remedijacijaremedijacija zagazaga enihvodnih ekosistema · deponovanje mulja ili priprema...

MATCROSSHUSRB/1002/214/188

Remedijacija zagađenih vodnihRemedijacija zagađenih vodnihekosistema

Dr Srđan RončevićDr Srđan Rončević

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Podela remedijacionih tehnika j

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

• Remedijacija sedimenta:j j

1. in‐situ remedijacija ‐ opcija bez uklanjanja sedimenta:• monitoring prirodnog uklanjanjag p g j j• in‐situ tretman• izolacija zagađenog sedimenta prekrivanjem

2. ex‐situ remedijacija – opcija sa uklanjanjem sedimenta.Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Monitoring prirodnog uklanjanja zagađenja

Pasivna bioremedijacijaPasivna bioremedijacijaSpontana bioremedijacija

Prirodno uklanjanje (smanjenje)Biouklanjanje (smanjenje)

Prirodni procesi:

Biouklanjanje (smanjenje)

• aerobna i anaerobna biodegradacija,

• abiotička oksidacija

• isparavanje,• razblaživanje (disperzija i infiltracija)• sorpciju zagađenja na• abiotička oksidacija,

• hidroliza,• radioaktivno raspadanje.

• sorpciju zagađenja na organskim materijama i mineralima gline u zemljištu.

PREDNOSTI MANENovi Sad, 2‐3. septembar 2013.

In‐situ tretman sedimenta

Aeracija sedimenta

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Aeracija vodenog sloja

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

In‐situ pokrivanje

• velika količina zagađenog sedimenta (npr. morski sediment u N šk j)Norveškoj)

• uglavnom se koristi granulisani materijal: čist sediment, pesak ili šljunakj

PREDNOSTI MANENovi Sad, 2‐3. septembar 2013.

EX‐SITU REMEDIJACIJA• za malu količinu sedimenta

i lji j i i k j

EX SITU REMEDIJACIJA

izmuljivanje i iskopavanje

obezvodnjavanjeobezvodnjavanje

tretmantretman

transport materijalatransport materijala

odlaganje na deponijuodlaganje na deponiju

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Iskopavanje i izmuljivanjeIskopavanje i izmuljivanje

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Separacija i tretman vode i sedimenta

odvajanje šljunka i peska

izmuljivanje sedimenta odvajanje praha i gline voda

Slabo zagađen(iskorišćenje kao

Jako zagađena org. jed., nitratima, nitritima, metalima, uljima, 

Jako zagađen metalima, uljima, PAH, PCB, organskim jed.

(iskorišćenje kao npr. građevinski materijal)

PAH(tretman – biološki, oksidacija, na postrojenju za 

(tretman ‐ biološki, incineracija, iskorišćenje u građevinarstvu ili bezbedno odlaganje)

tretman otpadnih voda)

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Obezvodnjavanjej j

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Fizička separacija sedimentap j

centrifugiranje,fl k l ijflokulacija,hidrocikloniprosejavanjeprosejavanjesedimentacija

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Hamburška luka

Dipl.‐Ing. Sven Schäfer, CUTEC, Germany

2004

R tt d 8 2 Mi TEURotterdam 8,2 Mio TEU

Hamburg 7,0 Mio TEU

Antwerpen 6,0 Mio TEU

TEU: Twenty‐Feet Equivalent Unit (Standard‐Container) L 6,1 m; B 2,5 m; H 2,6 m 

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

REDOVNO ŽODRŽAVANJE 

PLOVNOSTI

8.100.000 m3/god. izmuljenog materijala

dubina dubina ::13,80 m13,80 m

≤ 4 m/god

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Zagađenje zavisno od veličine čestica

klasifikacija sedimenta(DIN 4022)

63 mm kamenje63 a e je

20 mm - 2 mm šljunak

632 µm - 63 µm pesak

20 µm - 2 µm prah20 µm 2 µm prah

0,6 µm - 0,2 µm glina

• Zagađenje je predominantno u srednjoj frakciji praha ( dp < 20 µm )

• Zagađenje je minorno u frakciji peska ( dp > 63 µm )

Mehanička separacija (veličina čestica) ima smisla

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

odlaganje m3/god

1100000 krupan materijal

m /god

2750000

4250000

prah i sitan pesak sa niskim zagadjenjemrelokacija

4250000prah i sitan pesak sa zagadjenjem

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

METHA IIIMETHA III

• od 1993. separacija izmuljenog materijala na nisko zagađeni pesak (>63µm) i zagađeni mulj

