosítható vízmennyisége is [1].
[1] J. Daniel Arthur, Bruce G. Langhus, Cole Vonfeldt: Current and Evolving Issues Pertaining to Produced Water and the Ongoing Development of Coal Bed Methane, http://www.rpsea.org/attachments/wysiwyg/681/Arthur%20Langus%20AL.pdf

Would it be suitable for soil reclamation in general?
Yes
Justification, references

Öntözővízként alkalmas lehet, Ca, Mg, Na, szilikát és nyomelemtartalma a talajba beépülhet, ezáltal javítja a talaj minőségét, emellett széntartalma akkumulálódik a talajban, így javítja a szénháztartást [5].
[5] Katharine G. Dahm, Katie L. Guerra, Pei Xu, J€org E. Drewes (2011) Composite Geochemical Database for Coalbed Methane Produced Water Quality in the Rocky Mountain Region, Environ. Sci. Technol. 45:7655–7663

Would it provide sufficient amounts of special nutrients to the soil?
Yes
Justification, references

Öntözővízként, Ca- és Mg-tartalom miatt alkalmas lehet Ca hiányos talajok kezelésére.

Would it suffice as an additive to growing media?
Yes
Justification, references

Öntözővízként alkalmas lehet, mivel magas C tartalma akkumulálódik a talajban, továbbá nyomelem, szilikát tartalma beépül a talajba, ezáltal elősegíti a növények és a biomassza növekedését a talajban [4][6][7].
[4] Suzanna Carrithers (2003) Utilization of Coal Bed Methane Waste Water to Enhance Biomass Production and Carbon Sequestration in Moisture Deficient Arid and Semi-Arid Regions of Montana and Wyoming, http://waterquality.montana.edu/docs/methane/carbon_sequestration.shtml
[6] M. Stearns, J. A.Tindall, G. Cronin, M. J. Friedel, E. Berquist (2005) Effects of coal-bed methane discharge waters on the vegetation and soil ecosystem in Powder River Basin, Wyoming, Water, Air, and Soil Pollution 168:33-57
[7] Abe Horpestad (2001) Water Quality Analysis of the Effects of CBM Produced Water on Soils, Crop Yields and Aquatic Life, Montana Department of Environmental Quality

Would it improve the structure of compacted soil and/or contribute to soil crumb formation of poorly structured soils?
No
Would it be suitable for physical stabilisation and/or texture improvement of loose, quagmire soils?
No
Would it be suitable for erosion prevention?
No
Would it reduce the mobility and availability of the contaminants?
No information
Would it be suitable for production of geotechnical elements?
No
Risks associated with potential utilisation in soil

Ha szennyező elemeket tartalmaz, akkor azok feldúsulhatnak a talajokba, esetleg befolyásolhatják a tápelemek felvehetőségét. Magas sótartalma szikesedét okozhat.

Datasheet id (original)
1300
Creator
Ujaczki Éva
Status
Verified
Adatlap típusaWaste / by-product survey
Létrehozás
Módosítás