Con el rápido desarrollo de la industria, el problema de la contaminación orgánica se ha vuelto cada vez más prominente. Una gran cantidad de contaminantes orgánicos compuestos en el suelo cambiará las propiedades físicas y químicas del suelo, dañará el ecosistema local, producirá efectos tóxicos indirectos y directos en los animales y plantas regionales y causará graves daños a la salud humana a través del enriquecimiento y amplificación en la cadena alimentaria, afectando gravemente las funciones de uso de la tierra. El problema de la contaminación orgánica del suelo ha atraído una atención generalizada y la remediación del suelo es imperativa.
En la actualidad, la contaminación de los sitios orgánicos en mi país está compuesta principalmente por contaminantes orgánicos no clorados y contaminantes orgánicos persistentes como hidrocarburos de petróleo, pesticidas e insecticidas orgánicos. Este artículo presenta principalmente la tecnología de remediación de suelos para sitios contaminados con orgánicos no clorados.
Clasificación
En la actualidad, la tecnología de remediación de suelos no clorados y contaminados orgánicamente, teórica y técnicamente factible, se puede dividir en tecnología de remediación física, tecnología de remediación química y tecnología de remediación biológica desde el soporte funcional y Técnicas de restauración compuesta.
2.1 Tecnología de remediación física
La tecnología de remediación física es principalmente tecnología de remediación ex situ, que utiliza las características respectivas del suelo y los contaminantes para dificultar la difusión de los contaminantes fijados en el suelo. y migrar o destruir los contaminantes mediante altas temperaturas y otros medios para reducir su daño al medio ambiente. Las tecnologías de remediación física de la contaminación orgánica no clorada en el suelo incluyen principalmente el tratamiento térmico, el aislamiento y el reemplazo del suelo.
(1) Tratamiento térmico La tecnología de tratamiento térmico es principalmente un tratamiento ex situ, que generalmente se refiere a transferir el medio contaminado a una unidad de procesamiento específica o cámara de combustión, y luego exponerlo a altas temperaturas para destruirlo o eliminarlo. un proceso de remediación de contaminantes. Las principales ventajas de la tecnología de remediación ex situ son que el ciclo de tratamiento es corto, el proceso de tratamiento es visible y es fácil controlar la mezcla y homogeneización continua de los medios contaminados, por lo que el grado de tratamiento es relativamente uniforme ex situ; La remediación requiere excavación de suelo, lo que aumenta el costo y el costo de la remediación. La demanda de equipos de ingeniería también ha generado problemas relacionados, como la solicitud de permisos de reparación ex situ y la seguridad de la transferencia de materiales.
Las tecnologías de tratamiento térmico incluyen principalmente desorción térmica, purificación a alta temperatura, pirólisis, tecnología tradicional de incineración y destrucción y tecnología de vitrificación.
R. La tecnología de incineración se ha utilizado durante muchos años en el campo de la incineración y destrucción de medios contaminados y es una tecnología de remediación relativamente madura.
B. La tecnología de desorción térmica ex situ utiliza calor para volatilizar los contaminantes y el agua en el medio contaminado. Los sistemas de vacío o gas portador generalmente se utilizan para transportar el vapor de agua volatilizado y los contaminantes orgánicos a la oxidación térmica o al reciclaje. etc. Las unidades posteriores llevan a cabo el procesamiento posterior. Según la temperatura de funcionamiento de la torre de desorción, el proceso de desorción térmica se puede dividir en desorción térmica de alta temperatura (320-560 °C) y desorción térmica de baja temperatura (90-320 °C).
C. La tecnología de purificación a alta temperatura se refiere a elevar la temperatura de medios o equipos sólidos contaminados a 260°C y mantenerla durante un período de tiempo determinado. El flujo de aire generado en el medio ingresa al sistema de combustión para su procesamiento, eliminando todos los contaminantes volátiles. Los residuos obtenidos por este método pueden utilizarse como residuos no peligrosos para su eliminación o aprovechamiento de recursos.
D. La pirólisis se refiere al proceso de descomposición química de contaminantes orgánicos mediante calentamiento en condiciones anaeróbicas. La pirólisis generalmente ocurre a temperaturas superiores a 430°C y bajo ciertas presiones. Los gases de pirólisis generados durante la descomposición química requieren un procesamiento adicional. Los contaminantes objetivo de la pirólisis son los compuestos orgánicos volátiles y los pesticidas. Esta tecnología es adecuada para la separación de residuos de refinería, alquitrán de hulla, residuos de procesamiento de madera, suelos contaminados con creosota, suelos contaminados con hidrocarburos, residuos mixtos (radiactivos y peligrosos), residuos de síntesis de caucho y pinturas. Ingredientes orgánicos.
