Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần II

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Thêm vào BST

Báo xấu

245
lượt xem 85
download

Bài giảng Ô nhiễm đất và các biện pháp xử lý - Phần II

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(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.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

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 - 20m. 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 50m. 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