Физико-механичното разделяне на твърдите материали е един от ex situ физико-химичните методи за възстановяване. При този метод замърсеният материал се разделя на две или повече фракции, използвайки чисто механични и физични процеси. Механизмите за разделяне разделят материала на фракция с относително ниска концентрация на замърсители (обикновено по-груба зърнена фракция) и финозърнеста фракция, в която замърсителят остава концентриран. След това се пречиства вторично чрез подходящи методи за възстановяване (FRTR, 2008).
Приложимост
Технологията за физико-механично разделяне може да се използва за третиране на почви, утайки, утайки и други твърди материали, замърсени с:
• летливи и полулетливи органични замърсители, включително пестициди,
• потенциално токсични елементи (тежки метали),
основна характеристика
Физико-механичното разделяне често е част от други технологии за възстановяване, като напр. измиване, коагулация или флокулация на почвата. Целта на метода е не само да отдели замърсения материал от незамърсения, но и да намали количеството замърсена почва/утайка/утайка или друг твърд материал, напр. строителни конструкции (Gavrilescu et al., 2009; Mulligan et al., 2001a, 2001b; Lowe et al., 2000). Фракциите могат да бъдат разделени по няколко начина:
• гравитационно разделяне, което се основава на разделянето на фракциите въз основа на специфичното тегло на частиците,
• физическо разделяне чрез пресяване през сита с различни размери на окото,
• магнитно разделяне, което отделя магнитни и радиоактивни метали от останалия материал.
Гравитационно разделяне
При гравитационното разделяне твърдите вещества се разделят на две или повече фракции или течната фаза се отделя от твърдата фаза или двете течности се разделят въз основа на различни скорости на утаяване в зависимост от плътността, концентрацията, размера и формата на частиците и вискозитет на отделената течност. Ако разликата в специфичното тегло на частиците е по-голяма от 0,4, гравитационното разделяне е подходящ метод за обработка на материали, замърсени с тежки метали или органични замърсители (FRTR, 2008). Органичните замърсители обикновено се свързват с органичното вещество на почвата, което има много по-ниско специфично тегло от неорганичната фракция на материала. И обратно, тежките метали имат няколко пъти по-голяма плътност от останалата почва и бързо ще се утаят в течността (US EPA, 1994a, 1994b). Стандартният процес на гравитационно разделяне е схематично илюстриран на ФИГ. 4.1.35 .
Обяснения: 1 - резервоар за материал, 2 - резервоар за утаяване, 3 - захранване със замърсена вода, 4 - удебелени утайки, предназначени за обезвреждане (вторично третиране), 4 - механизъм за утаяване, 5 - преливане, 6 - пречистена вода, 7 - сонда.
Физическо разделяне - пресяване
Това е много прост метод за възстановяване, базиран на различни размери на частиците. В този случай фина фракция почва (твърд материал), замърсена с органични или неорганични замърсители, се отделя от незамърсения грубозърнест материал с помощта на сита с различни размери на окото. Преди да засеете самата почва, е необходимо да освободите фината органична и глинеста фракция на почвите от песъчливия и чакълест материал с помощта на различни абразивни механизми (FRTR, 2008).
Магнитно разделяне
Технологията за магнитно разделяне включва следните процедури в зависимост от интензивността на използваното магнитно поле:
• Постоянните магнити се използват в сепаратори с ниска сила на магнитното поле. Те са предназначени главно за обработка на едрозърнест материал с диаметър приблизително 75 μm и с висока магнитна чувствителност.
• Електромагнитите се използват в сепаратори с висока сила на магнитното поле. Те са предназначени за по-гъвкава употреба, но особено в минната индустрия.
• Мокро магнитно разделяне с висока сила на магнитното поле (WHIMS - мокро магнитно разделяне с висока интензивност) е най-подходящият от горните методи за възстановяване на утайките. Също така е много ефективен във финозърнестата фракция (Ø US EPA, 1994a, 1994b).
Предимства и ограничения
Основното Ползи Методите за физико-механично разделяне на твърди материали са както следва:
• Концентрация на замърсители в минималното количество замърсен материал,
• финансов и спестяващ време метод,
• много подходящ метод с висока концентрация на замърсители в материала,
• оборудването за саниране лесно се транспортира до необходимото място.
Недостатъци и ограничения физико-механичното разделяне на твърдите материали може да бъде обобщено, както следва (FRTR, 2008):
• високият дял на глинестите минерали и високата влажност увеличават финансовите разходи за разделяне, тъй като материалът трябва да бъде предварително обработен; дренажът се изисква предимно от утайки и утайки (Mulligan et al., 2001a, 2001b),
• достатъчното гравитационно разделяне изисква достатъчна разлика в специфичното тегло и размера на частиците и гранулирането на почвата,
• при работа с органични материали, напр. с утайки от отпадъчни води може да възникне нежелана миризма,
• Когато пресявате суха почва, прахът във въздуха може да се увеличи значително,
• Методът не е подходящ за обработка на материал, който е равномерно замърсен със замърсители,
• Методът обикновено се използва само за почистване на замърсени материали, преди да се използва друг метод за отстраняване.
Продължителност и ефективност на почистването
Всички методи за физико-механично разделяне спестяват време. Времето, необходимо за оздравяване на площта, зависи от количеството замърсен материал, от това дали се изисква предварителна обработка на материала (смачкване, изсушаване и др.) Или вторично довършване по друга подходяща технология.
Методът беше успешно приложен за обекти, принадлежащи на американската армия (Форт Дикс, NAS Miramar, Twentynine Palms), които бяха замърсени с олово, а концентрацията на места надвишаваше 3000 mg. кг –1. Почвата след обработка с гравитачно разделяне изисква вторично пречистване (Lowe et al., 2000). Саниране на замърсени почви с концентрация на олово до 40 000 mg. kg - 1, описано от Marino et al. (2006). Лабораторните тестове показват, че до 96% от замърсителите са концентрирани само до 20% от първоначалното количество замърсен материал.
Методът за магнитно разделяне е експериментално тестван върху почви, замърсени с цезий и стронциеви радионуклиди с ефективност от 60 до 98% (Macášek et al., 2002).
Автори: Яна Франковска, Йозеф Кордик, Игор Сланинка, Любомир Юркович, Владимир Грайф,
Петър Шотник, Иван Дананай, Славомир Микита, Катарина Дерцова и Власта Янова
Дионис Щур, Държавен геоложки институт, Братислава 2010, 360 с,