Bioszén alkalmazása bányászati meddőhányók remediációjára

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
Technology Hungarian nameBioszén alkalmazása bányászati meddőhányók remediációjára
Technology name
Biachar application to hardrock mine tailings
Country of origin
USA
Stage of development
under pre-demo development
Start of the development
2011
End of the development
2014
Contaminant group|Contaminant typically treated
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • lead
Other contaminants
kadmium, cink, alumínium, réz
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
Other contaminants
kadmium, cink, ólom, réz
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
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
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
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
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
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.

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
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
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.

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
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.

Site name
San Juan Mountains
Location of the application, country
Colorado, USA
Location of the application, town
Bonner Mine, Joe and John Mine
Start date of the application
2011
Alkalmazás befejező időpontja
2012
Landuse
Industrial
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

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

Datasheet id (original)
1756
Creator
Németh Kinga
Status
Verified
Adatlap típusaSoil remediation technology
Létrehozás
Módosítás