Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần II
lượt xem 87
download
(NB) Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần II trình bày các nội dung: các biện pháp cải tạo đất ô nhiễm, đánh giá rủi ro môi trường đất. Đây là tài liệu tham khảo, học tập cho sinh viên ngành Môi trường.
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần II
- 42 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Ch-¬ng 3. C¸c biÖn ph¸p c¶i t¹o ®Êt « nhiÔm ViÖc lµm gi¶m « nhiÔm ®Êt do c¸c hîp chÊt ngo¹i sinh lµ vÊn ®Ò cña c¶ thÕ giíi quan t©m. Ngoµi sù kh¸c nhau vÒ sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt ë c¸c n-íc Ph-¬ng §«ng vµ Ph-¬ng T©y, viÖc phßng ngõa vµ c¶i t¹o ®Êt « nhiÔm lµ vÊn ®Ò mµ c¸c n-íc c«ng nghiÖp ®ang ph¸t triÓn nh- ViÖt Nam cÇn ph¶i ®-îc quan t©m nhiÒu h¬n. Mét trong nh÷ng gi¶i ph¸p xö lý ®Êt « nhiÔm lµ ph-¬ng ph¸p lµm s¹ch ®Êt nh- viÖc di dêi c¸c yÕu tè « nhiÔm. Cã nhiÒu gi¶i ph¸p c«ng nghÖ kh¸c nhau ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy, tuy nhiªn khi ¸p dông bÊt cø mét gi¶i ph¸p nµo ®Ó lµm s¹ch ®Êt còng cÇn quan t©m ®Õn hiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh ®-îc thÓ hiÖn th«ng qua c¸c khÝa c¹nh chÝnh sau: - Kh¶ n¨ng øng dông vµo thùc tiÔn cao - Chi phÝ gi¸ thµnh hîp lý - Ph-¬ng ph¸p tiÕn hµnh ®¬n gi¶n, dÔ vËn hµnh - CÇn nguån tµi nguyªn vµ n¨ng l-îng ®Ó duy tr× qu¸ tr×nh xö lý ë tèi thiÓu - Kh¶ n¨ng dÔ dµng sö dông l¹i nh÷ng vïng ®Êt ®· ®-îc xö lý - TÝnh bÒn v÷ng cao, gi¶m ®-îc rñi ro l©u dµi víi m«i tr-êng - Thêi gian xö lý nhanh - Kh¶ n¨ng dÔ dµng chÊp nhËn cña ph-¬ng ph¸p C¸c ph-¬ng ph¸p lµm s¹ch sö dông sù kh¸c nhau ®Æc tr-ng gi÷a c¸c tÝnh chÊt cña c¸c yÕu tè « nhiÔm hoÆc c¸c phÇn tö « nhiÔm vµ tÝnh chÊt lý ho¸ häc cña ®Êt. C¸c tÝnh chÊt mµ ph-¬ng ph¸p lµm s¹ch cã thÓ ¸p dông ®-îc ®ã lµ: ®Æc tÝnh dÔ bay h¬i cña c¸c chÊt « nhiÔm, kh¶ n¨ng hoµ tan trong n-íc, kh¶ n¨ng hÊp phô vµ gi¶i hÊp còng nh- kÝch th-íc, mËt ®é vµ h×nh d¹ng cña c¸c phÇn tö « nhiÔm (hoÆc c¸c phÇn tö chÊt « nhiÔm), kh¶ n¨ng ph©n huû sinh häc hoÆc tÝnh kh«ng æn ®Þnh vÒ mÆt hãa häc. Do ®ã, khi ¸p dông c¸c ph-¬ng ph¸p xö lý cÇn chó ý c¸c yÕu tè sau: - Lo¹i ®Êt: CÊu tróc ®oµn l¹p ®Êt, ®Æc tÝnh cña c¸c ph©n tö ®Êt, tû lÖ c¸c chÊt mïn trong ®Êt. 42
- 43 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí - D¹ng vµ nång ®é cña c¸c chÊt « nhiÔm - Tr¹ng th¸i vËt lý cña c¸c chÊt « nhiÔm Kho¶ng c¸ch khu vùc bÞ « nhiÔm do yÕu tè « nhiÔm víi thêi gian gi÷a qu¸ tr×nh « nhiÔm vµ lµm s¹ch. §Æc biÖt lµ khi ¸p dông c¸c biÖn ph¸p xö lý t¹i chç cÇn biÕt r»ng khu vùc bÞ « nhiÔm cã ph¶i ®· bÞ x¸o trén do qu¸ tr×nh c¬ häc hay kh«ng. C¸c ph-¬ng ph¸p lµm s¹ch ®Êt phô thuéc chñ yÕu vµo d¹ng vµ nång ®é cña c¸c chÊt « nhiÔm ë trong ®Êt. C¸c chÊt « nhiÔm chñ yÕu lµ: - C¸c hydrocacbon bÐo vµ hydrocacbon th¬m kh«ng bay h¬i - C¸c hydrocacbon bÐo vµ hydrocacbon th¬m bay h¬i - C¸c hydrocacbon th¬m ®a vßng - C¸c thuèc trõ s©u h÷u c¬, PCBs - Kim lo¹i nÆng vµ hîp chÊt cña nã - C¸c xyanua tù do - C¸c xyanua phøc hîp C¸c lo¹i ®Êt « nhiÔm kim lo¹i nÆng hay hîp chÊt kim lo¹i nÆng hÇu hÕt th-êng tån l-u nªn khã lµm s¹ch. Nguyªn nh©n lµ c¸c kim lo¹i vµ hîp chÊt cña chóng kh«ng bÞ ph©n huû vµ khi cã thñy ng©n vµ asen th× viÖc lµm bay h¬i c¸c chÊt nµy cÇn ph¶i cã nhiÖt ®é rÊt lín. H¬n n÷a, c¸c kim lo¹i nÆng th-êng ®-îc t×m thÊy trong ®Êt do c¸c lo¹i « nhiÔm kh¸c, ®Æc biÖt lµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬. Sù cã mÆt cña c¸c chÊt « nhiÔm h÷u c¬ nµy cã thÓ lµm cho viÖc di dêi c¸c kim lo¹i ra khái ®Êt thªm phÇn phøc t¹p h¬n. Tr¹ng th¸i vËt lý cña c¸c chÊt « nhiÔm còng rÊt quan träng nh-ng ®«i khi kh«ng ®-îc ®¸nh gi¸ ®óng møc nh- lµ mét yÕu tè khi tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng lµm s¹ch ®Êt. C¸c chÊt « nhiÔm cã thÓ cã mÆt trong ®Êt th-êng ë c¸c d¹ng sau: - C¸c chÊt « nhiÔm d¹ng h¹t (víi c¸c phÇn tö cã kÝch th-íc b»ng, lín h¬n hoÆc lín h¬n c¸c phÇn tö ®Êt kh«ng « nhiÔm). - C¸c mµng láng xung quanh c¸c phÇn tö ®Êt - HÊp phô trªn bÒ mÆt c¸c phÇn tö ®Êt 43
