مزايا و معايب معالجة التربة الملوثة بالطرق الحرارية

الطرق الحرارية لمعالجة التربة الملوثة

الطرق الحرارية لمعالجة التربة الملوثة

المعالجة ب: 1- الحرق بدرجات حرارة منخفضة
2- الحرق بدرجات حرارة مرتفعة (الحرق الكامل)

المعالجة الحرارية بدرجات حرارة منخفضة

درجات الحرارة المنخفضة الامتزاز الحراري (التقشير)، المعروف أيضا باسم التطاير الحراري منخفض الحرارة، وتحميص التربة، هو عبارة عن تقنية علاجية خارج الموقع للتربة بتسخينها بدرجات حرارة منخفضة للتخلص من هيدروكربونات البترول. وعملية الامتزاز الحراري تتم على مرحلتين:

 المرحلة الأولى: يتم استخراج الملوث من التربة.

المرحلة الثانية: تدميرالمركبات العضوية المتطايرة من خلال رفع الحرارة.

والنتيجة هي تربة نظيفة وبدون الانبعاثات الضارة في الجو.

  • إعداد التربة:

قبل أن نبدأ بمعالجة التربة يجب إعداد التربة على شكل خليط متجانس موحد.

  • العوامل المؤثرة في هذه العملية:

1- رطوبة التربة (حوالي 20%) حيث أن ارتفاع الرطوبة ممكن أن يبطئ العملية ويؤدي لزيادة استهلاك الطاقة (الوقود)

2- نوع التربة.

3- نوع الهيدروكربونات .

4- مستوى التلوث يجب أن يكون بين10,000 – 50,000 ppm (1-5%)  

العملية النموذجية للامتزاز الحراري

المعالجة الحرارية

  1. يتم تحميل التربة الملوثة إلى جهاز فحص التربة التي تغذي أكثر من نطاق حزام الوزن (مقياس يوفر معدلات تغذية التربة وحمولتها الى غرفة التحكم).
  2. المجفف وهو عبارة عن اسطوانة معدنية تميل قليلاً عن الوضع الأفقي  والموقد يقع في نهايته لرفع درجة الحرارة من أجل تبخير المركبات العضوية المتطايرة والتخلص من الرطوبة في التربة. (يمكن أن تصل إلى درجات حرارة التربة إلى650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) في هذه المرحلة).  
  3. هذه الاسطوانة دوارة مما يؤدي إلى خلط التربة ونقل الحرارة بالحمل الحراري وبالتالي تسخين التربة بشكل أسرع.
  4. تدخل الأبخرة أو الانبعاثات في نظام متخصص (فلتر) يزيل جسيمات الغبار التي يتم إرسالها مرة أخرى إلى الحراق.
  5.  الانبعاثات المتبقية تذهب إلى ‘الأكسدة الحرارية’ وحيث يحدث التدمير التام في درجات الحرارة أعلى من 870 درجة مئوية (1600 درجة فهرنهايت) ولا يتبقى سوى المنتجات الطبيعية من غاز ثاني أكسيد الكربون والماء والنيتروجين.
  6. وفي الوقت نفسه، يتم إرسال التربة النظيفة ولكن الساخنة إلى ‘نظام تبريد’ متعدد الفوهات لرذاذ ماء بارد وإعادة ترطيب التربة.
  7. يتم اختبار التربة المعالجة واختبارخلوها من الملوثات.
  8. الغازات المنبعثة: النيتروجين وبخار الماء والأوكسجين، وثاني أكسيد الكربون.
  9. التربة المعالجة يمكن إعادة استخدامها في الموقع، أو غطاء في المكبات أو تضاف للأسفلت.

المعالجة الحرارية
الوحدة المبينة أعلاه هي لمشاريع صغيرة ومتحركة

مبادئ عملية

  1. أنظمة الامتزاز الحراري ممكن أن تكون ثابتة أو متنقلة، نستخدم الثابتة للتربة الملوثة المستخرجة والمتنقلة يمكن تشغيلها في الموقع.
  2. لدونة التربة معيار يحدد قدرة تشوهها بدون قص فالتربة اللدنة تميل إلى التكتل على جدران المعدات وهذا يؤدي إلى تباطؤ العمل وصعوبة المعالجة لهذا النوع من التربة.
  3. تسخين التربة اللدنة يتطلب درجات حرارة مرتفعة بسبب صغر المساحة السطحية بالنسبة للحجم و الرطوبة المرتفعة، حيث أن هذه التربة حبيباتها دقيقة و المركبات العضوية تميل للالتصاق بها بإحكام.
  4. الترب التي قطر حبيباتها أكبر من 2 بوصة تحتاج إلى سحق.
  5. التربة الحبيبية لا تتكتل ولا تحتفظ بالرطوبة وبالتالي سهولة في التخلص من الملوثات .
  6. قدرة المعالجة في هذه الطريقة تتناسب عكساً مع محتوى الرطوبة.
  7. في درجات الحرارة في هذه الطريقة لا يمكن إزالة المعادن الثقيلة منها لذلك عندها نقوم برفع درجات الحرارة ولكن رفع الحرارة لدرجة حرق التربة يؤدي لاهتلاك وأضرار في التربة مما يمنع إعادة استخدامها.
  8. عند زيادة درجة الحرارة فوق ( 2000 وحدة حرارية / رطل) يجب إضافة تربة نظيفة للتربة المراد معالجتها لتخفيف التركيز العالي للمواد الهيدروكربونية لأنه ممكن أن يسبب إصدار أبخرة غير معالجة للغلاف الجوي.

