CZ241896A3 - Decontamination method of a medium containing material contaminated with one or several metals - Google Patents

Decontamination method of a medium containing material contaminated with one or several metals Download PDF

Info

Publication number
CZ241896A3
CZ241896A3 CZ962418A CZ241896A CZ241896A3 CZ 241896 A3 CZ241896 A3 CZ 241896A3 CZ 962418 A CZ962418 A CZ 962418A CZ 241896 A CZ241896 A CZ 241896A CZ 241896 A3 CZ241896 A3 CZ 241896A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
metal
sulfuric acid
medium
soil
particulate material
Prior art date
Application number
CZ962418A
Other languages
English (en)
Inventor
Harry Eccles
Original Assignee
British Nuclear Fuels Plc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB9402973A external-priority patent/GB9402973D0/en
Priority claimed from GB9414426A external-priority patent/GB9414426D0/en
Application filed by British Nuclear Fuels Plc filed Critical British Nuclear Fuels Plc
Publication of CZ241896A3 publication Critical patent/CZ241896A3/cs

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/33Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by chemical fixing the harmful substance, e.g. by chelation or complexation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/004Sludge detoxification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/345Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used for biological oxidation or reduction of sulfur compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/18Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes with the aid of microorganisms or enzymes, e.g. bacteria or algae
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40Inorganic substances
    • A62D2101/43Inorganic substances containing heavy metals, in the bonded or free state
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2203/00Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
    • A62D2203/02Combined processes involving two or more distinct steps covered by groups A62D3/10 - A62D3/40
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2203/00Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
    • A62D2203/10Apparatus specially adapted for treating harmful chemical agents; Details thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/09Reaction techniques
    • Y10S423/17Microbiological reactions

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká způsobu zpracování'' ~ konFanTTňovařTeKo materiálu, zejména způsobu zpracování kovů, zejména těžkých kovů, tvořících znečišťující látky v objemném částicovém materiálu, jakým je například země neboli půda, za použití biochemických procesů.
Známý stav techniky
V důsledku ukládání odpadů a v důsledku průmyslových a jiných aktivit byl velký objem půdy kontaminován. Mezi kontaminanty patří například toxické těžké kovy, včetně rtuti, kadmia, bária a olova, radionuklidy, jakými jsou například aktinidy. Takové kontaminující látky mohou představovat velkou hrozbu pro půdní vodu a tudíž i pro zásoby pitné vody a v mnoha případech, buď omezuji její opakované použití, nebo ho zcela vylučují. Kromě toho, výsledky nedávných úprav legislativy ve Spojených státech amerických a podobné úpravy zákonných norem Evropského společenství a dalších států činí výrobce zodpovědnějšími za produkci odpadů a v případě, že se v tomto ohledu nechovají zodpovědně, jim ukládá pokuty, které se použijí na regeneraci a vyčištění půdy. V důsledku toho roste potřeba vyyvinout technoligie, které by řešily vznilý problém spojený s čištěním kontaminované půdy.
Do současné doby již byla vyvinuta celá řada různých technologií pro regenerování kontaminované půdy. Mezi ně patří například půdní stabilizace, elektromigracce, zeskelnění, vypařování, spalování půdní promývání, čerpací a ošetřující systémy, zaorávání půdy, bioregenerace suspenzní neboli kalové fáze atd. Avšak u většiny těchto technologií se setkáváme se závažnými omezeními:
a) Omezením způsobu, kdy se kontaminanty udržují ve „stálém roztoku“ je problematická přeprava materiálu do toxických zavážek, při zachycení kontaminantů uvnitř matric je zase určitým omezením životnost;
b) v případě běžných biologických procesů je nedostatkem jejich nevhodnost pro zpracování materiálu kontaminovaného širším rozmezím kontaminantů, například pro zpracování půdy kontaminované kovy;
c) vytvoření vysokého objemu materiálu, a obtíže spojené s kontrolou sekundárních odpadů, například při stabilizování půd a při spalování;
d) nedostatkem některých způsobů je to, že jsou vhodně pouze pro provádění in šitu, nebo ex sítu, například v příp'adě spalování nebo promývání půdy;
e) dalším nedostatkem je vynaložení vysokých nákladů, například na spalování, zeskelňování a pořízení a použití čerpacích a ošetřujících systém;
f) Omezená možnost opakovaného použití (recyklovatelnost) kontaminantů, například při stabilizaci půdy, pokud se tento způsob aplikuje na půdu kontaminovanou kovy.
Podstata vynálezu
Vynález se zaměřuje na řešení těchto problémů a předkládá biologické systémy, které umožňují regenerovat médium například půdu kontaminovanou kovy a nevykazují žádná specifická omezení týkající se jejich aplikace.
