Ugrás a tartalomra

Klórozott oldószerek növényi olaj szubtráttal elősegített anaerob in situ bioremediációja

Adatszolgáltató

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport

Szervezet/Adatszolgáltató neveBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Elérhetőség
Telefon/fax
+36-1-4632347
Technológia fő adatlapja
Technológia neveKlórozott oldószerek növényi olaj szubtráttal elősegített anaerob in situ bioremediációja
Technológia angol neve
Enhanced In-Situ Anaerobic Bioremediation of Chlorinated Solvents at FF-87, Former Newark Air Force Base, Ohio
Kifejlesztés országa
USA
A fejlesztés fázisa
alkalmazott
A fejlesztés finanszírozása
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • tetraklóretilén
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
1300
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mikrogramm/liter
Jellemző kezdeti érték
1200
Maximális kezdeti érték
1500
Jellemző végérték
59
Maximális végérték
59
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • triklóretilén
Egyéb szennyezőanyag
diklóretilén
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
32
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mikrogramm/liter
Jellemző kezdeti érték
13
Maximális kezdeti érték
51
Jellemző végérték
14
Maximális végérték
14
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • 1,1,1-triklóretán
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
170
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mikrogramm/liter
Jellemző kezdeti érték
170
Maximális kezdeti érték
230
Jellemző végérték
13
Maximális végérték
18
Technológiára vonatkozó információ
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Felszín alatti víz
Technológia típusa
Egyszerű
Technológia alapja
Biológiai
A technológia általános ismertetése

Az anaerob reduktív dehalogénezésen alapuló, növényi olajjal elősegített in situ anaerob biodegradáció talajvízben oldott klórozott oldószerek lebontására alkalmazható technológia. Az eljárás előnye, hogy képes teljesen lebontani a szennyezőanyagokat, anélkül, hogy a talaj szerkezetében változás állna be, illetve nem szükséges további, másodlagos kezelés sem. Emiatt költsége általában alacsonyabb mint más, egyéb remediációs technológiáké.
Szerves szubsztrát adagolása a talajba stimulálja a mikrobiális növekedést, anaerob körülményeket teremtve, mely alapvető fontosságú a klórozott oldószerek eltávolításához. Különböző anyagok használhatók fel erre a célra, melyek közül az egyik lehetőség a növényi olaj alkalmazása, melynek fő oka az alacsony költsége, és mert lassan felszabaduló szénforrásnak számít.
Miután a talajnedvességben oldott oxigén elfogy, a redoxpotenciál csökkenésével az anaerob mikroorganizmusok egyéb elektronakceptorokat kezdenek felhasználni.
A szennyezőanyag lebomlásában legfontosabb szerepet játszó kémiai folyamat a reduktív deklórozás. Ennek folyamán a mikroorganizmus elektronakceptorként használja a klórozott szénhidrogént, és az egyik klóratomját hidrogénre cseréli. Ez a folyamat több lépésben játszódik le egymás után. Például tetraklóretilénből először triklóretilén keletkezik, melyekből diklóretilén izomerek keletkeznek. A folyamat következő lépéseiben vinilklorid keletkezik, majd etilén, mely adott esetben tovább alakulhat etánná. Ezt a lebontási útvonalat próbálták elősegíteni az alkalmazott eljárás során is.
Egyéb anaerob degradációs folyamatok is lejátszódhatnak, mint például vas-szulfiddal történő reakció során mineralizálódik a klórozott oldószer (Butler and Hayes, 1999), és anaerob oxidáció. Ez a folyamat a kisebb klórozottsági fokú szennyezőanyagok biológiai lebontása közvetlenül széndioxiddá, hidrogénné, és klorid ionra(Bradley and Chappelle, 1997; Bradley et al., 1998a and 1998b).

A technológia újdonsága

A növényi olaj egy élelmiszeripari eredetű, olcsó szénforrás. Ezt alkalmazták klórozott szénhidrogének reduktív dehalogénezésére, a mikrobiális aktivitás növelésére.

A növényi olaj fizikai tulajdonságai miatt nagyon kis mértékben oldódik a talajnedvességben, mely következtében lassan terjed szét a közegben, ezáltal válik elérhetővé a mikrobák számára.

Technológia besorolása
Remediációs technológia fajtája
  • biológiai
  • intenzifikált bioremediáció
Egyéb remediációs technológia
biológiai redukció, dehalogénezés
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából
Mobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint
in situ
Technológia-monitoring
Technológiai paraméterek
Anyagfogyasztás
Vízfogyasztás
Biológiai aktivitás
Szennyezőanyag mennyisége
Szennyezőanyagból keletkezett főtermék
Szennyezőanyagból keletkezett melléktermék
Redoxpotenciál
Környezetmonitoring helye
Felszín alatti víz
Technológia költségei
Beruházási költség
10 - 50.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség
100 000 HUF felett
Fajlagos energia költség
nincs rá becslés
Fajlagos anyagköltség
100 000 HUF felett
Fajlagos munkaerőköltség
100 000 HUF felett
Fajlagos összköltség
100 000 HUF felett
SWOT (értékelés osztályzattal)
Költség
4-kicsi
Időigény
4-kicsi
Helyigény
4-kicsi
Munkaigény
4-kicsi
Felszerelés, műszerigény
3-közepes
Szakember-igény
2-nagy
Környezeti és munkahelyi kockázatok
3-közepes
Célérték teljesítésének képessége
4-nagy
Környezethatékonyság
4-nagy
Költséghatékonyság
4-jó
Hasznosítható melléktermék keletkezése
nem
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése
nem
Automatizálhatóság / távvezérelhetőség
nem
Alkalmazhatóság
4-jó
Elérhetőség
4-jó
Ismertség
3-közepes
SWOT (szöveges értékelés)
Erősségek

Kedvező ár.
In situ technológia.
Helyi mikrobák lebontó képességének kihasználása, és intenzifikálása.
Nagy hatékonyságú szennyezőanyag lebomlás.
Könnyű nyomon követni a lebomlás folyamatát.
Biotechnológiákhoz képest gyors eredmény.
Egyszerű a megismételt beavatkozás elvégzése: könnyű újabb adag pótszénforrást juttatni a talajba, ha a deklórozás nem ment végbe teljesen.