- 44 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí - HÊp phô trong phÇn tö ®Êt (c¸c chÊt h÷u c¬). - Tan trong pha n-íc vµ c¸c kho¶ng hæng cña c¸c phÇn tö ®Êt - Cã mÆt trong c¸c pha láng hoÆc pha r¾n vµ c¸c kho¶ng hæng cña phÇn tö ®Êt. C¸c nguyªn t¾c chÝnh ®-îc ¸p dông ®Ó lµm s¹ch ®Êt nhiÔm: 1. Di dêi (lo¹i bá) chÊt « nhiÔm b»ng viÖc t¸ch c¸c phÇn tö. VÝ dô nh- xö lý b»ng c¸ch t¸ch vµ b»ng viÖc gi¶i hÊp. 2. T¸ch c¸c yÕu tè « nhiÔm d¹ng h¹t b»ng c¸ch t¸ch pha. VÝ dô nh- viÖc ph©n lo¹i víi hidro-xyclon, kü thuËt tuyÓn næi t¹o bät (t¹o v¸ng) vµ kü thuËt l¾ng. 3. T¸ch c¸c yÕu tè « nhiÔm b»ng c¸ch ph¸ vì cÊu tróc ho¸ häc, nhiÖt häc. 4. T¸ch c¸c yÕu tè « nhiÔm b»ng viÖc lµm suy tho¸i sinh häc. VÝ dô nh- c¸c kü thuËt lµm ®Êt trång c©y vµ c¸c lß ph¶n øng bïn sinh häc. 5. T¸ch c¸c yÕu tè « nhiÔm b»ng viÖc hÊp thu c¸c chÊt sinh häc hoÆc sù huy ®éng sinh häc. PhÇn lín c¸c c«ng nghÖ lµm s¹ch ®· ®-îc ph¸t triÓn dùa trªn c¸c nguyªn t¾c nµy. Tuy nhiªn trong thùc tÕ chØ cã mét sè ph-¬ng ph¸p cã thÓ ®-îc ¸p dông thµnh c«ng ë hiÖn t¹i. H¬n n÷a, c¸c ph-¬ng ph¸p cã thÓ ®-îc ¸p dông vµo lóc nµy chØ thÝch hîp ®èi víi mét phÇn nhá c¸c khu vùc bÞ « nhiÔm, nghÜa lµ víi thêi gian xö lý ng¾n vµ c¸c lo¹i ®Êt xö lý ®-îc xem lµ s¹ch. GÇn ®©y ng-êi ta còng nhËn thÊy r»ng c¸c trÇm tÝch bÞ « nhiÔm còng lµ mét vÊn ®Ò ®e do¹ nghiªm träng ®èi víi m«i tr-êng n-íc vµ c¸c nguån tµi nguyªn n-íc nãi chung. Ngoµi ra, c¸c trÇm tÝch bÞ « nhiÔm còng cÇn ph¶i ®-îc n¹o vÐt th-êng xuyªn víi c¸c lý do qu¶n lý n-íc. Mét khèi l-îng rÊt lín c¸c chÊt nµy lµ mét vÊn ®Ò rÊt nghiªm träng khi nång ®é cña c¸c chÊt « nhiÔm lªn ®Õn møc chÊt th¶i nguy hiÓm. Tr-íc khi ch«n lÊp chóng xuèng d-íi biÓn hoÆc khu b·i r¸c, c¸c trÇm tÝch « nhiÔm cÇn ph¶i ®-îc xö lý s¹ch. C¸c kü thuËt ®Ó lµm s¹ch c¸c trÇm tÝch th× gÇn gièng víi c¸c kü thuËt ®Ó lµm s¹ch c¸c lo¹i ®Êt « nhiÔm. Tuy nhiªn 44
- 45 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí cã 4 sù kh¸c nhau chÝnh gi÷a ®Êt « nhiÔm vµ trÇm tÝch « nhiÔm cÇn ®-îc xem xÐt khi ¸p dông c¸c kü thuËt nµy: - C¸c trÇm tÝch chøa khèi l-îng n-íc lín - TrÇm tÝch cã ®-êng kÝnh c¸c h¹t trung b×nh nhá h¬n c¸c lo¹i ®Êt « nhiÔm. - C¸c chÊt « nhiÔm cã trong trÇm tÝch th× Ýt thay ®æi h¬n vµ chØ giíi h¹n d-íi vµi d¹ng. - C¸c chÊt « nhiÔm hoµ tan tron n-íc th× kh«ng cã trong trÇm tÝch Môc ®Ých cña phÇn nµy lµ ®-a ra mét c¸i nh×n tæng qu¸t vÒ kh¶ n¨ng ¸p ông c¸c kü thuËt lµm s¹ch hoÆc c¸c nguyªn t¾c ®èi víi ®Êt vµ trÇm tÝch « nhiÔm do kim lo¹i nÆng vµ c¸c hîp chÊt kim lo¹i nÆng. §èi víi mçi kü thuËt sÏ m« t¶ ng¾n gän c¸c nguyªn t¾c xö lý, mét sè cÊu h×nh, tÝnh øng dông vµ còng dïng ®Ó t¸ch c¸c chÊt « nhiÔm h÷u c¬, c¸c b-íc tiÕn hµnh vµ kinh nghiÖm thùc tÕ. 3.1. Ph-¬ng ph¸p xö lý c¸c ®Êt ®· ®µo b»ng nhiÖt 3.1.1. Nguyªn lý ViÖc lµm s¹ch ®Êt b»ng nhiÖt gåm 2 b-íc xö lý: B-íc thø nhÊt lµ chó träng vµo sù bay h¬i cña c¸c chÊt « nhiÔm tõ c¸c phÇn tö ®Êt ë nhiÖt ®é kho¶ng 2000C - 7000C. ë ®©y cã thÓ x¶y ra sù chuyÓn ®æi ho¸ häc cña c¸c chÊt « nhiÔm, sù chuyÓn ®æi nµy phô thuéc vµo nhiÖt ®é. TÊt c¶ c¸c chÊt « nhiÔm h÷u c¬ ®Òu cã thÓ ®-îc chuyÓn ®æi sang pha khÝ khi ®-îc cung cÊp nhiÖt ®é ®ñ cao vµ thêi gian xö lý ®ñ dµi. C¸c phÇn tö ®Êt h÷u c¬ nh- c¸c axit humic còng cã thÓ bÞ ph¸ vì vµ bay h¬i. C¸c chÊt « nhiÔm h÷u c¬ trong pha khÝ th-êng bÞ « xi ho¸ hoµn toµn ë nhiÖt ®é gi÷a 900 0C vµ 11000C ë c¸c b-íc ®èt ch¸y thµnh tro. Sau ®ã ®Êt ®-îc lµm s¹ch sÏ ®-îc lµm l¹nh víi n-íc nhê mét hÖ thèng thiÕt bÞ di dêi. 3.1.2. HÖ thèng xö lý HÖ thèng xö lý nhiÖt ho¸ hoµn thiÖn ®-îc ph¸c ho¹ trong h×nh 3.1 nh- sau: Thay ®æi ThiÕt bÞ läc nhiÖt ®é Ly t©m khÝ 45
- 46 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí KhÝ s¹ch ThiÕt bÞ dÉn Lß quay Kh«ng khÝ vµ nhiªn liÖu §Êt « nhiÔm Kh«ng khÝ vµ nhiªn liÖu §Êt s¹ch H×nh 3.1. HÖ thèng xö lý b»ng nhiÖt §Êt ®-îc sµng ®Ó läc ra c¸c phÇn tö cã kÝch th-íc lín h¬n 40 tíi 50 mm, tiÕp theo ®Êt ®-îc cho vµo lß ®un b»ng dÇu. C¸c phÇn tö ®Êt sÏ tiÕp xóc víi khÝ nãng do sù chuyÓn ®éng quay cña lß. KhÝ sÏ bay ra khái lß ®Ó tíi buång ®èt sau n¬i cã kh«ng khÝ vµ dÇu ®Ó cã thÓ ®¹t ®-îc nhiÖt ®é thiªu ®èt lín h¬n, ®©y lµ ®iÓm cÇn thiÕt ®Ó oxi ho¸ hoµn toµn c¸c chÊt h÷u c¬ bay h¬i. KhÝ tõ c¸c buång ®èt ®-îc lµm l¹nh b»ng bé trao ®æi nhiÖt vµ ®-îc chuyÓn tíi thiÕt bÞ kiÓm tra « nhiÔm. ThiÕt bÞ nµy gåm mét hÖ thèng t¸ch c¸c phÇn tö, vÝ dô nh- xyclon (thiÕt bÞ ®Ó t¸c c¸c h¹t cøng cã kÝch th-íc kh¸c nhau) vµ m¸y läc h¬i ®èt. Cã mét sè kü thuËt nhiÖt ho¸ kh¸c nh-: - Lß quay víi thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt bªn trong hoÆc nhiÖt bªn ngoµi - HÖ thèng xö lý nhiÖt ho¸ láng cè ®Þnh - HÖ thèng xö lý nhiÖt b»ng tia hång ngo¹i 3.1.3. Kh¶ n¨ng øng dông thùc tiÔn Ph-¬ng ph¸p xö lý b»ng nhiÖt phï hîp ®Ó t¸ch c¸c chÊt « nhiÔm h÷u c¬ vµ cho tÊt c¶ c¸c lo¹i ®Êt. NhiÖt ®é cÇn ®Ó di dêi c¸c chÊt « nhiÔm phô thuéc chñ yÕu vµo d¹ng chÊt « nhiÔm. DÇu diezen vµ x¨ng cã thÓ ®-îc t¸ch ë nhiÖt ®é kho¶ng 3000C, c¸c phøc xyanua s¾t cã thÓ bÞ ph¸ vì ë nhiÖt ®é kho¶ng 450 0C ®Õn 5000C. Ph-¬ng ph¸p nµy còng cã thÓ t¸ch c¸c hîp chÊt halogen h÷u c¬ tõ 46