Jak již bylo uvedeno vynález poskytuje způsob dekontaminace média obsahujícího materiál kontaminovaný jedním nebo několika druhy kovů, přičemž podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že zahrnuje zpracování tělesa uvedeného média mikrobiálně produkovanou kyselinou sírovou, při kterém dojde k rozpuštění a vyluhování kovů ve formě kovových síranů, zpracování a vylouhování kovového síranu biologickým srážecím procesem, který převede uvedený síran nerozpustný kovový sulfid, separaci sirovodíku z nerozpustných kovových silfidů a následnou oxidaci izolovanoho sirovodíku v důsledku které vzniká dále použitelný zdroje složky obsahující síru.
Médium, které má být dekontaminováno může obsahovat částicový materiál, jakým je půda, kaménné částice, materiál získaný bagrováním, sedimenty, průmyslové zbytky, bahno, kaly, strusky z pyrolytických procesů, pecní popílky a pod. Kontaminující látky se mohou nacházet na povrchu částicového materiálu, nebo mohou být vázány uvnitř jeho částic.
V uvedeném médiu může být rovněž přítomno několik kovových druhů, které lze převést na kovové sírany a následně biochemicky vysrážet ve formě kovových sulfidů. Výraz „kovové biochemicky vysrážet ve formě kovových sulfidů. Výraz „kovové druhy“, jak je zde uveden, označuje kovy, slitiny, kovové soli, metaloidy neboli polokovy a sloučeniny a komplexy obsahující kovy.
Kovové druhy představující kontaminující složky mohou zahrnovat:
i) aktinidy nebo jejich radioaktivní rozpadové produkty nebo jejich sloučeniny;
ii) štěpné produkty;
iii) těžké kovy nebo jejich sloučeniny.
Aktinidy jsou prvky mající v periodické tabulce prvků číslo 89 až 104.
Výraz „štěpné produkty“, jak je zde použit, označuje ty prvky, které vznikly jako přímé produkty při štěpení nukleárního paliva a produkty, které vznikly z těchto přímých produktů beta rozpadem nebo vnitřním přechodem. Štěpné produkty zahrnují v periodické tabulce prvky v rozmezí od selenu po cér.
Neradioaktivní těžké kovy, které je žádoucí izolovat způsobem podle vynálezu, zahrnují toxické kovy, jako napříkla'd nikl, zinek, kadmium, měď, rtuť a kobalt. Ty zpravidla tvoří půdní kontaminanty nebo se nacházejí ve vodních sedimentech v blízkosti průmyslových závodů, které používají chemikálie obsahující tyto prvky a na skládkách vyhrazených pro odpad. Kovové kontaminanty izolované způsobem podle vynálezu mohou zahrnovat směs radioaktivních a neradioaktivních kovových kontaminantů.
Jak bude uvedeno dále, způsob podle vynálezu může být rozšířen tak, že bude rovněž zahrnovat kroky, ve kterých se ze zpracovávaného média odstraní také organické kontamínanty.
Uvedený částicový materiál je třeba zpracovat louhováním biologicky produkovanou kyselinou sírovou za použití vodného louhovacího roztoku.
Pokud médium, které má být dekontaminováno, představuje půdu neboli zem, může být ošetřeno přímo (in sítu), nebo nepřímo (ex sítu). V druhém případě, může být půda předběžně ošetřena, například za účelem odstranění větších objektů, jakými jsou zejména balvany a kameny, nebo jejich rozdrcení. Následně se do půdy přimíchá nebo vstřikuje vhodná směs vodného roztoku obsahujícího biologicky připravenou kyselinu sírovou a/nebo zdroj sirného materiálu, který je biologicky převoditeiný na kyselinu sírovou. Případně lze přidat i další složky, jako například dusíkem obohacené nebo fosforem obohacené materiály a vzduch. Biologická přeměna na kyselinu sírovou se může provádět známým způsobem pomocí mikrobiálních činidel přítomných v půdě. Sirný materiál může zahrnovat, buď elementární síru, nebo další redukovanou formu síry. Rovněž může být žádoucí určité přidání živin, které podpoří mikrobiální aktivitu nezbytnou pro rozklad organickou degradaci. Přesná povaha těchto přidání bude specifická pro jednotlivé případy a bude rovněž zvolena podle toho, zda se uvedený regenerační proces provádí přímo, či nepřímo.
Půda nebo jiný částicový materiál, například průmyslové zbytky nebo strusku, které mají být ošetřeny nepřímo, se mohou zpracovat v jednom nebo v několika známých a pro tyto účely vhodných bioreaktorech. Za účelem usnadnění odstraňování organických složek a vzniku kyseliny, lze k tomuto materiálu přidat již zmíněné složky.