La tecnología de vitrificación E. utiliza corriente eléctrica para derretir el suelo contaminado a altas temperaturas (1600-2000 °C) y forma un producto vitrificado después del enfriamiento. Es un vidrio o sustancia cristalina con propiedades químicas estables similares al basalto. . El proceso de tratamiento a alta temperatura destruye y elimina los contaminantes orgánicos del suelo. Esta tecnología se puede utilizar para la remediación de suelos in situ o ex situ.
(2) Método de aislamiento
El método de aislamiento consiste en utilizar arcilla u otros materiales inertes sintéticos para aislar el suelo contaminado por compuestos orgánicos no clorados del entorno circundante. Este método no destruye los hidrocarburos orgánicos no clorados, sino que sólo previene la migración de contaminantes al medio ambiente circundante (aguas subterráneas y suelo).
Este método es adecuado para controlar cualquier suelo contaminado con hidrocarburos orgánicos no clorados, especialmente en zonas de mala permeabilidad. En comparación con otros métodos, este método tiene costos operativos más bajos, pero para los hidrocarburos orgánicos no clorados con un largo período de toxicidad, solo previene temporalmente su migración y existe el riesgo de contaminación secundaria.
(3) Método de reemplazo del suelo
El método de reemplazo del suelo consiste en reemplazar o reemplazar parcialmente el suelo contaminado original con suelo fresco no contaminado para diluir el contenido de contaminantes en el suelo contaminado original y Utilizar la propia capacidad del medio ambiente para eliminar contaminantes residuales. El método de reemplazo del suelo se puede dividir en tres métodos: método de remoción del suelo, método de reemplazo del suelo y método de suelo invitado.
El método de tratamiento térmico, el método de aislamiento y el método de reemplazo del suelo de la tecnología de remediación física aprovechan al máximo las características respectivas del suelo y los contaminantes y no requieren el uso de otros químicos u organismos para el tratamiento, pero sí También tiene altos costos de tratamiento y trabajo. La limitación del gran volumen es que solo puede tratar una pequeña área de suelo contaminado. Por lo tanto, cómo utilizar mejor las características del suelo y superar sus limitaciones será la dirección del desarrollo de la tecnología de restauración física.
2.2 Tecnología de remediación química
La tecnología de remediación química utiliza la reacción química entre contaminantes y enmiendas para reducir el contenido de contaminantes en el suelo mediante tecnología de química ambiental redox, separación y extracción. Las tecnologías de remediación química de la contaminación orgánica no clorada del suelo incluyen principalmente métodos de extracción, métodos de lixiviación del suelo y métodos químicos de oxidación-reducción.
(1) El método de extracción se basa en el principio de similitud y compatibilidad. Utiliza solventes orgánicos para extraer materia orgánica no clorada del suelo contaminado con materia orgánica no clorada, y luego separa y recupera la materia orgánica no clorada. Materia orgánica clorada en fase orgánica. Materia orgánica para lograr el reciclaje de residuos. Este método es adecuado para suelos con un alto contenido de contaminación de materia orgánica no clorada, pero para grandes áreas de suelo con un bajo contenido de contaminación de materia orgánica no clorada, su costo de tratamiento es demasiado alto y puede causar contaminación secundaria. Por lo tanto, antes de elegir este método, es necesario evaluar el costo y luego decidir si es factible.
(2) Método de lixiviación El método de lixiviación del suelo se refiere a un método de separar los contaminantes adsorbidos en la superficie de las partículas finas del suelo del suelo en un sistema con agua. Se pueden agregar al agua de enjuague algunos solventes alcalinos, tensioactivos, agentes quelantes o ajustadores de pH para mejorar el efecto de eliminación de contaminantes. En este proceso de tratamiento, la reacción entre el suelo y el agua lixiviada generalmente se lleva a cabo en un tanque de reacción u otra unidad de tratamiento, y el agua lixiviada y el suelo de diferentes tamaños de partículas se separan bajo la acción de la sedimentación por gravedad.
El método de lavado del suelo es costoso y complicado de utilizar. Por ejemplo, primero es necesario nivelar el suelo y luego tratarlo por separado. La aplicación en ingeniería de este método está muy por detrás de la investigación de laboratorio, y todavía hay una serie de problemas técnicos que deben resolverse para lograr su aplicación generalizada en ingeniería.