- 47 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí ®Êt. Tuy nhiªn cÇn ng¨n ngõa ®Ó gi¶m sù ph¸t th¶i cña dioxin ë nhiÖt ®é cao h¬n 10000C - 11000C sau khi thiªu ®èt. §èi víi viÖc lo¹i bá c¸c kim lo¹i nÆng cÇn chó ý tíi mét sè vÊn ®Ò sau: - Thuû ng©n vµ c¸c hîp chÊt cã chøa thñy ng©n cã thÓ bÞ di chuyÓn khi lµm bay h¬i tõ ®Êt. Tuy nhiªn viÖc lo¹i bá nµy ®«i khi cÇn nhiÖt ®é cao, viÖc lÊy ®i c¸c ph©n tö thuû ng©n bay h¬i vµ c¸c hîp chÊt cña chóng tõ pha khÝ sau khi ra khái lß cÇn mét hÖ thèng kiÓm so¸t « nhiÔm ®Æc biÖt vµ kh¸c biÖt so víi c¸c ph©n tö b×nh th-êng kh¸c còng nh- khi sö dông ph-¬ng ph¸p xö lý nhiÖt cho c¸c lo¹i ®Êt bÞ « nhiÔm bëi chÊt h÷u c¬. - §èi víi mét sè c¸c kim lo¹i nÆng vµ hîp chÊt kim lo¹i nÆng (Hg, As, Cd) cã thÓ bay h¬i ë nhiÖt ®é trªn 8000C. Mét phÇn cña kim lo¹i ng-ng trong pha khÝ ®«i khi bÞ hÊp phô bëi c¸c vËt chÊt ë pha khÝ. Tuy nhiªn, hÇu hÕt c¸c kim lo¹i nµy ®Òu th-êng dõng l¹i ë pha r¾n, kh«ng di chuyÓn trong xØ do c¸c c¬ chÕ ho¸ häc vµ vËt lý. Kh¶ n¨ng øng dông thùc tiÔn: Ph-¬ng ph¸p nhiÖt ®-îc ¸p dông cho viÖc lµm s¹ch ®Êt ë quy m« réng. Tuy nhiªn, kinh nghiÖm thùc tiÔn cho thÊy ph-¬ng ph¸p chñ yÕu giíi h¹n cho c¸c lo¹i ®Êt « nhiÔm c¸c chÊt h÷u c¬ kh«ng ph¶i lµ halogen. Chi phÝ gi¸ thµnh xö lý phô thuéc chñ yÕu vµo lo¹i ®Êt, hµm l-îng n-íc trong ®Êt vµ ®Æc ®iÓm cña tõng lo¹i chÊt « nhiÔm. Dù ®o¸n kho¶ng 100 tíi 150 USD/ tÊn ®Êt. 3.2. Ph-¬ng ph¸p xö lý ®Êt b»ng t¸ch chiÕt, ph©n cÊp cì h¹t 3.2.1. Nguyªn lý ViÖc t¸ch/ ph©n cÊp cì h¹t cña c¸c lo¹i ®Êt « nhiÔm lµ ph-¬ng ph¸p xö lý mµ c¸c chÊt « nhiÔm ph¶i ®-îc di dêi tõ ®Êt, khi sö dông c¸c t¸c nh©n t¸ch láng. Qu¸ tr×nh t¸ch bao gåm 3 b-íc chÝnh: Trén kü ®Êt « nhiÔm víi c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch(1) t¸ch rêi c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch ra khái c¸c phÇn tö ®Êt (2) vµ biÖn ph¸p xö lý víi c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch (3). B-íc trén kü gióp cho sù di chuyÓn cña c¸c chÊt « nhiÔm tõ ®Êt tíi c¸c t¸c nh©n t¸ch láng. VÒ nguyªn t¾c, cã thÓ ph©n biÖt ®-îc 2 c¬ chÕ t¸ch: 47
- 48 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí C¬ chÕ thø nhÊt: chó träng ®Õn sù hoµ tan c¸c chÊt « nhiÔm vµo c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch. Qu¸ tr×nh nµy cã thÓ ®-îc thóc ®Èy b»ng sù thªm vµo c¸c chÊt ho¸ häc nh- axit, c¸c chÊt tÈy, c¸c t¸c nh©n t¹o phøc vµ dung dÞch NaOH. C¬ chÕ thø 2: lµ sù ph©n t¸n c¸c phÇn tö « nhiÔm vµo trong c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch. C¸c ho¸ chÊt cã thÓ ®-îc sö dông ®Ó thóc ®Èy qu¸ tr×nh nµy lµ dung dÞch NaOH vµ mét sè lo¹i chÊt tÈy kh¸c. ViÖc sö dông dung m«i h÷u c¬ nh- lµ c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch, tuy nhiªn sö dông c¸c t¸c nh©n t¸ch h÷u c¬ th× phøc t¹p h¬n rÊt nhiÒu so víi viÖc sö dông t¸c nh©n láng. §©y lµ lý do t¹i sao cho tíi b©y giê trong thùc tÕ hÇu hÕt sö dông c¸c t¸c nh©n t¸ch lµ n-íc. Cã mét sè c¸c kü thuËt thÝch hîp ®Ó t¸ch c¸c t¸c nh©n cã chøa c¸c chÊt « nhiÔm hoµ tan vµ l¬ löng ra khái c¸c phÇn tö ®Êt s¹ch. §èi víi viÖc t¸ch cã chän läc c¸c phÇn tö ®Êt « nhiÔm tõ c¸c phÇn tö ®Êt kh«ng bÞ « nhiÔm th× viÖc t¸ch dùa vµo sù kh¸c nhau vÒ kÝch th-íc, tèc ®é l¾ng, ®Æc tÝnh vÒ tõ tÝnh vµ ®Æc tÝnh bÒ mÆt. Mét sè l-îng lín c¸c kü thuËt xö lý ho¸ häc vµ vËt lý lµ sö dông c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch ®Ó lµm s¹ch. C¸c kü thuËt nµy sÏ ®-îc giíi thiÖu kü h¬n ë phÇn sau: 3.2.2. HÖ thèng xö lý Qu¸ tr×nh chung cña viÖc chiÕt t¸ch/ ph©n cÊp cì h¹t ®-îc m« t¶ ë h×nh 3.2: §Êt « nhiÔm Tr-íc khi xö lý PhÇn cßn l¹i khi sµng Trén kü ®Êt T¸ch rêi c¸c h¹t th« Sau khi xö lý vµ t¸c nh©n T¸ch rêi c¸c h¹t mÞn Sau khi xö lý Xö lý c¸c t¸c nh©n t¸ch §Êt s¹ch T¸c nh©n chiÕt t¸ch míi 48
