MATCROSS
HUSRB/1002/214/188
Remedijacija zagađenih vodnih
ekosistema
Dr Srđan Rončević
Dr Srđan Rončević
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Podela remedijacionih tehnika j
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
• Remedijacija
j j sedimenta:
1. in‐situ remedijacija ‐ opcija bez uklanjanja sedimenta:
• monitoring prirodnog uklanjanja
gp
g
j j
• in‐situ tretman
• izolacija zagađenog sedimenta prekrivanjem
2. ex‐situ remedijacija – opcija sa uklanjanjem sedimenta.
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Monitoring prirodnog uklanjanja zagađenja
Pasivna bioremedijacija
Spontana bioremedijacija
Prirodno uklanjanje (smanjenje)
Biouklanjanje (smanjenje)
Prirodni procesi:
• aerobna i anaerobna
biodegradacija,
• abiotička oksidacija
oksidacija,
• hidroliza,
• radioaktivno raspadanje.
PREDNOSTI
• isparavanje,
• razblaživanje (disperzija i infiltracija)
• sorpciju zagađenja na
organskim materijama i
mineralima gline u zemljištu.
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
MANE
In‐situ tretman sedimenta
Aeracija sedimenta
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Aeracija vodenog sloja
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
In‐situ pokrivanje
• velika količina zagađenog sedimenta (npr. morski sediment u N
Norveškoj)
šk j)
• uglavnom se koristi granulisani materijal: čist sediment, pesak ili šljunak
j
PREDNOSTI
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
MANE
EX‐SITU
EX
SITU REMEDIJACIJA
REMEDIJACIJA
• za malu količinu sedimenta
i
izmuljivanje
lji
j i iskopavanje
i k
j
obezvodnjavanje
tretman
transport materijala
odlaganje na deponiju
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Iskopavanje i izmuljivanje
Iskopavanje i izmuljivanje
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Separacija i tretman vode i sedimenta
izmuljivanje sedimenta odvajanje šljunka i peska
Slabo zagađen
(iskorišćenje kao
(iskorišćenje kao npr. građevinski materijal)
odvajanje praha i gline
Jako zagađen metalima, uljima, PAH, PCB, organskim jed.
(tretman ‐ biološki, incineracija, iskorišćenje u građevinarstvu ili bezbedno odlaganje)
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
voda
Jako zagađena org. jed., nitratima, nitritima, metalima, uljima, PAH
(tretman – biološki, oksidacija, na postrojenju za tretman otpadnih voda)
Obezvodnjavanje
j
j
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Fizička separacija sedimenta
p
j
6
6
6
6
6
centrifugiranje,
fl k l ij
flokulacija,
hidrocikloni
prosejavanje
sedimentacija
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Dipl.‐Ing. Sven Schäfer, CUTEC, Germany
Hamburška luka
2004
R tt d
Rotterdam
8 2 Mio
8,2
Mi TEU
Hamburg
7,0 Mio TEU
Antwerpen
6,0 Mio TEU
TEU: Twenty‐Feet Equivalent Unit (Standard‐Container) L 6,1 m; B 2,5 m; H 2,6 m Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
REDOVNO ODRŽAVANJE Ž
PLOVNOSTI
8.100.000 m3/god. izmuljenog materijala
dubina :
dubina :
13,80 m
Ú ≤ 4 m/god
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Zagađenje zavisno od veličine čestica
klasifikacija sedimenta
(DIN 4022)
63 mm
kamenje
a e je
20 mm - 2 mm
šljunak
632 µm - 63 µm
pesak
20 µm - 2 µm
prah
0,6 µm - 0,2 µm
glina
• Zagađenje je predominantno u srednjoj frakciji praha ( dp < 20 µm )
• Zagađenje je minorno u frakciji peska ( dp > 63 µm )
Mehanička separacija (veličina čestica) ima smisla
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
odlaganje
m3/god
krupan materijal
1100000
2750000
relokacija
prah i sitan pesak sa
niskim zagadjenjem
4250000
prah i sitan pesak sa
zagadjenjem
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
METHA III
• od 1993. separacija izmuljenog materijala na nisko zagađeni pesak (>63µm) i zagađeni mulj
• tretman 1.000.000 m3/god.