Pokud se biologické přeměna vedoucí ke vzniku sulfátových iontů provádí in-situ v půdě která má být ošetřena, může být tato přeměna vyvolána působením organizmů oxidujících síru, přirozeně v této půdě přítomných, mezi které patří například: Thiobacillus ferooxidans, Thiobacillus thiooxidans a Thiobacillus neapolitanus. Tyto organizmy získají energii potřebnou pro svůj růst oxidací redukovaných forem síry, čímž produkují sírany a kyselinu sírovou, nebo oxidací železnatých a železitých iontů.
Pokud má půda nedostatek příslušných mikroorganizmů, nebo pokud má být určitý materiál zpracován v samostatném bioreaktoru, potom mohou být tyto mikroorganizmy přidány jako smíšené společenství získané z podobného půdního prostředí.
Kromě již zmíněného kyselinového loužení se může izolování kovu provádět jedním nebo několika následující mechanizmy:
a) přímý útok kovových sulfidů;
b) pomocí elektrochemických procesů (galvanickou konverzí), ke které dochází v důsledku kontaktu mezi dvěmi nepodobnými kovovými druhy ponořenými ve vhodném elektrolytu, například v kyselině sírové; a
c) v důsledku oxidačního účinku síranu železitého.
Alternativním řešením je přímá biologická výroba kyseliny sírové. Kyselina sírová potřebná pro zmíněné louhování kovů může být připravena chemicky nebo biochemicky v samostatném bioreaktoru a až následně přidána do půdy nebo jiného částicového materiálu.
Během nastartování procesu může být jako kyselinový zdroj pro louhování použita elementární síra nebo kyselina sírová. Potom může být elementární síra a kyselina sírová hlavním kyselinovým zdrojem. Aby se nahradila potřebná síra, která se ze systému ztrácí ve formě kovových sulfidů, může být do systému elementární síra, nebo kyselina sírová přidána.
Louhovací roztok se může nechat prosakovat tělesem částicového materiálu a opět z něho vytékat a opět se shromažďovat. Louhovací roztok takto shromážděný může být následně, buď recirkulován částicovým materiálem, nebo načerpán do reaktoru, kde se provede biologický srážecí proces.
Stupeň biosrážení použitý u způsobu podle vynálezu může být podobný známým sulfátovým redukčním procesům. Tyto procesy se používaly například ke zpracování sulfátů a těžkých kovů, buď jako takových , nebo v kombinaci, jak se získaly z odpadních vod. Vhodný je například způsob popsáný v patentovém dokumentu EP 426254A, který používá jako substrát ethanol a methanogenni organizmy pro převedení anaerobně připraveného acetátu na methan. Kromě toho takové procesy probíhají v celé řadě anaerobních prostředí zcela přirozeně.
U biologického způsobu srážení podle vynálezu lze použít přirozeně se vyskytující skupinu disimulační bakterie redukující sulfát (SRB) za účelem převedení vodných kovových sulfátů na kovové sulfidy. Mikroorganizmy, které jsou vhodnými pro tuto transformaci vhodné, jsou například druhy Desulfovibrio a Desulfomonas, které mohou růst v uzavřeném systému bioreaktoru. Tyto organismy oxidují jednoduché organické sloučeniny, například kyselinu mléčnou a ethanol, aby získaly energii nezbytnou pro svůj růst. Nicméně příležitostně mohou být použity i komplexnější uhlíkové zdroje, například fenolové sloučeniny, nebo případně organické materiály vylouhované z půdy během biologického loužení. V důsledku této oxidace se sírany redukují na sulfidy a vodu. Protože sulfidy monha těžkých kovů mají nízkou rozpustnost ve vodném roztoku, vysrážejí se společně s určitou biomasou ve formě suspenze uvnitř bíoreaktoru. Tyto kovové sulfidy se zpravidla izolují jako suspenze (kal) a mohou být regenerovány a prodávány za účelem opětné izolace (recyklace) kovu, nebo v případě, že se jedná o toxické radioaktivní kovy, dále zneškodněny v následném procesu.
Redukce kyseliny sírové zaváděné do kroku, v němž probíhá biologické srážení, například do reaktoru, z kroku zahrnujícího loužení kovů bude mít za následek vznik sirovodíku a následné snížení koncentrace kyseliny sírové. V důsledku toho se pH hodnota udržuje při biologickém srážení v neutrálním rozmezí, což je optimální pH hodnota pro aktivitu SRB. Kromě toho v podstatě neutrální pH hodnota zajistí udržení sirovodíku v roztoku a tedy udržení dostatečně nízkého redoxního potenciálu pro možnou existenci SRB, tj. <-300 mV.
patentovém pufrování nižší, tj.