(3) Método químico redox El método químico redox consiste en rociar o inyectar agentes químicos redox en el suelo contaminado con hidrocarburos orgánicos no clorados para provocar reacciones químicas con los contaminantes para lograr el propósito. Los oxidantes químicos de uso común incluyen el ozono, el peróxido de hidrógeno, el permanganato de potasio y el dióxido de cloro. En comparación con el método de extracción y el método de lixiviación del suelo, este método generalmente no causa contaminación secundaria y tiene una mayor eficiencia de eliminación de hidrocarburos orgánicos no clorados. La reacción redox se puede completar en un instante, pero su funcionamiento es complicado y requiere un alto nivel técnico.
2.3 Tecnología de biorremediación
La biorremediación se refiere a una biotecnología ambiental segura y de bajo costo que utiliza el metabolismo de organismos específicos para absorber, transformar y degradar los contaminantes ambientales. En última instancia, los contaminantes del sitio se descomponen. en sustancias inorgánicas inofensivas (agua y dióxido de carbono), logrando la purificación ambiental y la restauración del efecto ecológico. Las tecnologías de biorremediación de la contaminación orgánica no clorada del suelo se pueden dividir en plantas, animales, atenuación natural, etc. según los diferentes tipos de aplicación.
En los últimos años, la tecnología de biorremediación se ha desarrollado rápidamente en el país y en el extranjero. Han surgido varias plantas y microorganismos con funciones fisiológicas y bioquímicas especiales. La penetración de biotecnologías modernas, como la modificación genética, la transformación, la clonación y la transferencia de genes, ha promovido aún más la aplicación y el desarrollo de tecnologías de biorremediación. En comparación con otros métodos, la tecnología de biorremediación tiene las ventajas de un bajo costo de tratamiento, un buen efecto de tratamiento (sin contaminación secundaria, los productos finales dióxido de carbono, agua y ácidos grasos son inofensivos para el cuerpo humano) y bajos residuos contaminantes después del tratamiento bioquímico. Sin embargo, la biorremediación lleva mucho tiempo y, a menudo, es difícil completar la remediación de la contaminación del sitio dentro del tiempo especificado.
2.4 Tecnología de remediación compuesta
En resumen, las tecnologías para controlar la contaminación orgánica no clorada en el suelo incluyen principalmente tecnología de remediación física, tecnología de remediación química y tecnología de atenuación natural, pero todas tienen diferentes grados, hay problemas como el alto costo de reparación, el largo tiempo de reparación y la dificultad en la implementación a gran escala de la tecnología de reparación. Por lo tanto, basándose en las ventajas de varias tecnologías de remediación y las características reales de contaminación del sitio, la combinación racional de varias tecnologías de remediación será la tendencia principal en la remediación futura del sitio.
Por ejemplo, el oxidante biológico de larga duración BIOX es un material físico y químico altamente eficiente, que está compuesto por precursor de oxidante, estabilizador, portador biológico y bacterias degradantes eficientes. Durante su uso, BIOX puede producir oxidantes de forma continua, degradar rápidamente los contaminantes orgánicos mediante oxidación avanzada, mejorar la calidad del suelo, promover el transporte de agua y oxígeno y la transferencia masiva de contaminantes y fortalecer la biodegradación. Al mismo tiempo, mediante el cribado, separación, enriquecimiento y optimización de proporciones de diferentes contaminantes orgánicos (como gasolina, diésel, petróleo crudo, etc.), se producen bacterias degradantes de alta eficiencia cargadas con BIOX. ). Sus diferentes series son adecuadas para la degradación de gasolina, diésel, petróleo crudo y otros contaminantes, con gran pertinencia y función comunitaria estable. En comparación con los oxidantes tradicionales (como el ozono, el reactivo de Fenton, el peróxido de hidrógeno, etc.), BIOX tiene las características de alta eficiencia de oxidación, aplicación conveniente y buena seguridad.
Mediante la acción conjunta de la fisicoquímica/biología se puede conseguir rápidamente la atenuación y eliminación total de contaminantes. En comparación con otras tecnologías, este agente tiene las ventajas de una alta eficiencia de eliminación (más de 80), un tiempo de reparación corto (6-12 meses), ningún daño a la matriz del suelo y un bajo costo de tratamiento. Adecuado para el tratamiento de TPH, BTEX, PAH, VOC, SVOC y otros contaminantes orgánicos. Se puede reparar de diversas formas, como in situ o ex situ.
Comparación de la tecnología de remediación de oxidantes BIOX
Oxidante biológico, oxidante químico ordinario, biodegradación ordinaria
La tasa de eliminación final de contaminantes es superior a 80, superior a 80 , Por debajo de 50-70.
El tiempo de reparación es corto (3-6 meses), corto (1-2 meses), de varios años.
Básicamente no hay daño a la matriz del suelo, y no hay daño hasta cierto punto.