/ d
• produkcija 300‐400.000 t/god. obezvodnjenog mulja
j p
€
• investicija: aproks. 68,5 miliona
92 radnika
• godišnji troškovi: aproks. 5,5 miliona €
(aproks. 1,3 miliona
€ za flokulante)
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Princip obezvodnjavanja sedimenta
(METHA III)
4 % TS
63µm
cd
20µm
26 % TS
e
10mm
66 % TS
Shear
strength:
g
> 20 kN/m2
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
zagađujuće materije (odlaganje)
Tretman viška vode sa METHA
METHA-ee
(SARA)
Flokulant / Fe
Voda sa METHA‐e
Flokulacija
Nitrifikacija/
Kontaktor
Flokulant/ Polimer
Sedimentacija
Trakasti filter
Trakasti filter
Mulj za Mulj
za
odlaganje
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Nitrifikacija/
Kapajući filter
ELBA
Dipl.‐Ing. Rüdiger Kühner, BELLMER
MOSKOVSKO JEZERO
Dužina: oko 3,5 km
Širina: oko 300 - 400 m
Dubina: oko 15 m
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Glavni koraci tretmana rečnog/jezerskog
sedimenta
1
1. Izmuljivanje, prosejavanje kroz grubo sito i
transport plutajućim cevovodima do
postrojenja za obezvodnjavanje
2. Fino prosejavanje i mehaničko
obezvodnjavanje do željenog nivoa,
deponovanje mulja ili priprema komposta
3. Prečišćavanje filtrata – zavisno od kvaliteta
direktno vraćanje u vodu ili hemijski tretman
2
3
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Proces za tretman rečnog/jezerskog mulja
Bager
Grubo sito
Fina sita
Plivajući cevovodi
Pufer tank
Homogenizacioni tank
Tank za filtrat
Priprema polimera
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Kontejner za filterski
kolač
Kaskade
za obezvodnjavanje
b
d j
j
Izmuljivanje i obezvodnjavanje
2 bagera
3 Bellmer kaskadne prese
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Odvajanje peska
Homogenizacioni tank
Stanica za polimer
Kaskade za obezvodnjavanje
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Mobilne jedinice za obezvodnjavanje
jezerskog i rečnog sedimenta
Kompletna oprema za
obezvodnjavanje postavljena
na jednu ploču
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Solidifikacija i olidifikacija i Stabilizacija
olidifikacija i S
Solidifikacija se izvodi materijama na bazi:
•silikata i cementa ilik t i
t (portland cement, lebdeći (
l d
l bd ć
pepeo, šljaka topioničkih peći, vodeno staklo)
•kreča
•termoplastičnih materijala (bitumen, polietilen, parafin, voskovi)
•organskih polimera (ureaformaldehid do poliuretanske pene; poliestarske i polivinilne smole)
Osnovna dva strategijska pravca su:
1. odlaganje sedimenta nakon solidifikacije zatrpavanjem na za to specijalno konstruisanim deponijama ili ij l k
i i d
ij
ili
2. proizvodnja građevinskih blokova.