Tento způsob udržování vhodného redoxního potenciálu je obecně známý. Avšak postup, který byl dříve použit pro udržení vhodné pH hodnoty reaktoru (například popsaný v dokumentu EP 436254A), nebyl zatím použit pro přítokových proudů kyseliny majících pH hodno přibližně 1,0, protože by se mohly srážet s proudy přiváděnými z výše popsaného kroku kyselinového loužení.
Produkce sirovodíku a kovových sulfidů v průběhu biologického srážení vede k tomu, že při biologickém srážení vznikají tři různé proudy produktů:
a) proud vysrážené kovové soli (například sulfidy a hydroxidy) s určitou biomasou;
b) proud vodné kyseliny sirovodíkové, rozpustných kovových sulfidů a určité biomasy;
c) proud plynného sirovodíku a oxidu uhličitého.
Plynný sirovodík se může extrahovat pomocí odvětrávácího prostředku, který se nachází ve stropě reaktoru nebo v jeho blízkosti. Vodnou kyselinu sirovodíkovou a další rozpustné sulfidy lze z kalu neboli suspenze izolovat.
Suspenze kovového sulfidu se může z reaktoru odvádět samostatně skrze vhodný odvodní kanálek. Takto získaná suspenze se může následně odvodnit, shromáždit a přepravit na jiné místo, kde se z ní recyklují kovy, nebo na místo, kde se stabilizuje vhodným zapouzdřovacím způsobem, například biologickým zlepšením fixování kovu.
Plynný a vodný sirovodík, který se extrahoval výše uvedenými způsoby, je cenným zdrojem siry, který lze použít ve výše popsaném biologickém oxidačním procesu.
V průběhu počátečních stádiích louhování kovů, jež je součástí způsobu podle vynálezu, bude louhovací roztok zavádějící biologické srážení bude vykazovat neutrální pH. Část tohoto louhu lze použít na rozpuštění odtékajícího plynného sirovodíku vzniklého v důsledku biologického srážení.
Tyto dva proudy vodného sirovodíku odvozené od biologického srážení mohou být použity samostatně, nebo výhodně sloučené a zoxidované uvnitř uzavřeného bioreaktoru. Bioreaktor může obsahovat známý systém zahrnující skupinu přirozeně se vyskytujících organizmů oxidujících sulfidy. mezi tyto mikroorganizmy používané pro oxidaci rozpustných sulfidů lze zařadit například. Thiobaciilus thioparus, T. neapolitanus, T. denitrificans a druhy Thiomicrospira. Uvedené sulfidy lze oxidovat dvěma možnými způsoby:
a) přímou oxidací na kyselinu sírovou a sírany;
b) oxidací na elementární síru, která se v případě, že je to vhodné, může zavést do kontaminované půdy za vzniku kyseliny sírové.
Oxidace na elementární síru sice vyžaduje prostředí s omezenou koncentrací kyslíku, ale její výhoda spočívá v tom, že poskytuje louh prostý síry s pH neutrálním, který může být použit na rozpouštění plynného sirovodíku odtékajícího z bioreaktoru, ve kterém došlo k biologickému srážení. Louh obsahující kyselinu sírovou vzniklý v důsledku přímé oxidace je univerzálnější, co se týče jeho následného použití při uvedení do styku s kontaminovanou půdou.
Jak již bylo uvedeno, způsob podle vynálezu může být rozšířen tak, že bude zahrnovate jeden nebo několik kroků, jejichž cílem je odstranit organické kontaminanty z kontaminovaného média například pomocí biodegradačního procesu, který popisuje související patentová přihláška UK 9402975,8 a UK 9414425,0.
Provedení vynálezu budou podrobněji popsány pomocí příkladu, který je doplněn doprovodným obrázkem.
Stručný popis obrázků
Obrázek 1 znázorňuje schematický pohled v řezu na oblast půdy, která se zpracovává přímo (na místě) pomocí regeneračního postupu podle vynálezu, a zařízení použitého k provádění tohoto způsobu.
Jak ukazuje obrázek 1 Oblast půdy, která má být ošetřena zahrnuje vrstvu 1 půdy překrývající podzemní vodonosnou vrstvu pod úrovní 2. Tato vrstva 1 zahrnuje kovem kontaminovanou oblast 4, která vznikla v důsledku migrace kontaminantů z odpadní jímky 5 umístěné v povrchu vrstvy 1_. Oblast 4 vybíhá do vodonosné vrstvy 3. Sledovací vrt 6 vybíhá směrem dolů skrze oblast 4 a jeho cílem je umožnit měření rozsahu kontaminace v oblasti 4. Hloubka a rozměry kontaminované oblasti již byly předem určeny za použití vhodných v dané oblasti všeobecně známých analytických technik. Úroveň země (zemský povrch) je označena vztahovou značkou 1 8.
