Elektro-osmoosin soveltuminen maan pesuprosessin suotopuristinsakan puhdistamiseen

Abstract

Tässä opinnäytetyössä käsitellään öljy-yhdisteillä saastuneen tiiviin maan puhdistamista bioteknisellä menetelmällä. Puhdistettava maa on Salvor Oy:n maan pesuprosessista syntyvää hyvin hienojakoista maa-ainesta, johon öljyhaittaaineet ovat rikastuneet. Työssä testataan bioteknisen puhdistuksen soveltuvuutta maan pesusta syntyvän likaisen tuotteen jatkokäsittelymenetelmäksi. Maan biologista puhdistusta tehostetaan elektro-osmoosilla, jolla tarkoitetaan tässä lähinnä biologisessa hajotuksessa tarvittavien ravinteiden kuljettamista maahan sähkön avulla. Työn tarkoituksena on myös elektrokineettisen maanpuhdistusmenetelmän bioteknisen sovelluksen eteenpäin kehittäminen. Maan käsittelyä bioteknisellä menetelmällä mallinnettiin ensin laboratoriossa kahdella erilaisella koejärjestelyllä. Ensimmäisessä koejärjestelyssä testattiin maan soveltuvuutta elektro-osmoosiin ja toisessa koejärjestelyssä tutkittiin haitta-aineiden hajoamista elektro-osmoosikäsittelyllä. Laboratoriokokeista saatujen tulosten perusteella suunniteltiin pilotmittakaavan puhdistuskokeilu Salvor Oy:n maanpuhdistusyksikköön Virkkalaan. Laboratoriokokeet osoittivat, että käsiteltävässä maassa itsessään on riittävästi mikrobeja, eikä niitä tarvitse lisätä. Tulosten perusteella elektro-osmoosi on tehokas tapa levittää ravinteita testattuun tiiviiseen maahan. Maan tiiveydellä on myös haittapuolensa, sillä maahan syötettävä neste täyttää maan huokostilat siten, että maahan muodostuu hapettomat olosuhteet, jotka hidastavat haitta-aineiden hajoamista. Laboratoriomallinnusten perusteella maa soveltuu elektro-osmoosikäsittelyyn, mutta tarvitaan tarkempaa tutkimusta biologista hajotusta tehostavien olosuhteiden optimoimiseksi.

The subject of the study was bioremediation of dense oil-contaminated soil. The soil to be remediated is a product of a soil washing process performed by an Environmental Technology company Salvor Inc. The soil consists of fine soil particles and it contains high concentrations of oil-contaminants. The aim of this study was to test if bioremediation can be applied as a secondary treatment for the contaminated soil after a soil washing process. Electro-osmosis was used to intensify the biological remediation. Electro-osmosis is a method which enables the nutrients required in biological degradation to be transported through soil with the help of electricity. Another aim of the study was further development of the biotechnological application of the electrokinetic separation method. The biological treatment of soil was first modelled in a laboratory with two experimental set- ups. The first set- up was performed to discover if the soil was suitable for electro-osmosis. In the second set-up the soil was biologically treated with the help of electro-osmosis and the degradation of the oil contaminant was evaluated. A pilot scale field application was designed according to the results of the laboratory tests. The pilot scale treatment will be performed in Virkkala, a soil treatment unit of Salvor Inc. The laboratory tests showed that the soil contained sufficient amount of indigenous micro-organisms. The study results indicated that electro-osmosis is an effective way to spread nutrients in the dense soil tested. The high density of the soil also has disadvantages, for the fluid transportation fills the pores of the soil and causes anaerobic circumstances which slow down the degradation of the contaminants. Based on the laboratory experiments soil is suitable for an electro-osmosis treatment but further study is needed to optimize the circumstances for more intensive biological degradation.