27117

رفع آلودگي از خاك‌هاي رسي آلوده به گازوئيل به روش الكتروكينتيك

كارشناسي ارشد

عمران گرايش ژئوتكنيك

1397

1401/6/27

دكتر مهران كريم پور فرد - دكتر جابر نشاطي

عمران

امروزه موضوع آلودگي خاك به آلاينده‌هاي نفتي كه در هنگام استخراج نفت ايجاد مي شوند، به عنوان يكي از مهمترين مشكلات اساسي در مبحث آلودگي محيط زيست مطرح مي¬باشد كه براي انسان و حيوان مخاطرات جدي را به همراه دارد. تاكنون تكنيك¬هاي مختلفي براي حذف و به حداقل رساندن اين قبيل آلاينده¬ها طراحي و اجرا شده است كه هر يك از آن ها داراي مزايا و معايبي مي¬باشند. از اين رو، نياز به توسعه و بهبود تكنيك¬هاي تصفيه¬سازي خاك و ارائه راهكاري نوين محرز و مورد نياز است. هدف از انجام اين تحقيق، بررسي توانايي روش الكتروكينتيك (EK) همراه با ديواره‌ي نفوذپذير واكنش‌زا (PRB) در حذف گازوئيل از خاك رس آلوده به اين آلاينده¬ي نفتي مي¬باشد. در اين مطالعه، از خاك رس كائولين با رطوبت بهينه 26% براي شروع انجام آزمون¬ها استفاده شد. تعداد 20 آزمايش با دوره¬هاي زماني مشخص (3 و 10 روز)، تحت ولتاژهاي ثابت 20 و 30 ولت (به ترتيب معادل حدود، 5/0 و 75/0 ولت بر سانتي‌متر به ازاي طول محفظه‌ي تحت رفع آلودگي) انجام گرفت. نمونه‌هاي خاك رس، ابتدا با غلظت¬هاي 10 و 20 درصد وزني به ‌صورت مصنوعي با گازوئيل آلوده شدند و سپس به ‌صورت دستي متراكم گرديدند و در داخل محفظه مياني سل طراحي و ساخته شده قرار گرفتند و توسط فيلتر كاغذي (با قطر منافذ 45/0 ميكرون) و صفحه‌ي الكترود فولاد زنگ‌نزن 316 مشبك، از محفظه‌هاي كناري جدا شدند. با توجه ‌به نتايج تحليل نمونه‌ها و اندازه‌گيري پارامترهاي مؤثر، مي‌توان نتيجه گرفت كه استفاده از روش الكتروكينتيك همراه با ديواره نفوذپذير واكنش‌زا (EK-PRB)، راندمان حذف گازوئيل را به ميزان معني¬داري افزايش مي‌دهد. همچنين نتايج مطالعه نشان داد، بيشترين درصد حذف در آزمايش‌هاي "الكتروكينتيك ساده و بدون استفاده از PRB" و آزمايش‌هاي "الكتروكينتيك همراه با PRB" به ترتيب، نزديك به 48% و 80% بوده است. نتايج مطالعه همچنين نشان داد كه بهترين راندمان حذف با استفاده از روش EK-PRB، با اعمال ولتاژ 30 ولت، 20 درصد آلودگي اوليه و در طي مدت 10 روز است كه با اين روش ميزان آلودگي اوليه در خاك به شكل معني¬داري از حدود 190 ميلي¬گرم بر گرم به حدود 37 ميلي¬گرم بر گرم كاهش مي¬يابد. تحليل آماري انجام شده در اين پژوهش به منظور مقايسه بين روش الكتروكينتيك ساده با روش الكتروكينتيك همراه با PRB بوده است كه نتايج آن نشان دهنده‌ي مزاياي روش EK-PRB است.

1401/07/16

Electrokinetic remediation of gasoline-contaminated clays

9/18/2023 12:00:00 AM

Nowadays, the issue of soil pollution and oil pollutants that are created during oil extraction is considered one of the significant fundamental problems in environmental pollution, which causes serious risks for humans and animals. Hence, various techniques have been designed and implemented to eliminate and minimize such pollutants so far, each of which has pros and cons. Therefore, there is a need to develop and improve soil remediation techniques and provide a new solution. This study aims to examine the ability of the electrokinetic (EK) method and reactive permeable barrier (PRB) to remove diesel from clay contaminated with the oil pollutant. This study uses kaolin clay with an optimal moisture content of 26% to start the tests. A number of 20 tests were performed with specific periods (3 and 10 days) under constant voltages with the values of 20 and 30 (respectively equivalent to about 0.5 and 0.75 V/cm per length of the chamber under decontamination). In the beginning, the clay is artificially contaminated with diesel with concentrations of 10 and 20% by weight. Then, they are compacted manually and placed inside the designed and built middle chamber of the clay and filtered through a paper filter (with a pore diameter of 0.45 µm), and 316 mesh stainless steel electrode plates are separated from the side chambers. As regards the analytical results obtained for the specimens and the measurement of the effective parameters, it can be concluded that using the electrokinetic method along with PRB (EK-PRB) significantly increases the efficiency of diesel removal. Besides, the results indicated that the highest percentage of removal in "simple electrokinetic without PRB" and "electrokinetic with PRB" experiments are approximately 48% and 80%, respectively. Accordingly, the best removal efficiency of the EK-PRB method is obtained with the voltage values of 30V and 20% of the initial pollution during ten days, based on which the initial pollution reduces from 190 mg/g to about 37 mg/g. The statistical analysis carried out in this research compares the electrokinetic method with the EK-PRB method, whose results emphasize the advantages of the EK-PRB method.

رفع آلودگي , الكتروكينتيك , ديواره‌ي نفوذپذير واكنش‌زا , گازوئيل , كلسيم پراكسيد

Decontamination , Electrokinetics , Permeable Reactive Barrier , Diesel , Calcium peroxide

Faraz Babankaki

Dr. Mehran Karimpour Fard - Dr. Jaber Neshati