- 49 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí T¸c nh©n chiÕt Bïn t¸ch cßn d- H×nh 3.2. Qu¸ tr×nh chiÕt t¸ch/ph©n cÊp ®Êt ®· ®µo §Çu tiªn, ®Êt cÇn lµm s¹ch ®-îc sµng ®Ó di chuyÓn c¸c phÇn tö lín nh- c¸c mÈu gç, phÇn cßn l¹i cña c©y, ®¸, chÊt r¾n,... §Êt tr-íc khi xö lý ®-îc trén kü víi c¸c t¸c nh©n t¸ch chiÕt. Nh- ®· nãi, môc ®Ých chÝnh cña b-íc nµy lµ ®Ó chuyÓn c¸c chÊt « nhiÔm vµo trong pha t¸ch. Sau b-íc trén, c¸c ph©n tö ®Êt s¹ch vµ c¸c t¸c nh©n t¸ch chøa c¸c chÊt « nhiÔm hoµ tan vµ d¹ng h¹t ®-îc t¸ch rêi riªng. Cã mét sè kü thuËt xö lý thÝch hîp cho b-íc nµy. Sau ®ã ®Êt ®· t¸ch ®-îc röa s¹ch b»ng n-íc. Pha chiÕt t¸ch trong b-íc t¸ch gåm mét sè l-îng nhá c¸c ph©n tö ®Êt ®· t-¬ng ®èi s¹ch cã thÓ di dêi vµo b-íc thø hai. Cuèi cïng, c¸c t¸c nh©n « nhiÔm ®-îc lµm s¹ch trong hÖ thèng thiÕt bÞ xö lý n-íc th¶i, mét phÇn c¸c nh©n chiÕt t¸ch nµy sÏ ®-îc sö dông l¹i. Dùa vµo s¬ ®å c¸c b-íc ph¸c ho¹ trong h×nh 3.2, mét vµi thay ®æi trong qu¸ tr×nh t¸ch/ ph©n cÊp cho phÐp ph©n biÖt gi÷a 2 nhãm c«ng nghÖ hoÆc lµ dùa vµo sù ph©n cÊp c¸c ph©n tö còng nh- qu¸ tr×nh röa. HÇu hÕt trong thùc tÕ ng-êi ta sö dông kÕt hîp c¶ 2 ph-¬ng ph¸p nµy. Nhãm ph-¬ng ph¸p thø nhÊt sö dông viÖc ph©n cÊp c¸c cì h¹t ®Ó lµm s¹ch ®Êt. ViÖc ph©n cÊp (t¸ch cã chän läc vÒ kÝch th-íc) chó träng ®Ó di dêi c¸c phÇn tö ®Êt lín, t-¬ng ®èi s¹ch ra khái c¸c phÇn tö nhá « nhiÔm nh- lµ c¸c h¹t ®Êt mµ c¸c chÊt « nhiÔm bÞ hÊp phô hoÆc c¸c chÊt « nhiÔm d¹ng h¹t nhá. C¸c kü thuËt ph©n cÊp c¸c h¹t cÇn thiÕt lµ: 1. HÖ thèng Hydro-xyclon: ViÖc t¸ch c¸c h¹t trong thiÕt bÞ nµy dùa vµo lùc ly t©m. PhÇn bïn cña c¸c ph©n tö ®Êt vµ c¸c phÇn tö bÞ « nhiÔm th× ®-îc t¸ch riªng ®i vµo mét dßng ch¶y ë d-íi cã chøa c¸c phÇn tö ®Êt lín h¬n vµ c¸c phÇn tö ®Êt nhá h¬n ®i vµo dßng ch¶y phÝa trªn. §Ó hÖ thèng cã thÓ ho¹t ®éng mét c¸ch hiÖu qu¶, c¸c xyclon ®-îc s¾p xÕp thµnh mét d·y. ViÖc t¸ch cã chän läc 49
- 50 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí hoµn toµn cã thÓ thùc hiÖn ®-îc víi c¸c ph©n tö cã ®-êng kÝnh lín h¬n 10 - 20m. 2. HÖ thèng t¸ch dßng d-íi cè ®Þnh: HÖ thèng nµy ®-îc dùa trªn sù kh¸c nhau vÒ vËn tèc l¾ng theo träng l-îng cña c¸c ph©n tö ®Êt « nhiÔm nhá vµ c¸c ph©n tö ®Êt s¹ch. PhÇn bïn cña c¸c h¹t ®Êt s¹ch vµ c¸c ph©n tö ®Êt « nhiÔm sÏ ®-îc cho vµo dßng ch¶y ng-îc l¹i cña mét cét ®øng. VËn tèc nh©n t¹o cña c¸c t¸c nh©n trong cét ®-îc lùa chän theo phÐp l¾ng c¸c h¹t ®Êt lín vµ sù di chuyÓn chóng khái ®¸y cña thiÕt bÞ. C¸c t¸c nh©n t¸ch vµ c¸c ph©n tö « nhiÔm ®-îc t¸ch ra theo cæ thiÕt bÞ. Víi hÖ thèng nµy, cã thÓ t¸ch c¸c h¹t cã kÝch th-íc lín h¬n 50m. HÖ thèng t¸ch theo träng lùc xuÊt ph¸t tõ ngµnh c«ng nghiÖp khai kho¸ng. Mét sè c¸c kü thuËt t¸ch c¸c h¹t ®-îc sö dông trong ngµnh c«ng nghiÖp khai kho¸ng ®Ó lµm thu håi vµ n©ng cÊp c¸c quÆng. Mét sè c¸c kü thuËt nµy phï hîp ®Ó øng dông trong kü thuËt lµm s¹ch ®Êt. Cã thÓ nh¾c tíi c¸c kü thuËt sau: Kü thuËt l¾ng; kü thuËt bµn rung; kü thuËt t¸ch xo¸y èc Humphrey vµ kü thuËt t¸ch khung nghiªng. 3. Kü thuËt næi: Trong nhiÒu tr-êng hîp c¸c chÊt « nhiÔm hoÆc ®-îc hÊp phô ë bÒ mÆt c¸c phÇn tö ®Êt nhá, vÝ dô nh- ®Êt sÐt hoÆc ë d-íi d¹ng h¹t. B»ng sù thªm vµo c¸c chÊt ho¸ häc ®Æc biÖt ng-êi ta cã thÓ t¹o ra bÒ mÆt kh«ng -a n-íc cho c¸c phÇn tö « nhiÔm. Sù sôc khÝ vµo bïn dÉn tíi viÖc g¾n c¸c bong bãng khÝ vµo c¸c ph©n tö kh«ng -a n-íc, kÕt qu¶ lµ t¹o nªn sù næi cã chän läc cña c¸c chÊt « nhiÔm. §èi lËp víi kü thuËt t¸ch dùa vµo träng lùc, ph-¬ng ph¸p nµy t¹o ra kh¶ n¨ng t¸ch c¸c h¹t chÊt « nhiÔm hoÆc kh«ng « nhiÔm cã cïng kÝch th-íc vµ nång ®é nh-ng cã ®Æc tÝnh bÒ mÆt kh¸c nhau. Nhãm thø hai cña qu¸ tr×nh chiÕt t¸ch/ph©n cÊp lµ dùa vµo viÖc röa c¸c chÊt chÊt « nhiÔm ra khái c¸c phÇn tö ®Êt hoÆc trong c¸c phÇn tö « nhiÔm hoµ tan hoµn toµn. Qu¸ tr×nh röa tËp trung vµo viÖc di dêi c¸c kim lo¹i nÆng vµ c¸c hîp chÊt chøa kim lo¹i nÆng tõ ®Êt. Qóa tr×nh röa cña KLN cã thÓ ®-îc tiÕn hµnh víi mét vµi lo¹i t¸c nh©n röa nh-: - C¸c axit v« c¬ nh-: HCl, H2SO4 víi pH > 2 50