Na dno prázdné jímky 5 se aplikují živiny ze zdroje živin 22 a ve vhodném stupni procesu se rovněž aplikuje kyselina, která může být nesena vhodnou nosnou kapalinou, například provzdušněnou vodou. Tato aplikace se provádí pomocí rozprašovače 7. Tato kapalina se rovněž aplikuje pomocí vhodně rozmístěných vstřikovacích vrtů 8 a prostřednictvím infiltrační chodby 9 tak, aby protékala materiálem do kontaminované oblasti 4. Nejprve se na základě rozboru půdy vyberou živiny, které podpoří růst příslušných mikroorganizmů, které se použijí pro degradaci organických sloučenin za podmínek v podstatě neutrálního pH a za použití jedné nebo několika výše popsaných metod. Přidání živin se později modifikuje, aby napomohlo okysličení půdy. Během této sekundární - zpracovatelské fáze, může být rovněž přidána sekundární zpracovatelské fáze, muže být rovněž přidána elementární síra a vmíšena do nehlubokých oblastí kontaminace, například na dně jímky 5, aby dále podpořila přímé biologické loužení kovových druhů.
Za účelem vytvoření a udržení aerobních podmínek v kontaminované oblasti 4 se za pomocí vzduchového dmychadla 21 připojeného k sériím větracích vrtů 10 ( z nichž jeden je znázorněn) vhání vzduch, buď do kontaminované oblasti 4_vrstvy 1, nebo se vstřikuje do podzemní vody ve vodonosné vrstvě, nebo oboji. Rychlost přidávání živin se může měni, aby se zabránilo vytvoření anoxických podmínek uvnitř kontaminované oblasti 4, jak je to vhodné. Oblast ve vrstvě 1_ a vodonosné vrstva 3 zásobované živinami a složkami dodávanými ve vodném médiu je označena vztahovou značkou 20 . Tato oblast 20 obklopuje oblast 4 ve vrstvě 1_ a vodonosnou vrstvu 3.
Tímto ošetřením se dosáhne degradace organických složek a následně rovněž kyselinového probíhat týdny nebo měsíce oblasti 4 v podstatě nezbaví loužení kovů v oblasti 4. To může dokud se půda v kontaminované kontaminujících organických a kovových složek, což se určuje pomocí vhodných analytických zkoušek prováděných v určitých časových intervalech.
Produkty kovového loužení se shromažďují v části v části vodonosné vrstvy 3 , buď přirozeně se vyskytující, nebo uměle vytvořené ve směru šipky označené písmenem X, a vrací se zpět na povrch nad vrstvu 1_ prostřednictvím série vrtů 11 určených ke zpětnému získání těchto složek (jeden je znázorněn) a za použití vhodných čerpadel (nejsou znázorněna). Hladina 2 vodonosné vrstvy 3 může být nastavena přidáním vody prostřednictvím infíltrační chodby 24 tak, aby napomohla proudění vody ve směru X.
Shromážděný louh se následně dopraví do jedné lokality zvolené ze tří následujících možností:
a) pufrovacího tanku 12. za účelem provzdušnění a přidání vhodných živin před opětovným aplikováním do kontaminované oblasti. To je převažující cesta během počáteční operace uvedeného procesu;
b) reaktoru 13 určeného pro biologické srážení;
c) směšovač 14 plyn/tekutina za účelem vymytí sirovodíku z proudu plynu získaného biologickým srážením.
Louh vtéká do reaktoru 13 jeho dnem a proudí reaktorem 13 směrem nahoru. Během tohoto proudění organizmy redukující sírany, které jsou v reaktoru 13 přítomné, převádí přitékající sírany na sulfidy výše popsaným způsobem.
Odtékající plyn vzniklý v průběhu biologického srážení v reaktoru 13 je veden směšovačem 14 plyn/tekutina připojeným k reaktoru 13. Tentov směšovač 14 umožňuje izolaci sirovodíku. Plynný proud opouštějící směšovač 14 je veden skrze sekundární promývací neboli skrubrovou jednotku 19 a vypuštěn·do atmosféry.
Kal vzniklý v důsledku biologického srážení obsahující nerozpustné sulfidy se hromadí na dně reaktoru 13 a přepravuje se pomocí potrubí 15. na místo, kde proběhne jeho další zpracování, například biologické zlepšení fixace kovu, nebo odvodnění, shromáždění a přepravení na místo, kde se z takto vysušeného kalu opět získají kovy. Louh získaný odvodněním kalu se může, buď znovu použit v kroku zahrnujícím loužení kovů, jenž je součástí způsobu podle vynálezu, nebo může být dále zpracován a vypuštěn.
