KOLONOVÉ EXPERIMENTY POROVNÁNÍ REAKTIVNOSTI NÁPLNĚ PRB PŘI REDUKCI CLU

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "KOLONOVÉ EXPERIMENTY POROVNÁNÍ REAKTIVNOSTI NÁPLNĚ PRB PŘI REDUKCI CLU"

Petra Vítková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 KOLONOVÉ EXPERIMENTY POROVNÁNÍ REAKTIVNOSTI NÁPLNĚ PRB PŘI REDUKCI CLU Cíle experimentu 1. Návrh kolonových experimentů 2. Průběh redukce ClU za pomoci železných špon 3. Rychlost reakce, možné vlivy na průběh reakce 4. Testování zvýšení efektivnosti přidáním dalších činidel

2 EXPERIMENT 1. Parametry kolon - délka 38 cm, průměr 10 cm - rychlost proudění 1 1 m/den -V celk = 2,95 L, V vody = 2,15 L -p ef = 73% -K F = m/s (metoda proměnného hydraulického spádu) Reaktivní náplň - železné špony: 3,4 kg -štěrkový filtr: 0,35 kg - celkem provedeny 3 sady experimentů - testována aktivace reaktivní náplně pomocí železných nanočástic

3 EXPERIMENT 1. Uspořádání kolon - v každém testu 2 kolony simulující PRB -4 cm štěrkový filtr ve spodní části - kolony promývány vodou ve směru gravitace -průtok řízen peristaltickým čerpadlem

4 EXPERIMENT 1.A Průběh testu Výsledky -před započetím testu kolony promývány vodou z lokality (3dny) -průtok 240 ml/hod (rychlost proudění cca. 1 m/den) - do kolony č.5 zasáknuta suspenze nanoželeza (20 g) - 1. odběr proveden cca. 1 hodinu po zasáknutí nanoželeza - 3x za den provedeny odběry pro analýzu ClU - 1x za den vzorek na proměření fyz.-chem. Parametrů - délka testu 3 dny - 30-násobný pokles sumy ClU na výstupu kolony - nízké koncentrace ClU na výstupu (částečně způsobené malými koncentracemi ClU ve vstupní vodě) => další experimenty s nově odebranou vodou

5 EXPERIMENT 1.A Měřené koncentrace ClU Kolona bez nzvi čas ph Eh [mv] 74h h h h Ko lo na s nzvi čas ph Eh [mv] 74h h h h 8 89

6 EXPERIMENT 1.B Průběh testu - sestaveny 2 nové kolony s novou náplní železných špon - do kolony č.3 aplikováno nanoželezo -uspořádání testu shodné jako u experimentu 1.A s následujícími rozdíly: - voda s výrazně vyššími koncentracemi ClU -průtok zvýšen na 2580 ml/hod (11 m/den) - frekvence vzorkování 1x za hodinu - doba trvání zkoušky 3 hod

7 EXPERIMENT 1.B Výsledky - pokles koncentrací ClU na výstupu z kolony o více jak jeden řád - v tabulce jsou zachyceny měřené koncentrace ClU (vstup je průměrem 2 hodnot, výstup průměrem 3 hodnot) Kolona bez nzvi čas ph Eh [mv] 0h h h h Ko lo na s nzvi čas ph Eh [mv] 0h h h h

8 EXPERIMENT 1.C Průběh testu - sestaveny 2 nové kolony s nižší reaktivitou - kolona 3: směs štěrku a železných špon (90% štěrku 4,2kg / 10% železných špon 0,42kg) - kolona 5: použity špony z předchozího experimentu (ve spodních 2/3 nahrazeny štěrkem, horní 1/3 vyplněna šponami) -uspořádání testu shodné jako u experimentu 1.B s následujícími rozdíly: -při každém odběru odebírány vzorky ze zásobního barelu, středu kolony a výstupu - minimální průtok 240 ml/hod (1 m/den) - frekvence vzorkování 2x za den - doba testu 5,5 dne - nanoželezo nebylo aplikováno