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
• solidifikacija i stabilizacija:
9 kaolin
9 bentonit
9 zeolit
9 leteći pepeo
l t ći
9 kreč
9 cement
• monolitn
monolitnii uzor
uzorci
ci sedimenta ‐
•
kompaktiranje po standardnoj metodi ASTM D1557
metodi ASTM
metodi D1557‐‐00
uporedivost rezultata istraživanja
AUTOMATSKI SABIJAČ ZEMLJIŠTA
EL24 9095 (ELE international)
EL24-9095
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Udeo vezivnih sredstava u stabilizacionim smešama korišćenim u eksperimentu
Naziv
smeše
K5
K10
K20
K30
M5
M10
M20
M30
Z5
Z10
Z20
Z30
F5
F10
F20
F30
Sastav
5% kaolina
10% kaolina
20% kaolina
30% kaolina
5% bentonita
10% bentonita
20% bentonita
30% bentonita
5% zeolita
10% zeolita
20% zeolita
30% zeolita
5% letećeg pepela
10% letećeg pepela
20% letećeg pepela
30% letećeg pepela
Naziv
smeše
K5L10
K10L10
K20L10
K30L10
M5L10
M10L10
M20L10
M30L10
K5F10
K5F20
K5F30
Z5F10
Z10F10
Z5F20
C5L10
Sastav
5% kaolina i 10% kreča
10% kaolina i 10 % kreča
20% kaolina i 10% kreča
30% kaolina i 10% kreča
5% bentonita i 10% kreča
10% bentonita i 10%kreča
20% bentonita i 10% kreča
30% bentonita i 10% kreča
5% kaolina i 10% letećeg pepela
5% kaolina i 20% letećeg pepela
5% kaolina i 30% letećeg pepela
5% zeolita i 10% letećeg pepela
10% zeolita i 10% letećeg pepela
5% zeolita i 20% letećeg pepela
5% cementa i 10% kreča
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
test izluživanja u rezervoaru
ž
semidinamički ANS 16.1 test
L5
L10
L20
L50
L80
Kumu
ulativna izluzena ffrakcija Cu (%)
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
10
20
30
Vreme (dani)
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
40
50
Pilot deponija
„Pilot projekat deponovanja toksičnog sedimenta iz Krivaje“ (2011)
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Tehnološka šema postrojenja za remedijaciju sedimenta‐imobilizaciju toksičnih metala. (1‐rešetka, 2‐prihvatni (pufer) rezervoar za sediment, 3‐napojna (muljna) pumpa, 4‐
trakasta filter presa za obezvodnjavanje sedimenta 5‐trakasti transporter za nameša‐
trakasta filter presa za obezvodnjavanje sedimenta, 5‐trakasti transporter za nameša‐
vanje obezvodnjenog sedimenta i sredstva za S/S, 6‐silos za sredstvo za S/S, 7‐mešalica, 8‐
pužna presa, 9‐transporter za S/S sediment, 10‐deponija).
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
In‐situ solidifikacija/stabilizacija
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Pranje
sedimenta
Termička
remedijacija
destilacija, d
til ij
piroliza ili spaljivanje
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Elektrokinetika
Izvor jednosmerne struje
unimer
sediment
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
anoda
katoda
Biološka remedijacija
BIOREMEDIJACIJA
biološka transformacija i degradacija zagađenja
bakterije, gljive, kvasci
bakterije, gljive, kvasci
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Bioremedijacija u suspenziji
izlaz gasova
zagađen
sediment
mešalica
kontrola
temperature
voda
nutrijenti
izlaz tečnosti
•lakše rukovanje!
•bolja kontrola!
•bolje predviđanje!
sediment za sušenje
ulaz
vazduha
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Bioremedijacija u čvrstoj fazi
Bioremedijacija u čvrstoj fazi
Landfarming ‐ Površinska obrada
Površinska obrada
Nutrijenti/
vlaga
Sloj šljunka
10 do 35 cm
Zagađeni sediment
Nepropusni sloj
Sakupljanje ocednih voda
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Fitoremedijacija
Hibridna topola Populus
Pop l s sp.
sp ‐ najčešće
Populus deltoides (eastern cottonwood) i
Populus trichocarpa (black cottonwood).
• brzo raste (3 do 5 metara godišnje),
• dugo živi (25‐30 godina),
• topole mogu da se sade na odloženom
sedimentu ili da se formiraju zasadi u blizini
obale i da se vrši direktna aplikacija
p
j sedimenta
oko drveća ‐ zasadi topola kao postrojenje za
tretman zagađenog sedimenta
• drvo može imati tržišnu vrednost tj. može se koristiti u industriji
papira ili kao biomasa za Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
dobijanje energije
Odlaganje sedimenta
g j
Odlaganje zagađenog/tretiranog
sedimenta
di
t u kasete
k t
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Odlaganje
zagađenog
sedimenta u zatvorene ćelije
u akvatičnim
ekosistemima
k it i
Odlaganje zagađenog/tretiranog sedimenta na
k
komercijalne
ij l deponije
d
ij
Konstrukcija
j deponije
p j sa p
podlogom
g
od g
gline
Konstrukcija deponije sa podlogom od folije
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Putevi migracije
zagađujućih materija iz
kaseta konstruisanih na
obali
Putevi migracije
zagađujućih materija iz
kaseta konstruisanih uz
obalu
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Hvala na pažnji!
p j
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
Download

Remedijacija zagadenih vodnih ekosistema