Details

Assessment of thermal treatment of trace element contaminated soil

by Nordmark, Désirée

Abstract (Summary)
Många förorenade områden i Sverige har en komplex föroreningssituation, med en blandning av organiska och oorganiska föroreningar. Impregnering av trä med kreosot, pentaklorfenol samt vattenlösliga krombaserade salter av typen CCA (krom, koppar, arsenik) är ett exempel på en verksamhet som orsakat sådana områden. Denna typ av förorenad jord kräver i regel en efterbehandling i flera steg, där de organiska föroreningarna separeras och  destrueras, och de oorganiska föroreningarna koncentreras, separeras och stabiliseras i separata behandlingssteg. Termiska efterbehandlingsmetoder är lämpliga för destruktion av organiska föroreningar men kan öka mobiliteten av oorganiska föroreningar på grund av förändringar i mineralsammansättningen i jorden. Detta måste beaktas vid det fortsatta omhändertagandet av jorden. I det här arbetet har effekten av termisk behandling på mobiliteten av CCA i en förorenad jord undersökts, och de kritiska faktorer som förorsakar förändringarna har identifierats. Även egenskaper i termiska efterbehandlingsmetoder som påverkar det fortsatta omhändertagandet av jorden diskuteras. Arbetet har utförts genom laboratorieförsök med termisk behandling vid 800°C av en CCA-förorenad jord, uppdelad i fyra partikelstorleksfraktioner, samt genom litteraturstudier. En-stegs laktest visade att utlakningen av As och Cr ökade efter termisk behandling, medan utlakningen av Cu minskade. Sekventiella extraktionsanalyser visade att den ökade utlakningen av As troligen orsakades av en minskning av sorptionsplatser på grund av en ökad kristallisation av Fe-oxider. Den ökade utlakningen av Cr kan förklaras med en ökning av lättlöslig Cr(VI), en ökning av pH samt genom konkurrens om sorptionsplatser från andra oxyanjoner. Andelen mycket stabila Cr-föreningar ökade dock. Den minskade utlakningen av Cu kan kopplas till en ökad andel stabila Cu-föreningar. Flyktigheten av As, Cr och Cu är positivt korrelerad till temperatur och behandlingstid vid termisk behandling. As har den största flyktigheten följt av Cu och Cr. Kloridhaltiga föroreningar ökar flyktigheten av Cu och en reducerande atmosfär ökar flyktigheten av As. Termiska efterbehandlingsmetoder uppdelas i extraktions-/desorptions- (100-800°C) och förbränningsmetoder (800-1400°C). Förbränning är endast lämpligt för mindre mängder kraftigt förorenad jord på grund av den stora energiförbrukningen. I termiska desorptionsmetoder tas de förångade organiska föroreningarna om hand i en efterbrännkammare, kondenseras eller samlas upp i filter. Ett effektivt avgasreningssystem bör vara kopplat till anläggningen för att kontrollera luftemissioner. I anläggningar som består av en roterande ugn kan partiklar < 0,075 mm förorsaka tryckfall och problem med för stora mängder fint material i cykloner och filter. När jorden innehåller oorganiska föroreningar kan detta vara en fördel genom att den kraftigt förorenade finfraktionen kan separeras och behandlas separat fortsättningsvis. Även om en låg temperatur är att föredra för att kontrollera flyktigheten av As, Cr och Cu är det inte alltid det bästa valet för att begränsa deras utlakning eftersom utlakningen för t.ex. Cu har ett maximum efter termisk behandling vid 200-400°C. Koncentrationen och mobiliteten för CCA i den behandlade jorden bestäms av faktorer som den kemiska specieringen av föroreningen, interaktioner mellan föroreningar och andra jordkomponenter samt processparametrar som bränsle, atmosfär, temperatur och tid. En inblandning av stabiliserande tillsatsmedel i jorden före förbränning skulle kunna minska CCAs mobilitet och bör undersökas vidare.
Bibliographical Information:

Advisor:

School:Luleå tekniska universitet

School Location:Sweden

Source Type:Master's Thesis

Keywords:

ISBN:

Date of Publication:01/01/2008

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.