9 EXPERIMENT 1.C Výsledky - kolona 3 (90% stěrku, 10% špon), kolona 5 (2/3 štěrku, 1/3 špon) -měřené koncentrace ClU čas >>> : : : : : : : :45 Místo odběru Látka barel cis-dce TCE PCE Ko lo na 3 střed3 cis-dce [ ug/l ] TCE PCE výtok3 cis-dce [ ug/l ] TCE PCE Ko lo na 5 střed5 cis-dce [ ug/l ] TCE PCE výtok5 cis-dce [ ug/l ] TCE PCE

10 EXPERIMENT 1.C Výsledky - kolona 3 (90% stěrku, 10% špon), kolona 5 (2/3 štěrku, 1/3 špon) - vypočtené účinnosti dechlorace oproti vstupům čas >>> : : : :30 Místo odběru Lá tka Průměrná účinnost [%] Ko lona 3 střed3 cis-dce [ % ] TCE PCE výtok3 cis-dce [ % ] TCE PCE Ko lona 5 střed5 cis-dce [ % ] TCE PCE výtok5 cis-dce [ % ] TCE PCE

11 EXPERIMENT 1 Závěry Experimentů 1 -účinnost kolon je ve všech případech na úrovni 90% sumy ClU - podobná účinnost pro PCE a TCE - 1,2cis-DCE menší účinnost odbourávání (částečně způsobeno postupnou redukcí PCE a TCE přes 1,2cis-DCE) - malé rozdíly v účinnosti mezi kolonami -směs štěrku a Fe vyšší účinnost => doba kontaktu mezi Fe a vodou je důležitým faktorem (důležitější než množství Fe) -v případě homogenní kolony zásadní pokles koncentrací v 1. ½ kolony (kinetika 1. řádu). Nejsou problémem počáteční vysoké koncentrace, ale dosažení limitů. - vlivem redoxního potenciálu vody pokračuje dechlorace i v části bez špon (lze využít na lokalitách)

12 EXPERIMENT 2. Parametry kolon - délka 38 cm, průměr 10 cm - rychlost proudění 1 1 m/den -V celk = 2,95 L, V vody = 2,15 L -p ef = 55% -K F = m/s Reaktivní náplň -směs písku a Fe špon - Fe špony (10%): 0,38 kg - písek (90%): 3,8 kg - spodní štěrkový filtr (4cm) - celkem provedeny 3 experimenty - testována aktivace reaktivní náplně pomocí železných nanočástic a vliv EDTA

13 EXPERIMENT 2.A Reaktivní materiál 90% písku 10% Fe špony - všechny koncentrace v [ ug/l ] SUD cis-dce TCE PCE STRED cis-dce TCE PCE VYTOK cis-dce TCE PCE

14 EXPERIMENT 2.A Měřené koncentrace ClU v zásobním roztoku ClU_s ud vs. time ClU [ug/l] time cis-dce TCE PCE

15 EXPERIMENT 2.A Měřené koncentrace ClU ve středu kolony 4000 ClU_s tred vs. time ClU [ug/l] time cis-dce TCE PCE

16 EXPERIMENT 2.A 6000 Měřené koncentrace ClU na výstupu kolony ClU_vytok vs. time ClU [ug/l] time cis-dce TCE PCE

17 EXPERIMENT 2.A Měřené koncentrace ClU porovnání vstup / výstup ClU vs. time (po s unuty c as ) ClU [ug/l] vytok cis-dce vytok TCE vytok timepce sud cis-dce sud TCE sud PCE

18 EXPERIMENT 2.A Měřené koncentrace ClU účinnost dechlorace 95.0 ucinnost redukce ClU vs. time 90.0 ucinnost redukce ClU [%l] time ucinnost PCE [%] ucinnost TCE [%] ucinnost DCE [%]

19 EXPERIMENT 2.B Reaktivní materiál 90% písku 10% Fe špony (do vstupní znečištěné vody přidáno EDTA na 75L vody 4g EDTA) - všechny koncentrace v [ ug/l ] SUD cis-dce TCE PCE STRED cis-dce TCE PCE VYTOK cis-dce TCE PCE