3/ d• tretman 1.000.000 m3/god.• produkcija 300‐400.000 t/god. obezvodnjenog mulja• investicija: aproks. 68,5 miliona €

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

j p• godišnji troškovi: aproks. 5,5 miliona €

(aproks. 1,3 miliona € za flokulante)

92 radnika

Princip obezvodnjavanja sedimenta(METHA III)(METHA III)

4 % TS

63µm 20µm26 % TS

20µm

10mm

66 % TSShear strength:

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

g> 20 kN/m2

zagađujuće materije (odlaganje)

Tretman viška vode sa METHA-e Tretman viška vode sa METHA e (SARA)

Flokulant / Fe Flokulant/ Polimer

Flokulacija SedimentacijaNitrifikacija/Kapajući filter

Voda sa METHA‐e

Nitrifikacija/Trakasti filter ELBA

KontaktorTrakasti filter ELBA

Mulj za

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Mulj za odlaganje

Dipl.‐Ing. Rüdiger Kühner, BELLMER

MOSKOVSKO JEZERODužina: oko 3,5 kmŠirina: oko 300 - 400 mDubina: oko 15 mDubina: oko 15 m

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Glavni koraci tretmana rečnog/jezerskog sedimenta

1. Izmuljivanje, prosejavanje kroz grubo sito i transport plutajućim cevovodima do postrojenja za obezvodnjavanje1 postrojenja za obezvodnjavanje

2. Fino prosejavanje i mehaničko obezvodnjavanje do željenog nivoa, deponovanje mulja ili priprema kompostadeponovanje mulja ili priprema komposta

3. Prečišćavanje filtrata – zavisno od kvaliteta direktno vraćanje u vodu ili hemijski tretman

2 3

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Proces za tretman rečnog/jezerskog muljaProces za tretman rečnog/jezerskog mulja

Tank za filtratBager Grubo sito Pufer tank

Priprema polimera Kaskadeb d j j

Fina sita

Homogenizacioni tank

Kontejner za filterski kolač

Plivajući cevovodi

za obezvodnjavanje

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Izmuljivanje i obezvodnjavanje

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.3 Bellmer kaskadne prese2 bagera

Odvajanje peska Homogenizacioni tank

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Stanica za polimer Kaskade za obezvodnjavanje

Mobilne jedinice za obezvodnjavanje jezerskog i rečnog sedimenta

Kompletna oprema za obezvodnjavanje postavljena

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

na jednu ploču

SSolidifikacija iolidifikacija i SStabilizacijatabilizacijaSSolidifikacija i olidifikacija i SStabilizacijatabilizacija

Solidifikacija se izvodi materijama na bazi:ilik t i t ( l d l bd ć•silikata i cementa (portland cement, lebdeći 

pepeo, šljaka topioničkih peći, vodeno staklo)•kreča•termoplastičnih materijala (bitumen, polietilen, parafin, voskovi)•organskih polimera (ureaformaldehid do poliuretanske pene; poliestarske i polivinilne smole)

Osnovna dva strategijska pravca su:1. odlaganje sedimenta nakon solidifikacije zatrpavanjem na 

ij l k i i d ij iliza to specijalno konstruisanim deponijama ili 2. proizvodnja građevinskih blokova.

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

•• solidifikacija i stabilizacija:solidifikacija i stabilizacija:kkaolinaolinkkaolinaolinbbentonitentonitzzeoliteolitl t ćil t ćileteći pepeoleteći pepeokkrečrečccementement

•• monolitnmonolitnii uzoruzorcici sedimentasedimenta ‐‐kompaktiranje po standardnoj kompaktiranje po standardnoj metodimetodi ASTMASTM D1557D1557‐‐0000metodi metodi ASTMASTM D1557D1557 0000

•• uporedivost rezultata istraživanjauporedivost rezultata istraživanjaAUTOMATSKI SABIJAČ ZEMLJIŠTA

EL24 9095 (ELE international)

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

EL24-9095 (ELE international)

Udeo vezivnih sredstava u stabilizacionim smešama korišćenim u eksperimentu

Naziv smeše Sastav Naziv

smeše Sastav

K5 5% kaolina K5L10 5% kaolina i 10% krečaK5 5% kaolina K5L10 5% kaolina i 10% kreča K10 10% kaolina K10L10 10% kaolina i 10 % krečaK20 20% kaolina K20L10 20% kaolina i 10% krečaK30 30% kaolina K30L10 30% kaolina i 10% krečaM5 5% bentonita M5L10 5% bentonita i 10% krečaM10 10% bentonita M10L10 10% bentonita i 10%krečaM20 20% bentonita M20L10 20% bentonita i 10% krečaM30 30% bentonita M30L10 30% bentonita i 10% krečaM30 30% bentonita M30L10 30% bentonita i 10% krečaZ5 5% zeolita K5F10 5% kaolina i 10% letećeg pepela