- 51 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí - C¸c axit h÷u c¬ nh-: A.acetic, A.lactic vµ A.citric - C¸c t¸c nh©n t¹o phøc (EDTA, NTA) - Sù kÕt hîp cña c¸c axit h÷u c¬, c¸c t¸c nh©n t¹o phøc vµ axit v« c¬ Khi röa víi axit cÇn cã ®é pH thÊp ®Ó röa cã hiÖu qu¶ c¸c KLN. §iÒu nµy ®ßi ph¶i cã c¸c chÊt liÖu ®Æc biÖt ®Ó tr¸nh viÖc ¨n mßn c¸c thiÕt bÞ. ViÖc gi¶i phãng tõ tõ nh«m trong ®Êt cÇn ph¶i ®-îc xem nh- qu¸ tr×nh kh«ng mong muèn. CÇn nhËn thÊy qu¸ tr×nh röa còng cã thÓ dïng ®Ó röa mét l-îng lín, do vËy ®ßi hái thêi gian xö lý l©u h¬n ë c¸c ®iÒu kiÖn «n hoµ vµ kh«ng lµm t¨ng ®¸ng kÓ chi phÝ xö lý. ViÖc t¸ch víi c¸c t¸c nh©n t¹o phøc kh«ng nhÊt thiÕt ®ßi hái pH thÊp. Tuy nhiªn ®· cã kÕt qu¶ cho thÊy viÖc t¸ch Pb víi EDTA ®-îc n©ng cao ë pH thÊp. §iÒu bÊt thuËn khi sö dông t¸c nh©n t¹o phøc lµ gi¸ c¶ cña chóng t-¬ng ®èi cao. §èi víi viÖc lµm s¹ch l¹i c¸c t¸c nh©n cÇn cã mét khèi l-îng lín c¸c hÖ thèng xö lý ho¸ häc vµ vËt lý. Trong c¸c ph-¬ng ph¸p nµy cã thÓ kÓ ®Õn lµ c¸c qu¸ tr×nh trung hoµ, kÕt tña, keo tô, tuyÓn næi, hÊp phô cacbon ho¹t tÝnh, trao ®æi ion vµ ph¶n øng khö. Qu¸ tr×nh lµm s¹ch trong tõng tr-êng hîp phô thuéc vµo rÊt nhiÒu yÕu tè nh- tû lÖ % c¸c cÊp h¹t vµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong ®Êt, b¶n chÊt vµ nång ®é cña c¸c chÊt « nhiÔm vµ thµnh phÇn cña c¸c t¸c nh©n t¸ch chiÕt. C¸c cÆn thu ®-îc tõ viÖc xö lý c¸c t¸c nh©n t¸ch cã thÓ ®-îc t¸ch n-íc nhê sö dông m¸y ly t©m, Ðp läc hoÆc sµng. Sè l-îng cÆn thu ®-îc trong qu¸ tr×nh xö lý dùa trªn viÖc chiÕt t¸ch vµ ph©n lo¹i lµ mét yÕu tè quan träng. CÆn nµy bao gåm chñ yÕu lµ phÇn tö ®Êt. C¸c hîp chÊt « nhiÔm trong phÇn chiÕt nµy t-¬ng ®èi nhá, tuy nhiªn nång ®é chung cña c¸c chÊt « nhiÔm th× cao vµ c¸c chÊt cÆn nµy cÇn ®-îc coi lµ chÊt th¶i nguy hiÓm. Do ®ã, c¸c b-íc xö lý tiÕp theo sö dông ph-¬ng ph¸p nhiÖt ho¸ hoÆc ph-¬ng ph¸p lo¹i bá ë c¸c khu vùc nµy lµ rÊt quan träng. 3.2.3. Kh¶ n¨ng øng dông thùc tiÔn 51
- 52 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Qu¸ tr×nh chiÕt t¸ch/ ph©n cÊp c¸c lo¹i ®Êt ®µo lµ qu¸ tr×nh lµm s¹ch thÝch hîp tr-íc hÕt lµ xö lý c¸c lo¹i ®Êt c¸t tinh khiÕt vµ c¸c lo¹i ®Êt c¸t víi hµm l-îng chÊt h÷u c¬ nhá h¬n 10 - 20%. C¸c phÇn tö sÐt nhá vµ phÇn tö mïn hÇu hÕt lµ tËp trung trong c¸c phÇn bïn l¾ng ®äng nªn kh«ng chÊp nhËn hµm l-îng lín c¸c phÇn tö nµy. Mét vµi thay ®æi ®Ó ¸p dông cho sÐt gièng nh- ®Êt, tuy nhiªn nh÷ng thay ®æi nµy ®ang ë giai ®o¹n ph¸t triÓn. Khi di dêi c¸c chÊt « nhiÔm th× cã thÓ di dêi c¶ c¸c phÇn tö h÷u c¬ còng nh- c¸c kim lo¹i nÆng. Tr¹ng th¸i vËt lý cña c¸c chÊt « nhiÔm cã thÓ ®-îc hÊp phô hay hÊp thu vµo c¸c h¹t ®Êt hoÆc cã mÆt nh- ë d¹ng h¹t th× kh«ng cã giíi h¹n. ViÖc thay ®æi qu¸ tr×nh vµ c¸c ®iÒu kiÖn cña qu¸ tr×nh mµ cã thÓ ¸p dông ®-îc hay kh«ng phô thuéc vµo lo¹i ®Êt « nhiÔm. V× trong thùc tÕ ®èi víi mçi lo¹i ®Êt « nhiÔm cÇn cã mét qu¸ tr×nh xö lý kh¸c nhau. Kinh nghiÖm cho thÊy viÖc t¸ch/ph©n cÊp ®Êt « nhiÔm ®· ®µo ®-îc ¸p dông rÊt nhiÒu trong thùc tÕ. C¸c thùc nghiÖm cho thÊy lµ hoµn toµn thÝch hîp nÕu cã mét sè thay ®æi cho viÖc t¸ch tÊt c¶ c¸c lo¹i « nhiÔm. Tuy nhiªn nh- ®· nãi ë trªn, viÖc thùc nghiÖm nµy chØ ¸p dông cho ®Êt c¸t vµ c¸c lo¹i ®Êt chøa Ýt sÐt vµ c¸c phÇn mïn. Chi phÝ cña ph-¬ng ph¸p nµy phô thuéc rÊt lín vµo c¸c lo¹i ®Êt « nhiÔm, -íc tÝnh kho¶ng 50 - 150 USD/ 1 tÊn ®Êt. 3.3. Ph-¬ng ph¸p xö lý t¸ch ®Êt « nhiÔm t¹i chç 3.3.1. Nguyªn lý S¬ ®å tiÕn hµnh xö lý ®-îc m« t¶ trong h×nh 3.3 nh- sau: C¸c chÊt thªm vµo (HCl, EDTA, NTA, …) §iÒu kiÖn thùc hiÖn LÊy ®i c¸c KLN 52
- 53 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Soil surface Water level Môc ®Ých c« lËp, t¸ch riªng H×nh 3.3. Ph-¬ng ph¸p t¸ch chiÕt ®Êt bÞ « nhiÔm Qu¸ tr×nh xö lý bao gåm viÖc thÊm läc c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch d¹ng n-íc vµo trong c¸c khu vùc « nhiÔm. Sù thÊm läc nµy cã thÓ ®¹t ®-îc b»ng c¸c r·nh trªn bÒ mÆt, c¸c m-¬ng tiªu ngang, c¸c giÕng s©u hoÆc b»ng sù kÕt hîp cña c¶ 3 ph-¬ng thøc nµy. N-íc cña c¸c t¸c nh©n thÊm läc ®i qua ®Êt vµ c¸c hîp chÊt tan cã mÆt trong ®Êt sÏ tan vµo dung dÞch chiÕt. PhÇn n-íc chiÕt ®-îc b¬m vµo hÖ thèng xö lý n-íc ®Ó di dêi c¸c chÊt « nhiÔm. N-íc ®-îc sö dông l¹i nh- lµ t¸c nh©n t¸ch sau khi ®-îc xö lý. Qu¸ tr×nh nµy ®-îc tiÕp tôc cho ®Õn khi nång ®é c¸c chÊt cßn l¹i ®¸p øng c¸c tiªu chuÈn s½n cã. 3.3.2. C¸c giíi h¹n cña qu¸ tr×nh xö lý §Ó ph-¬ng ph¸p nµy cã thÓ tiÕn hµnh trong thùc tÕ cÇn chó ý c¸c ®iÓm sau: - §Æc tÝnh n-íc cña khu vùc « nhiÔm. - Sù gi¸n ®o¹n c¬ häc cña ®Êt trong khu vùc « nhiÔm. - Nguån gèc g©y « nhiÔm - §Æc tÝnh hoµn tan cña c¸c chÊt « nhiÔm. - Xö lý thu håi t¸c nh©n chiÕt t¸ch. - §iÒu kiÖn cña c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch Khi xÐt c¸c ®Æc tÝnh n-íc cña khu vùc « nhiÔm, phÉu diÖn ®Êt cÇn cã tÝnh thÊm cao, cã nghÜa lµ chØ cã c¸c lo¹i ®Êt c¸t lµ phï hîp cho ph-¬ng ph¸p xö lý t¹i chç. Sù cã mÆt cña c¸c líp sÐt kh«ng thÊm n-íc kh«ng ph¶i lµ ®iÒu lµm ®×nh 53