Vytékající louh obsahující rozpuštěné sulfidy vznikající v průběhu biologického srážení se extrahuje a sloučí s proudem vodného sulfidu přitékajícího z reaktoru 14. Sloučený proud vodného sulfidu se následně přečerpá skrze reaktor 16 plyntekutina do oxidačního reaktoru 17 , ve kterém proběhne oxidace sulfidů. Reaktor 16 zajišťuje, aby se veškerý plynný sirovodík uvolněný kyselinou v reaktoru 17 opět rozpustil v přiváděném alkalickém louhu.
Uvnitř oxidačního reaktoru 1 7. se louh obsahující sulfid dobře promísí s vhodnými mikroorganismy a zoxiduje na síran výše popsaným způsobem. Vzniklý kyselinový louh se následně převede do pufrovacího tanku neboli bioreaktoru 12, do kterého se může rovněž v případě, že je to žádoucí, přidat elementární síra ze zdroje 23, a před opětným přidáním do kontaminovaného materiálu v půdní vrstvě 1, které se realizuje již popsaným způsobem (prostřednictvím vrtů 8 a chodby 9 a rozprašovače 7), se zoxiduje na kyselinu sírovou pomocí mikroorganizmů přenesených z reaktoru 1 7. Přidaný sirný materiál a živiny tvoří oblast 20..
Způsob ošetření, jehož cílem je odstranění kovů, se cyklicky opakuje a kovové kontaminanty v části 4 půdní vrstvy 1 jsou během jednotlivých cyklů tohoto zpracovatelského procesu postupně vytouženy odtékajícím roztokem obsahujícím biochemicky připravenou kyselinu sírovou a izolují se jako nerozpustné sulfidy vzniklé v biosrážecím reaktoru 13.
Část síry se opět izoluje oxidací sulfidů v oxidačním reaktoru 17 a opakované použije na kyselinové loužení kovových kontaminantů ve znečištěné půdě.

Claims (10)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY ,'XÍ 'L Z
    Hifi* l*t v ' o υ í j
    1. Způsob dekontaminace média obsahujícího ^mafeříaí i! kontaminovaný jedním nebo několika kovovými druhy, v yjz n afčoen ý tím , že zahrnuje krok spočívající v ošetření tělesa uvedeného média mikrobiálně připravenou kyselinou sírovou, která rozpouští a louhuje kovové druhy jako kovové sírany, ošetření vylouženého kovového síranu biosrážecím procesem, jenž převede uvedený síran na jeden nebo několik nerozpustných kovových sulfidů, separaci sirovodíku z nerozpustných kovových silfidů a následnou oxidaci izolovanoho sirovodíku v důsledku které vzniká dále použitelný zdroje složky obsahující síru.
  2. 2. Způsob podle nároku uvedeném médiu je přítomno převedou na sulfáty různých sulfidy různých kovů.
    1,vyznačený tím , že v několik kovových druhů a ty se kovů a následně se vysrážejí jako
  3. 3. Způsob podie kovové druhy zahrnují nároku 1 nebo 2, vyznačený tím radioaktivní kovové druhy.
    že
  4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyzná ený tím , že uvedené médium obsahuje částicový materiál zvolení z půdy, částic skály, vybagrovaného materiálu, sedimentů, kalů, průmyslových zbytků, strusky z pyrolytického procesu a popílků z pecí, přičemž kontaminanty mohou být obsaženy na povrchu tohoto částicového materiálu, nebo mohou být vázány uvnitř jeho částic.
  5. 5. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím , že se částicový materiál zpracuje louhováním pomocí mikrobiálně připravené kyseliny sírové za použití vodného louhovacího roztoku.
  6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím , že kyselina sírová se vyrobí mikrobiálně in-situ v materiálu obsahujícícm částicový materiál.
  7. 7. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím , že se kyselina sírová vyrobí v separátním bioreaktoru a přidá do materiálu obsahujícího částicový materiál.
  8. 8. Způsob podie nároku 5 nebo 6, vyznačený tím , že se aplikuje na kontaminovanou půdu in-situ.
  9. 9. Způsob podle některého z předešlých nároků, vyznačený tím , že se nerozpustný sulfid nebo sulfidy produkované v biosrážecím procesu extrahují a zapouzdřují.
  10. 10. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se jedná o cyklický způsob zpracování, přičemž uvedený opakovaně použitelný zdroj složky obsahující síru je opět aplikován na médium, které se dekontaminuje, jako zdroj kyseliny sírové pro další louhování kovu.