مقارنة مع أساليب أخرى ، تعد المعالجة الحرارية الأسلوب الأكثر سلامة بيئية للتعامل مع التربة الملوثة حيث أنه يزيل السمية تماماً  بسرعة وسهولة.

فوائد طريقة المعالجة بالامتزاز الحراري

  1. المعدات متاحة بسهولة لتلقي العلاج في الموقع أو خارج الموقع.
  2. العلاج سريع جدا ؛ معظم النظم قادرة على إنتاجية أكثر من 25 طن لكل ساعة.
  3. تكلفة تنافسية لكميات كبيرة /ton$ 30-70 من التربة الملوثة، باستثناء تكاليف الحفر والنقل (لأنها مرتفعة)
  4. يمكن أن تقلل من الهيدروكربونات النفطية باستمرار الى ما دون 10 جزءا في المليون و 100 جزء في البليون BTEX كحد أدنى (وأحيانا أقل).
  5. قابلة للدمج بسهولة مع التكنولوجيات الأخرى، مثل:استخراج المياه الوفية.
  6. يمكن إعادة استخدام التربة المعالجة في الموقع أو استخدامها لتغطية المكب (إذا سمحت هيئة تنظيمية).
  7. يمكن أن تعمل على مدار السنة ومع جميع أنواع الترب بسرعة وفعالية، ممكن أن تتطلب أنواع مختلفة من التربة درجات متفاوتة من المعالجة. مثلاً: التربة المتماسكة يتم تقطيعها والخشنة يتم طحنها.

Disadvantages المساوئ

  1. يتطلب حفر التربة عادة حتى 25 قدما تحت سطح الأرض.
  2. المعالجة في الموقع سوف تتطلب قدرا كبيرا من مساحة الأرض لتحديد موقع الوحدات.
  3. المعالجة خارج الموقع تتطلب نقل التربة وتكاليف النقل مرتفعة.
  4. التربة المستخرجة من تحت منسوب المياه الجوفية تتطلب نزع المياه قبل المعالجة بسبب الرطوبة العالية.

المعالجة الحرارية بدرجات حرارة مرتفعة (الحرق الكامل)

حرق التربة بدرجات حرارة مرتفعة (1600 إلى 2000 درجة مئوية أو 2900 إلى 3650 درجة مئوية).

وإن هذه الطريقة تزيل الملوثات النفطية ولكنها تؤدي إلى الحرق الكامل للتربة وإزالة المادة العضوية وتدميرها وبالتالي خسارة التربة، لذلك لا ينصح باستخدامها.

يستفاد من التربة باستخدام تكنولوجيا التزجيج بواسطة تيار كهربائي لإذابة التربة الناتجة ويكون الناتج مادة بللورية تشبه الصخرة مستقر كيميائياً.

المعالجة الحرارية

كانت هناك طرق أولية لا تغني ولا تسمن من جوع  لمعالجة التربة الملوثة بالنفط حيث كانت الشركات تقوم ببعض الإجراءات الغير مجدية منها مثل :                                 

1-    خلط النفط المتبقي مع التراب  بفرشه على الأرض وإضافة بعض الأنواع من الأسمدة وهذا ما يؤدي إلى خسائر فادحة.

2-    نقل تربة من مسافات بعيدة إلى مواقع الحفر بعد ترحيل الأتربة الملوثة و المتضررة جراء التسريبات النفطية أو جراء الحفر أو الصيانة.

3-    استخدام طريقة البكتريا الغير مجدية والضارة للتربة أحياناً لتخلص من النفط أو لتقليص بعض أضراره.

 ولهذه الإجراءات أضرار جسيمة تنعكس سلبا على المنطقة المراد تنظيفها أو معالجة تربتها ومنها:

1- جعل مساحة التلوث اكبر مما كانت عليه نتيجة العمل الغير ممنهج وغير تقني.

2- هدر كمية كبيرة من النفط بهدف التخلص منه في نطاق عمليات الحفر.

3-عدم الاستفادة من مردود هذا النفط  المنهدر بشكل طبيعي أو كما يجب.

4- هدر كبير لكل من الوقت واليد العاملة حيث يتطلب هذا العمل وقت كبير وأيدي عاملة ضخمة.

5- استثمار عدد كبير من الآليات وتلف الكثير من المعدات التي يجب أن تستثمر في مواقع أخرى.

6- هدر وإنفاق أموال طائلة في حين المنجز من العمل ليس بالمستوى المطلوب .

منشور ذات صلة
النفايات المشعة 6 Minutes

النفايات المشعة

غزل إبراهيم

تعريف النفايات المشعة النفايات المشعة مصطلح يطلق على كل المخلفات التي تحتوي على مواد إشعاعية، […]

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

السلة