- 54 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí trÖ qu¸ tr×nh nh-ng cÇn cã c¸c biÖn ph¸p xö lý ®Æc biÖt ®Ó c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch vµ n-íc läc cã thÓ thÊm qua hîp lý. §iÒu quan träng ®Ó ®¶m b¶o dung dÞch ng©m chiÕt di chuyÓn qua tÊt c¶ khu vùc mµ c¸c chÊt « nhiÔm cã mÆt. Khu vùc « nhiÔm cã thÓ ®-îc di dêi khi c¸c t¸c nh©n t¸ch th©m nhËp theo nh÷ng con ®-êng mµ chÊt « nhiÔm ®· th©m nhËp. Sù gi¸n ®o¹n c¬ häc cña tÇng mÆt khu vùc « nhiÔm cã thÓ lµm lan truyÒn c¸c chÊt « nhiÔm tíi c¸c c¸c khu vùc kh«ng dÔ dµng x¶y ra thÊm läc, nh÷ng chç g©y c¶n trë kh¶ n¨ng thÊm. Nguån gèc « nhiÔm ¶nh h-ëng lín tíi kh¶ n¨ng xö lý. C¸c c¬ héi ®Ó tiÕn hµnh thµnh c«ng viÖc chiÕt t¸ch t¹i chç lµ cao nÕu c¸c chÊt « nhiÔm ®-îc hoµ tan trong pha n-íc. Tuy nhiªn nÕu nguån gèc « nhiÔm bao gåm c¸c kim lo¹i bÒn ë trong c¸c hîp chÊt d¹ng h¹t vµ khu vùc ®· bÞ x¸o trén c¬ häc th× kh¶ n¨ng øng dông cña ph-¬ng ph¸p nµy lµ kh«ng hoµn toµn cã thÓ thµnh c«ng. Ph-¬ng ph¸p nµy chØ phï hîp nÕu tÝnh hoµ tan cña chÊt « nhiÔm trong c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch lµ ®ñ cao. Trong tr-êng hîp ®Êt « nhiÔm do n-íc th¶i cã chøa c¸c kim lo¹i nÆng th× sù liªn kÕt chÆt cña kim lo¹i víi c¸c phÇn tö ®Êt sÏ x¶y ra, lµm cho nång ®é c©n b»ng cña c¸c kim lo¹i trong pha n-íc gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt lµ rÊt thÊp. Cã thÓ t¨ng nång ®é c¸c kim lo¹i trong pha n-íc b»ng c¸ch thªm vµo c¸c chÊt ho¸ häc. §iÒu kiÖn nµy cã thÓ thùc hiÖn ®-îc nÕu cã c¸c t¸c nh©n sau: - C¸c axit v« c¬ (HCl, H2SO4, HNO3). - C¸c axit h÷u c¬ (mÆc dï cã thÓ thu ®-îc ë nång ®é pH thÊp) - NaOH (thÝch hîp cho c¸c hîp chÊt l-ìng tÝnh, tuy nhiªn c¸c chÊt h÷u c¬ trong ®Êt còng cã thÓ bÞ hoµ tan). - C¸c phøc chÊt nh-: A.xit citric, nitrilotri acetat (NTA) vµ c¸c clorua v« c¬ ë nång ®é cao. - Sù kÕt hîp cña c¸c t¸c nh©n t¹o phøc vµ axit - C¸c t¸c nh©n oxi ho¸ - khö N-íc thÊm läc tõ khu vùc « nhiÔm cÇn ®-îc xö lý. B-íc ®Çu tiªn lµ t¸ch c¸c kim lo¹i nÆng. Mét sè ph-¬ng ph¸p cã thÓ dïng ®Ó do dêi c¸c kim lo¹i nÆng nh-: 54
- 55 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí - Lµm kÕt tña b»ng c¸ch t¨ng nång ®é pH víi NaOH hoÆc Na2S - Lµm ®«ng tô/ keo tô b»ng trÇm tÝch - Siªu läc/ vi läc - ThÈm thÊu ng-îc - Sù ®iÖn ph©n vµ thÊm t¸ch b»ng ®iÖn - Trao ®æi ion - Xö lý sinh häc §«i khi viÖc kÕt hîp c¸c kü thuËt lµ cÇn thiÕt nh- sù kÕt tña vµ ®«ng tô/ keo tô tiÕp theo vµ qu¸ tr×nh t¸ch n-íc c¬ häc. TiÕp ®ã c¸c t¸c nh©n t¸ch ®-îc t¸i sö dông l¹i b»ng c¸ch thªm vµo c¸c ho¸ chÊt thÝch hîp ®Ó ®¹t ®-îc nång ®é hoÆc pH mong muèn. 3.3.3. Kinh nghiÖm thùc tiÔn Ph-¬ng ph¸p xö lý t¹i chç ®· ®-îc tiÕn hµnh ë diÖn réng, tuy nhiªn phÇn lín lµ ®Ó t¸ch c¸c chÊt « nhiÔm h÷u c¬. ViÖc t¸ch t¹i chç c¸c kim lo¹i nÆng ®· ®-îc tiÕn hµnh thµnh c«ng ë Hµ Lan ®Ó lµm s¹ch c¸c khu ®Êt c¸t bÞ « nhiÔm Cd víi diÖn tÝch lµ 3 ha. Axit HCl ®· ®-îc sö dông ®Ó lµm ®iÒu tiÕt cho c¸c t¸c nh©n t¸ch d¹ng n-íc, pH cña c¸c t¸c nh©n t¸ch kho¶ng 3,5.. MÆc dï nång ®é trung b×nh cña Cd trong ®Êt « nhiÔm kho¶ng 10 ppm nh-ng viÖc t¸ch ®· t-¬ng ®èi hoµn chØnh. Kho¶ng 90% c¸c mÉu ®Êt sau khi t¸ch ®· cho nång ®é Cd b»ng hoÆc thÊp h¬n 1 ppm sau khi xö lý mét n¨m. Chi phÝ kho¶ng 100 USD/ 1tÊn ®Êt vµ ®-îc ®¸nh gi¸ thÊp h¬n mét chót so víi chi phÝ xö lý trong tr-êng hîp ®µo ®Êt vµ xö lý theo ph-¬ng ph¸p chiÕt t¸ch/ ph©n lo¹i cÊp h¹t. 55
- 56 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí 3.4. Ph-¬ng ph¸p c¶i t¹o ®Êt b»ng ®iÖn 3.4.1. Nguyªn lý Ph-¬ng ph¸p c¶i t¹o ®Êt b»ng ®iÖn lµ ph-¬ng ph¸p lµm s¹ch dùa trªn qu¸ tr×nh ®iÖn ®éng häc x¶y ra khi dßng ®iÖn mét chiÓu ph¸t ra gi÷a catot vµ anot ®-îc ®Æt ë mét vÞ trÝ thÝch hîp trong ®Êt. Sù di chuyÓn cña ®é Èm vµ n-íc ngÇm trong ®Êt cïng víi sù di chuyÓn cña c¸c ion vµ c¸c phÇn tö mang ®iÖn tÝch nhá ®-îc h×nh thµnh. Cã 3 hiÖn t-îng di chuyÓn liªn quan: - §iÖn - thÈm thÊu: Sù di chuyÓn cña c¸c chÊt láng d¹ng bät chøa c¸c d¹ng chÊt « nhiÔm ë gi÷a c¸c cùc. - HiÖn t-îng ®iÖn ly: Sù di chuyÓn cña c¸c phÇn tö cã tÝch ®iÖn cã mÆt trong c¸c chÊt láng d¹ng bät nh- lµ c¸c chÊt keo, c¸c phÇn tö sÐt nhá vµ c¸c giät nhá - Sù ®iÖn ph©n: Sù di chuyÓn cña c¸c ion vµ c¸c ion phøc cã trong chÊt láng d¹ng bät. CÇn ph¶i biÕt r»ng viÖc di chuyÓn cña c¸c ph©n tö tÝch ®iÖn vµ c¸c ion tÝch ®iÖn kh«ng cÇn thiÕt trong mét vµi h-íng nh- khèi dßng ®iÖn thÈm thÊu. 2.4.2. HÖ thèng xö lý Qu¸ tr×nh xö lý theo ph-¬ng ph¸p nµy ®-îc ph¸c ho¹ ë h×nh 3.4. Nguån DC Sù lµm s¹ch Sù lµm s¹ch Sù ®iÒu tiÕt Sù ®iÒu tiÕt + - Cation Anion Khu Vùc 56 xö lý