CZ962418A 1994-02-16 1995-02-13 Decontamination method of a medium containing material contaminated with one or several metals CZ241896A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9402973A GB9402973D0 (en) 1994-02-16 1994-02-16 Process for the treatment of contaminated material
GB9414426A GB9414426D0 (en) 1994-07-16 1994-07-16 Process for the treatment of contaminated land

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ241896A3 true CZ241896A3 (en) 1997-03-12

Family

ID=26304336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ962418A CZ241896A3 (en) 1994-02-16 1995-02-13 Decontamination method of a medium containing material contaminated with one or several metals

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5895832A (cs)
EP (1) EP0788394B1 (cs)
JP (1) JPH09509096A (cs)
CN (1) CN1146163A (cs)
AT (1) ATE192938T1 (cs)
AU (1) AU693512B2 (cs)
CA (1) CA2183585A1 (cs)
CZ (1) CZ241896A3 (cs)
DE (1) DE69517045D1 (cs)
WO (1) WO1995022374A1 (cs)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6923914B2 (en) * 1996-12-17 2005-08-02 Global Biosciences, Inc. Remediation of metal contaminants with hydrocarbon-utilizing bacteria
WO2000050341A1 (en) * 1999-02-23 2000-08-31 Hw Process Technologies, Inc. Method of acid concentration following biological oxidative generation of sulfuric acid from sulfides
AU6053600A (en) * 1999-06-30 2001-01-31 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Encapsulation method for maintaining biodecontamination activity
IT1318117B1 (it) * 2000-07-04 2003-07-23 Vomm Chemipharma Srl Metodo per la bonifica di terreni contenenti metalli pesanti.
US20020094564A1 (en) * 2000-07-17 2002-07-18 Banfield Jillian F. Method for extracting and separating metals
AU2002219907A1 (en) * 2000-11-28 2002-06-11 Ada Technologies, Inc. Improved method for fixating sludges and soils contaminated with mercury and other heavy metals
ES2190758B8 (es) * 2002-01-02 2014-06-05 Universidad Politécnica de Madrid Procedimiento de biorremediación para la concentración y eliminación de radionúclidos en las aguas radiactivas de las piscinas nucleares.
US20050067341A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Green Dennis H. Continuous production membrane water treatment plant and method for operating same
US20050112740A1 (en) * 2003-10-20 2005-05-26 Haase Richard A. Waste metals recycling-methods, processed and systems for the recycle of metals into coagulants
US7692058B2 (en) * 2004-12-27 2010-04-06 Brookhaven Science Associates, Llc Mercury contamination extraction
WO2006116533A2 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Hw Process Technologies, Inc. Treating produced waters
US20080069748A1 (en) * 2006-09-20 2008-03-20 Hw Advanced Technologies, Inc. Multivalent iron ion separation in metal recovery circuits
US20080128354A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Hw Advanced Technologies, Inc. Method for washing filtration membranes
US20150010359A1 (en) * 2012-02-24 2015-01-08 Good Earthkeeping Organization, INC Advanced Thermal Conductive Heater System for Environmental Remediation and the Destruction of Pollutants
CN110026431B (zh) * 2019-05-20 2020-12-22 成都科泰技术有限公司 一种利用微生物纳米材料原位修复镉污染土壤的方法
US20220310280A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 Andrew Niemczyk Method And Arrangement Using Buried Tubular Members To Increase The Rate Of Decay Of Radioactive Contamination

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE290408C (cs) *
DE249155C (cs) *
US4155982A (en) * 1974-10-09 1979-05-22 Wyoming Mineral Corporation In situ carbonate leaching and recovery of uranium from ore deposits
DE2651673C2 (de) * 1976-11-12 1980-02-21 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Verfahren zur Abtrennung von Schwermetallen aus Abwasserschlämmen
US4108722A (en) * 1976-12-10 1978-08-22 Atlantic Richfield Company Method for the restoration of an underground reservoir
US4200523A (en) * 1978-03-23 1980-04-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for removing sulfate ions from aqueous streams
US4376098A (en) * 1980-08-25 1983-03-08 Mobil Oil Corporation Two-stage uranium in situ leaching process
US4354942A (en) * 1980-11-26 1982-10-19 Olin Corporation Stabilization of mercury in mercury-containing materials
US4401569A (en) * 1981-07-09 1983-08-30 Groundwater Decontamination Systems, Inc. Method and apparatus for treating hydrocarbon and halogenated hydrocarbon contaminated ground and ground water