Gyengeségek

Csak a talajvízben oldott klórozott szénhidrogéneket tudja eltávolítani. A talaj többi fázisában lévő szennyezőanyagokat nem.

Lehetőségek

A technológia alkalmazásához már vannak tapasztalok, széles körben alkalmazható
Könnyen kiterjeszthető nagy területekre.

Veszélyek

A talajvízszint emelkedésével a már megtisztított terület visszaszennyeződik a mélyebben lévő szennyezőanyag-forrásokból.

Konkrét megvalósult alkalmazások
A terület neve
FORMER NEWARK AIR FORCE BASE, OHIO, FF-87
Alkalmazás helye, ország
USA
Alkalmazás helye, város
Newark
Alkalmazás kezdő időpontja
2001
Alkalmazás befejező időpontja
2005
Alkalmazás fázisa
Rutin
A kezelt terület mérete
Hosszúság (m)
60.0
Szélesség (m)
60.0
Mélység (m)
4.0
Mozgatott fázisok térfogata
Levegő (m3)
0.0
Víz (m3)
19.0
Talaj (m3)
0.0
Területhasználat
Ipari
Egyéb területhasználat
mezőgazdaság, lakott terület
A szennyezettség eredete
Oldószer szivárgása hordókból
Összefoglaló az alkalmazásról

Anaerob reduktív dehalogénezésen alapuló, növényi olajjal elősegített in situ anaerob bioremediációt alkalmaztak talajvízben oldott klórozott oldószerek lebontására.

1.fázis:

-növényi olaj, lecitin és helyi talajvíz emulzió injektálása 3 sekély és 3 mély kútba (920 l sekély kútakba, 2400 l mély kutakba). Az emulzió után további talajvíz injektálása (200 l sekély kútakba, 600 l mély kutakba)

-az emulzió hozzávetőleges összetétele: 25% növényi olaj és lecitin, 75% talajvíz

-az emulzióképzés statikus mixerben történt (Koflow™ static in-line mixers)

-az injektálás Ingersol-Rand ARO membránszivattyúkkal történt. A térfogatáramok és
nyomások szabályozásával elérhető volt, hogy minden kútba különböző térfogatú emulziót juttassanak

-maximális térfogatáram a sekély kutakban: 40l/perc
maximális nyomás a sekély kutakban: 0.7 bar
maximális térfogatáram a mély kutakban: 26l/perc
maximális nyomás a mély kutakban: 1,2 bar

2.fázis:

-2400 liter emulzió injektálása további 4 kútba, ahol az 1. fázis után sem csökkent határérték alá a szennyezőanyag koncentráció. Az emulzió szétterjedését elősegítendő 400 liter talajvizet injektáltak a kutakba az emulzió után

Az alkalmazás során azt is vizsgálták, hogy növényi olaj egyszeri, víz-olaj emulzió injektálása a talajba tud-e elegendő szubsztrátot biztosítani a reduktív deklórozáshoz, legalább 3 évig.

Publikáció, referencia
Publikációk

FINAL COST AND PERFORMANCE REPORT:
ENHANCED IN-SITU ANAEROBIC BIOREMEDIATION OF CHLORINATED SOLVENTS AT FF-87, FORMER NEWARK AIR FORCE BASE, OHIO June 2007
Prepared by: PARSONS, 1700 Broadway, Suite 900 Denver, Colorado 80290

Referenciák

[1]Air Force Center for Environmental Excellence (AFCEE), Naval Facilities Engineering Service Center (NFESC), and Environmental Security Technology Certification Program (ESTCP) (2004) Principles and Practices of Enhanced Anaerobic Bioremediation of Chlorinated Solvents. Prepared by Parsons Infrastructure & Technology Group, Inc., Denver, Colorado

[2] Bradley, P.M., and F.H. Chapelle. (1997) Kinetics of DCE and VC Mineralization under Methanogenic and Fe(III)-reducing Conditions. Environmental Science & Technology, Vol. 31:2692-2696

[3] Bradley, P.M., J.E. Landmeyer, and R.S. Dinicola (1998a) Anaerobic Oxidation of [1,2-14C]Dichloroethene under Mn(IV)-reducing Conditions. Applied Environmental Microbiology, Vol. 64:1560-1562

[4] Bradley, P.M., F.H. Chapelle, and J.T. Wilson (1998b) Anaerobic Mineralization of Vinyl Chloride in Fe(III)-reducing, Aquifer Sediments. Journal of Contaminant Hydrology, Vol. 31(1-2):111-127

[5] Butler, E.C. and K.F. Hayes (1999) Kinetics of the Transformation of Trichloroethylene and Tetrachloroethylene by Iron Sulfide. Environmental Science & Technology, Vol. 33(12):2021-2027

[6] IT (2001) Amended Closure Plan, Former Facility 87, Newark Air Force Base, Ohio. December.

Képek
Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti)
977
Bevivő
Nagy Tamás
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajremediációs technológia
Létrehozás
Módosítás