- 57 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí H×nh 3. 4. Ph-¬ng ph¸p xö lý ®Êt « nhiÔm b»ng ®iÖn 57
- 58 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Qu¸ tr×nh nµy bao gåm hµng lo¹t c¸c cùc ©m vµ cùc d-¬ng ®-îc ®Æt däc hoÆc ®Æt ngang. C¸c ®iÖn cùc cña cïng mét cÆp ®-îc cung cÊp bëi mét hÖ mµ trong ®ã cã dung m«i tinh khiÕt. Môc ®Ých cña dung m«i nµy lµ ®Ó thu c¸c chÊt « nhiÔm vµ ®Ó ng¨n c¶n nh÷ng sù kÕt tña kh«ng mong muèn vµ c¸c qu¸ tr×nh xÊu x¶y ra ë c¸c ®iÖn cùc. TÊt c¶ c¸c hÖ cña c¸c ®iÖn cùc cã cïng dßng ®iÖn ®-îc nèi víi nhau ®Ó t¹o thµnh mét hÖ khÐp kÝn. Ph-¬ng ph¸p nµy cã thÓ ¸p dông t¹i chç hoÆc ®µo ®Êt ë mét khu vùc ®Æc biÖt. Thêi gian xö lý thay ®æi tõ vµi tuÇn tíi vµi th¸ng. 2.4.3. Kh¶ n¨ng øng dông thùc tiÔn Ph-¬ng ph¸p nµy cã thÓ øng dông ®Ó t¸ch c¸c chÊt « nhiÔm ion hoÆc c¸c phÇn tö cã tÝch ®iÖn nhá ë trong ®Êt. Ph-¬ng ph¸p thÝch hîp cho viÖc t¸ch c¸c kim lo¹i nÆng tõ ®Êt. CÇn chó ý r»ng kü thuËt nµy kh«ng chØ t¸ch mçi kim lo¹i trong c¸c lo¹i ®Êt hoµ tan cã chøa ion. Do viÖc t¸ch c¸c kim lo¹i mµ nång ®é c¸c ion trong c¸c kho¶ng hæng gi¶m ®i. TiÕp theo ®ã, c¸c kim lo¹i ®· ®-îc hÊp phô bëi c¸c h¹t ®Êt hoÆc c¸c oxit, hydroxit hoÆc cacbonat cã trong dung dÞch còng ®-îc t¸ch ra khái ®Êt. C¸c chÊt « nhiÔm kh«ng ph¶i ë d¹ng ion hoµ tan trong chÊt láng d¹ng bät còng ®-îc t¸ch rêi vµ di chuyÓn bëi sù di chuyÓn ®iÖn thÈm thÊu cña dung dÞch ®Êt. C¸c vËt thÓ kim lo¹i lín cã trong c¸c lo¹i ®Êt « nhiÔm cã thÓ lµm t¾c, ngõng trÖ qu¸ tr×nh xö lý v× cã thÓ g©y nhiÔu lo¹n dßng ®iÖn ë vÞ trÝ ®ã. Kinh nghiÖm thùc tÕ cho thÊy ph-¬ng ph¸p nµy ®· ®-îc ¸p dông thµnh c«ng ®Ó t¸ch kim lo¹i nÆng tõ c¸c lo¹i ®Êt sÐt. Tuy nhiªn thùc nghiÖm chØ dõng l¹i ë møc nµy vµ viÖc tÝnh to¸n cho qu¸ tr×nh xö lý lµ rÊt khã. C¸c -íc tÝnh gÇn ®©y cho thÊy chi phÝ cho xö lý b»ng ph-¬ng ph¸p nµy thÊp h¬n so víi c¸c ph-¬ng ph¸p ®· nªu kho¶ng 10 - 50 USD/ 1 tÊn ®Êt. 3.5. Qu¸ tr×nh chiÕt t¸ch h¬i t¹i chç 3.5.1. Nguyªn lý ViÖc t¸ch b»ng ph-¬ng ph¸p lµm bay h¬i trong ®Êt sö dông kh¶ n¨ng bay h¬i cña c¸c chÊt « nhiÔm. Pha khÝ gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt trong khu vùc « nhiÔm lµ pha c©n b»ng víi c¸c chÊt « nhiÔm ®-îc hÊp phô trong c¸c phÇn tö ®Êt. Sè l-îng 58
- 59 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí cña c¸c chÊt « nhiÔm trong pha khÝ gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt lµ phong phó víi kh¶ n¨ng bèc h¬i t-¬ng ®èi cao. ViÖc röa b»ng tia n-íc khu vùc « nhiÔm, sö dông sù liªn kÕt chiÕt t¸ch ch©n kh«ng cña pha khÝ vµ sù thÊm läc khÝ lµm t¨ng kh¶ n¨ng t¸ch c¸c chÊt « nhiÔm bay h¬i tõ c¸c khu vùc « nhiÔm. 3.5.2. HÖ thèng thiÕt bÞ xö lý HÖ thèng thiÕt bÞ xö lý ®-îc m« t¶ ë h×nh 3.5 nh- sau: Kh«ng khÝ s¹ch Thæi kh«ng khÝ vµo M¸y b¬m hót Xö lý khÝ/gas Dßng kh«ng khÝ vµo Sù thÊm läc kh«ng khÝ GiÕng thÊm läc Mùc n-íc H×nh 3.5. Ph-¬ng ph¸p chiÕt t¸ch h¬i t¹i chç HÖ thèng chiÕt t¸ch h¬i trong ®Êt vµ giÕng thÊm kh«ng khÝ ®-îc t¹o ra ë khu vùc « nhiÔm. C¸c giÕng chiÕt t¸ch h¬i ®-îc nèi víi hÖ thèng xö lý bay h¬i mµ ë ®ã cã thÓ t¸ch c¸c chÊt « nhiÔm. Qu¸ tr×nh nµy cã thÓ thùc hiÖn ®-îc b»ng sù hÊp thô cacbon ho¹t tÝnh hoÆc ®èt xóc t¸c. Sù thÊm läc kh«ng khÝ trong ®Êt cã thÓ ®¹t ®-îc bëi gradien ¸p suÊt ©m ë c¸c lo¹i ®Êt kh«ng b·o hoµ. Sù x©m nhËp m¹nh cña kh«ng khÝ vµo vïng ®· b·o hoµ còng lµm t¨ng qu¸ tr×nh khö c¸c chÊt « nhiÔm tõ líp ®Êt thªm vµo. 59