Z10 10% zeolita K5F20 5% kaolina i 20% letećeg pepelaZ20 20% zeolita K5F30 5% kaolina i 30% letećeg pepelaZ30 30% zeolita Z5F10 5% zeolita i 10% letećeg pepelaF5 5% letećeg pepela Z10F10 10% zeolita i 10% letećeg pepela

F10 10% letećeg pepela Z5F20 5% zeolita i 20% letećeg pepelaF20 20% letećeg pepela C5L10 5% cementa i 10% krečaF20 20% letećeg pepela C5L10 5% cementa i 10% krečaF30 30% letećeg pepela

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

žtest izluživanja u rezervoarusemidinamički ANS 16.1 test

20

L5 L10 L20L50

12

14

16

18

frak

cija

Cu

(%)

L50 L80

4

6

8

10

ulat

ivna

izlu

zena

f

0 10 20 30 40 50

0

2

Kum

u

Vreme (dani)

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Pilot deponija

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

„Pilot projekat deponovanja toksičnog sedimenta iz Krivaje“ (2011)

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Tehnološka šema postrojenja za remedijaciju sedimenta‐imobilizaciju toksičnih metala. (1‐rešetka, 2‐prihvatni (pufer) rezervoar za sediment, 3‐napojna (muljna) pumpa, 4‐trakasta filter presa za obezvodnjavanje sedimenta 5‐trakasti transporter za nameša‐trakasta filter presa za obezvodnjavanje sedimenta, 5‐trakasti transporter za nameša‐

vanje obezvodnjenog sedimenta i sredstva za S/S, 6‐silos za sredstvo za S/S, 7‐mešalica, 8‐pužna presa, 9‐transporter za S/S sediment, 10‐deponija).

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

In‐situ solidifikacija/stabilizacija

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

PranjePranjesedimenta

TermičkaTermičkaremedijacija

d til ijdestilacija, piroliza ili spaljivanjespaljivanje

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Elektrokinetika

Izvor jednosmerne struje

unimeranodaanoda katoda

sedimentNovi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Biološka remedijacijaBiološka remedijacijaBIOREMEDIJACIJA

biološka transformacija i degradacija zagađenjabiološka transformacija i degradacija zagađenja

bakterije, gljive, kvascibakterije, gljive, kvasci

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Bioremedijacija u suspenziji

mešalicaizlaz gasova

kontrola

mešalicazagađen sediment

temperature

nutrijenti

voda

izlaz tečnosti

nutrijenti

sediment za sušenjeulaz

• lakše rukovanje!

•bolja kontrola!ulaz vazduha•bolje predviđanje!

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Bioremedijacija u čvrstoj fazi

Landfarming ‐ Površinska obrada

Bioremedijacija u čvrstoj fazi

Landfarming Površinska obrada

Nutrijenti/vlaga

10 do 35 cm

vlagaSloj šljunka

Zagađeni sediment

Sakupljanje ocednih vodaNepropusni sloj

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

FitoremedijacijaFitoremedijacija

Hibridna topola Pop l s sp najčešćeHibridna topola Populus sp. ‐ najčešćePopulus deltoides (eastern cottonwood) iPopulus trichocarpa (black cottonwood).

•brzo raste (3 do 5 metara godišnje),•dugo živi (25‐30 godina),• topole mogu da se sade na odloženomsedimentu ili da se formiraju zasadi u bliziniobale i da se vrši direktna aplikacija sedimentap joko drveća ‐ zasadi topola kao postrojenje zatretman zagađenog sedimenta

•drvo može imati tržišnu vrednost tj. može se koristiti u industrijipapira ili kao biomasa za dobijanje energije

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Odlaganje sedimentag j

Odlaganjezagađenog

Odlaganje zagađenog/tretiranogdi t k t zagađenog

sedimenta u zatvorene ćelijeu akvatičnimk i t i

sedimenta u kasete

ekosistemima

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Odlaganje zagađenog/tretiranog sedimenta nak ij l d ij

Konstrukcija deponije sa podlogom od gline

komercijalne deponije

j p j p g g

Konstrukcija deponije sa podlogom od folije

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Putevi migracijezagađujućih materija izkaseta konstruisanih naobali

Putevi migracijezagađujućih materija izkaseta konstruisanih uzobalu

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.

Hvala na pažnji!p j

Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.