DE3300402A1 (de) * 1983-01-07 1984-10-11 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur entfernung von schwefelwasserstoff aus gasen oder fluessigkeiten sowie mikroorganismus zur durchfuehrung des verfahrens
US4522723A (en) * 1984-06-01 1985-06-11 Kerr-Mcgee Corporation Process for the removal and recovery of heavy metals from aqueous solutions
US4789478A (en) * 1986-10-14 1988-12-06 Revis Nathaniel W Conversion of inorganic ions to metal sulfides by microorganisms
JP2604598B2 (ja) * 1987-09-07 1997-04-30 大樹 中山 汚泥から重金属を除去する方法
US5076927A (en) * 1988-03-09 1991-12-31 Hunter Robert M Biocatalyzed partial demineralization of acidic metal sulfate solutions
US5155042A (en) * 1988-04-04 1992-10-13 Allied-Signal Inc. Bioremediation of chromium (VI) contaminated solid residues
GB9000236D0 (en) * 1990-01-05 1990-03-07 Shell Int Research Waste treatment
US5316751A (en) * 1991-02-11 1994-05-31 Gordon Kingsley Methods for mine tailing clean-up using recovery technologies
US5217615A (en) * 1991-02-25 1993-06-08 Institut National De La Recherche Scientifique Bacterial leaching process and composition
DE4117515C2 (de) * 1991-05-24 1995-03-16 Noell Gmbh Verfahren zur kombinierten Dekontaminierung von mit Schwermetallen und organischen Schadstoffen belasteten Feinstkornböden
US5263795A (en) * 1991-06-07 1993-11-23 Corey John C In-situ remediation system for groundwater and soils
GB9119772D0 (en) * 1991-09-16 1991-10-30 Shell Int Research Process for the microbial oxidation of sulphidic wastes
US5202033A (en) * 1991-09-30 1993-04-13 Rmt, Inc. In situ method for decreasing heavy metal leaching from soil or waste
US5324433A (en) * 1992-04-16 1994-06-28 Westinghouse Electric Corp. In-situ restoration of contaminated soils and groundwater
US5348662A (en) * 1992-05-14 1994-09-20 Elf Atochem North America, Inc. Process for removing heavy metals from aqueous solutions
GB9216457D0 (en) * 1992-08-03 1992-09-16 Wrc Plc Treatment of sewage sludge
US5431825A (en) * 1992-10-29 1995-07-11 Chemical Waste Management, Inc. Method for the reduction and stabilization of metals
US5449397A (en) * 1994-06-24 1995-09-12 Hunter; Robert M. Biocatalyzed leaching of precious metal values

Also Published As

Publication number Publication date
EP0788394B1 (en) 2000-05-17
DE69517045D1 (de) 2000-06-21
AU1587395A (en) 1995-09-04
EP0788394A1 (en) 1997-08-13
CA2183585A1 (en) 1995-08-24
ATE192938T1 (de) 2000-06-15
AU693512B2 (en) 1998-07-02
US5895832A (en) 1999-04-20
WO1995022374A1 (en) 1995-08-24
MX9603459A (es) 1997-12-31
CN1146163A (zh) 1997-03-26
JPH09509096A (ja) 1997-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5605417A (en) Method and apparatus for improving degradation of an unsecured landfill
CZ241896A3 (en) Decontamination method of a medium containing material contaminated with one or several metals
Johnson Biohydrometallurgy and the environment: intimate and important interplay
Tichy et al. Bioleaching of metals from soils or sediments
CZ241696A3 (en) Process of treating contaminated material
Holanda et al. Removal of zinc from circum-neutral pH mine-impacted waters using a novel “hybrid” low pH sulfidogenic bioreactor
CZ241796A3 (en) Process of treating contaminated soil
Groudev et al. Decreasing the contamination and toxicity of a heavily contaminated soil by in situ bioremediation
Tichý et al. Solid-state reduced sulfur compounds: Environmental aspects and bio-remediation
Nayak Microorganisms and their application in mining and allied industries
Batty et al. The Use of Waste Materials in the Passive Remediation of Mine Water Polution
KR101070477B1 (ko) 준자연정화식 광산배수 처리장치 및 이를 이용한 광산배수 처리방법
KR100290578B1 (ko) 황산화 세균을 이용한 중금속 함유 폐기물의 생물학적 중금속 제거방법
Seidel et al. Heavy metal removal from contaminated sediments by bacterial leaching: a case study on the field scale
KR100283403B1 (ko) 황산염환원균을 이용한 소각재 처리방법
KR100290577B1 (ko) 황산화 세균 티오바실러스 티오옥시단스 엠이티 및 이를 이용한 생물학적 중금속 용출방법
MXPA96003459A (en) Process for the treatment of contaminate material
KR100254523B1 (ko) 유기성 하수,오폐수의 회분식 자연정화 방법 및 그 장치
MXPA96003460A (en) Process for the treatment of earth or ground contamin
Jang et al. Decontamination of heavy metals from dewatered sludge by Acidithiobacillus ferrooxidans
MXPA96003461A (en) . process for the treatment of materialcontamin
Spasova et al. MICROBIAL CLEANING OF MINE WATERS FOLLOWED BY ELECTRICITY GENERATION
Cherry Biological treatment of inorganic ion contamination including radionuclides
Angelov et al. BIOREMEDIATION OF ACID MINE WATERS POLLUTED WITH HEAVY METALS, RADIOACTIVE AND TOXIC ELEMENTS BY MEANS OF AN ANAEROBIC CELL AND A ROCK FILTER