20 EXPERIMENT 2.B Měřené koncentrace ClU v zásobním roztoku ClU_s ud v s. time ClU [ug/l] time cis-dce TCE PCE

21 EXPERIMENT 2.B Měřené koncentrace ClU ve středu kolony 1400 ClU_s tred vs. time ClU [ug/l] time cis-dce TCE PCE

22 EXPERIMENT 2.B Měřené koncentrace ClU na výstupu kolony ClU_vytok vs. time ClU [ug /l] time cis-dce TCE PCE

23 EXPERIMENT 2.B Měřené koncentrace ClU porovnání vstup / výstup ClU vs. time (posunuty cas) ClU [ug/l] vyto k c is -D C E vyto k TC E vyto timk ep C E sud cis-dce sud TCE sud PCE

24 EXPERIMENT 2.B Měřené koncentrace ClU účinnost dechlorace ucinnost redukce ClU vs. time ucinnost redukce ClU [%l] time ucinnost PCE [%] ucinnost TCE [%] ucinnost DCE [%]

25 EXPERIMENT 2.C Reaktivní materiál 90% písku 10% Fe špony (do kolony zasáknuto 300ml suspenze s nanofe TODA cca. 60g nanofe) - všechny koncentrace v [ ug/l ] SUD cis-dce TCE PCE STRED cis-dce TCE PCE VYTOK cis-dce TCE PCE

26 EXPERIMENT 2.C Měřené koncentrace ClU v zásobním roztoku ClU_s ud vs. time ClU [ug/l] time cis-dce TCE PCE

27 EXPERIMENT 2.C Měřené koncentrace ClU ve středu kolony 2500 ClU_s tred vs. time ClU [ug/l] time cis-dce TCE PCE

28 EXPERIMENT 2.C 2500 Měřené koncentrace ClU na výstupu kolony ClU_vytok vs. time ClU [ug/l] time cis-dce TCE PCE

29 EXPERIMENT 2.C Měřené koncentrace ClU porovnání vstup / výstup ClU vs. time (posunuty cas) ClU [ug/l] vytok cis-dce vytok TCE timevytok PCE sud cis-dce sud TCE sud PCE

30 EXPERIMENT 2.C Měřené koncentrace ClU účinnost dechlorace ucinnost redukce ClU vs. time ucinnost redukce ClU [%l] time ucinnost PCE [%] ucinnost TCE [%] ucinnost DCE [%]

31 100 ucinnost redukce PCE vs. time EXPERIMENT 2 Porovnání účinností dechlorace ( špony X špony+edta X špony+nanofe ) 90 ucinnost redukce PCE [%l] PCE [%] Fe PCE [%] EDTA PCE [%] nanofe time

32 100 ucinnost redukce TCE vs. time EXPERIMENT 2 90 Porovnání účinností dechlorace ( špony X špony+edta X špony+nanofe ) 80 TCE [%] Fe ucinnost redukce TCE [%l] TCE [%] EDTA TCE [%] na nofe time

33 100 ucinnost redukce DCE vs. time EXPERIMENT 2 Porovnání účinností dechlorace ( špony X špony+edta X špony+nanofe ) ucinnost redukce DCE [%l] DCE [%] Fe DCE [%] EDTA DCE [%] na nofe time

34 EXPERIMENT 2 Závěry Experimentů 2 - zjištěná průměrná účinnost jednotlivých kolon: samotné Fe špony 80% Fe špony s EDTA 90% Fe špony s nanofe 60% -nižší účinnost kolony s nanočásticemi je způsobena vyššími koncentracemi iontů v podzemní vodě (konkurenční reakce redukce síranů, dusičňanů) - prokázaný pozitivní vliv EDTA na průběh reakce - částečně prokázán pozitivní vliv nanočástic (po celou dobu pokusu pozorován vytrvalý růst účinnosti) - na koloně se samotnými šponami lze pozorovat pokles účinnosti pro TCE a DCE (pasivace reaktivní náplně)

Podobné dokumenty

POUŽITÍ PERMEABILILNÍCH REAKTIVNÍCH BARIÉR PRO SANACI CHLOROVANÝCH UHLOVODÍKŮ IN-SITU Miroslav Černík, Romana Šuráňová Petr Kvapil, Jaroslav Nosek

Výzkumné centrum ARTEC Pokročilé sanační technologie a procesy POUŽITÍ PERMEABILILNÍCH REAKTIVNÍCH BARIÉR PRO SANACI CHLOROVANÝCH UHLOVODÍKŮ IN-SITU Miroslav Černík, Romana Šuráňová Petr Kvapil, Jaroslav