- 60 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí Ph-¬ng ph¸p nµy ®-îc ph¸t triÓn ®Æc biÖt cho viÖc xö lý t¹i chç ®Êt « nhiÔm bëi c¸c chÊt « nhiÔm bay h¬i. Cã mét vµi sù thay ®æi trong hÖ thèng xö lý nµy, viÖc lùa chän sù thay ®æi cÇn thiÕt nµo phô thuéc rÊt nhiÒu vµo lo¹i ®Êt, cÊu tróc ®Êt còng nh- d¹ng vµ nång ®é cña c¸c chÊt « nhiÔm. Kh¶ n¨ng thay ®æi vÒ kh«ng gian cña c¸c th«ng sè nµy lµ mét nh©n tè quan träng kh¸c. Mét vµi sù thay ®æi t-¬ng ®èi ®Æc biÖt lµ viÖc khö h¬i n-íc. Qu¸ tr×nh lµm s¹ch nµy t-¬ng ®ång víi viÖc chiÕt t¸ch kh«ng khÝ bay h¬i ngo¹i trõ c¸c dßng n-íc nãng ®-îc th©m nhËp vµo ®Êt thay v× kh«ng khÝ. NhiÖt ®é cao h¬n th× tû lÖ t¸ch c¸c chÊt « nhiÔm cao h¬n so víi t¸ch khÝ. Ngoµi ra viÖc t¸ch c¸c chÊt « nhiÔm víi kh¶ n¨ng bay h¬i t-¬ng ®èi thÊp víi nhiÖt ®é xung quanh lµ hoµn toµn cã thÓ. 3.5.3. Kh¶ n¨ng øng dông thùc tiÔn ViÖc chiÕt t¸ch b»ng ph-¬ng ph¸p bay h¬i thÝch hîp cho viÖc xö lý t¹i chç cña ®Êt « nhiÔm c¸c hîp chÊt bay h¬i nh-: Tricloroetylen, pecloroetylen, toluen, benzen vµ rÊt nhiÒu c¸c dung m«i h÷u c¬ kh¸c. Ng-êi ta cã thÓ t¸ch c¸c hîp chÊt thuû ng©n h÷u c¬ bay h¬i vµ asen. Tuy nhiªn kü thuËt nµy ®· kh«ng ®-îc nghiªn cøu kü vµ chØ phï hîp víi c¸c lo¹i ®Êt cã kh¶ n¨ng thÊm cao. TÝnh thÊm cña c¸c ®Êt sÐt gièng nh- sÐt vµ nh×n chung lµ qu¸ thÊp ®Ó cã thÓ t¸ch hiÖu qu¶ c¸c chÊt « nhiÔm Kinh nghiÖm thùc tiÔn cho thÊy ph-¬ng ph¸p t¸ch t¹i chç b»ng c¸ch lµm bay h¬i ®-îc sö dông trong thùc tÕ ë mét diÖn réng víi viÖc di dêi c¸c nhãm chÊt kh¸c nhau lµ tricloroetylen, pecloroetylen, toluen, benzen vµ x¨ng. ViÖc t¸ch b»ng c¸ch lµm bay h¬i trong mét vµi tr-êng hîp lµ sù kÕt hîp víi hai hÖ thèng xö lý: t¸ch t¹i chç víi pha n-íc vµ sù phôc håi sinh häc t¹i chç. Qu¸ tr×nh th©m nhËp cña kh«ng khÝ dÉn ®Õn viÖc vËn chuyÓn oxy cã hiÖu qu¶ lµm t¨ng kh¶ n¨ng ph©n huû sinh häc. ViÖc sö dông c¸c t¸c nh©n chiÕt t¸ch n-íc còng t¸ch c¸c hîp chÊt cã thÓ kh«ng bay h¬i, kh«ng bÞ ph©n huû sinh häc. Chi phÝ cña ph-¬ng ph¸p nµy thÊp h¬n ph-¬ng ph¸p nhiÖt ho¸ hoÆc xö lý t¸ch sau khi ®µo ®Êt 3.6. Xö lý ®Êt b»ng ph-¬ng ph¸p ph©n huû sinh häc c¸c chÊt « nhiÔm 60
- 61 wWw.kenhdaihoc.com – Kênh thông tin – Học tập – Giải trí 3.6.1. Nguyªn lý Sù ph©n huû sinh häc ®Êt « nhiÔm ®-îc chó träng vµo viÖc sö dông vi sinh vËt ®Ó chuyÓn ho¸ c¸c chÊt « nhiÔm thµnh c¸c hîp chÊt kh«ng « nhiÔm nh- H 2O vµ CO2. HÇu hÕt sù ph©n huû sinh häc tù nhiªn c¸c chÊt « nhiÔm x¶y ra trong m«i tr-êng ®Êt, tuy nhiªn c¸c ®iÒu kiÖn ®Ó ph©n huû sinh häc nh×n chung lµ kh«ng thuËn lîi ®Ó ®¹t ®-îc hiÖu qu¶ lµm s¹ch. C«ng nghÖ c¶i t¹o sinh häc nh»m môc ®Ých c¶i thiÖn c¸c ®iÒu kiÖn cho c¸c vi sinh vËt ph©n huû. Trong ®ã c¸c ®iÒu kiÖn cÇn ®-îc quan t©m lµ nhiÖt ®é, ®é Èm, pH, thÕ oxi ho¸ - khö, nång ®é chÊt « nhiÔm trong ®Êt, d¹ng cña c¸c chÊt nhËn electron, sù cã mÆt cña c¸c vi sinh vËt mong muèn vµ kh¶ n¨ng dÔ tiªu sinh häc cña c¸c chÊt « nhiÔm ®èi víi vi sinh vËt. Sù ph©n huû sinh häc cã thÓ x¶y ra ë c¶ ®iÒu kiÖn hiÕu khÝ vµ kþ khÝ. Nh×n chung ®iÒu kiÖn hiÕu khÝ th-êng ®-îc ¸p dông nhiÒu h¬n. Tuy nhiªn c¸c b-íc xö lý ph©n hñy sinh häc c¸c hydrocacbon ®· clo ho¸ l¹i cÇn cã sù kÕt hîp c¶ ®iÒu kiÖn hiÕu khÝ vµ kþ khÝ. Ngoµi ra mét sè c¸c hîp chÊt bÒn th-êng bÞ ph©n huû sinh häc trong c¸c ®iÒu kiÖn kþ khÝ. 3.6.2. HÖ thèng xö lý vµ kh¶ n¨ng øng dông 61
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Đề tài thảo luận:Ô nhiễm môi trường
20 p | 577 | 90
-
Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần I
41 p | 235 | 70
-
Bài giảng Vệ sinh môi trường đất - ThS.BS. Phan Thị Trung Ngọc
52 p | 287 | 63
-
Bài giảng Hóa môi trường: Chương 1 - GV. Ngô Xuân Huy
25 p | 199 | 49
-
Bài giảng Môi trường đại cương - ThS. Trịnh Ngọc Đào
18 p | 230 | 37
-
Bài giảng Khoa học đất
151 p | 222 | 35
-
Bài giảng: Quản lý chất thải rắn đô thị - Chương 1 (TS. Trần Thị Mỹ Diệu)
12 p | 147 | 32
-
Bài giảng môn Độc học môi trường - Chương 6: Độc tính dầu lửa - Thuốc bảo vệ thực vật - TS. Trần Thị Thúy Nhàn
37 p | 140 | 30
-
Bài giảng Thực trạng Môi trường ở Việt Nam - ThS. Vũ Thị Nhung
9 p | 175 | 27
-
Bài giảng Quản lý chất lượng môi trường trong nuôi trồng thủy sản: Phần 1
108 p | 140 | 23
-
Bài giảng An toàn lao động và môi trường - Chương 5: Môi trường
35 p | 341 | 22
-
Bài giảng Sự phát tán chất thải vào khí quyển - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn
44 p | 104 | 20
-
Bài giảng Môi trường mỏ - Nguyễn Thu Thùy
80 p | 110 | 12
-
Bài giảng Môi trường - Con người - Bài 18: Ô nhiễm đất
24 p | 86 | 10
-
Ô nhiễm môi trường
19 p | 66 | 4
-
Thực trạng ô nhiễm môi trường làng nghề cơ khí ở xã Nam Giang
5 p | 79 | 4
-
Bài giảng Môi trường đại cương: Chương 3 - TS. Lê Ngọc Tuấn
25 p | 7 | 4
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn