• Applicazioni del processo di washing alla decontaminazione ex-situ di sabbie inquinate da idrocarburi del petrolio: selezione di agenti biogeni e/o surfattanti microbici non tossici/biodegradabili e ottimizzazione dei parametri di processo
  • Washing ex-situ process applied to contaminated sands by petroleum hydrocarbons: selection of biogenic agents and/or microbial surfactants non-toxic/biodegradable and optimization of process parameters
  • Arelli, Alessia <1968>

Subject

  • CHIM/11 Chimica e biotecnologia delle fermentazioni

Description

  • La ricerca, nell’ambito del progetto europeo Kill Spill, riguarda l’applicazione del soil washing in scala di laboratorio al risanamento ex-situ di sabbie contaminate da carburante marino IFO180, mediante agenti mobilizzanti biogeni e surfattanti microbici, non-tossici e biodegradabili. Gli agenti testati differiscono per origine (vegetale, animale, microbica) e per proprietà chimiche (carattere idrofilo/lipofilo). Essi sono: acidi biliari, due tipi di ciclodestrine – idrossipropil-beta-ciclodestrine (HPB-CD) e beta-ciclodestrine metilate (RAMEB) – due lecitine di soia – disoleata (SL) e grezza (Textrol F10) – 4 detergenti commerciali (ditta BioBased Europe) tre surfattanti microbici – ramnolipidi (RL), soforolipidi (SR) e surfattine (SF) - e Triton X-100 (TX), surfattante sintetico di confronto. Iniziali washing di screening (24 ore) hanno permesso di selezionare i 3 agenti migliori (SL, HPB-CD e SR), utilizzati nella successiva ottimizzazione dei parametri operativi (concentrazione del surfattante, concentrazione di IFO180, rapporto acqua/sabbia, velocità di miscelazione), tramite il disegno statistico sperimentale CCD e la Response Surface Methodology (RSM). Per ciascun agente (oltre TX e blank) sono stati identificati i parametri operativi e gli effetti di interazione che influenzano significativamente le performance del processo. I modelli predittivi, sperimentalmente validati, sono stati interrogati per identificare le condizioni operative ottimali (massima rimozione di idrocarburi possibile, minimo consumo di acqua) per diverse livelli di contaminazione delle sabbie. SL consente, in condizioni ottimali, di rimuovere meglio gli idrocarburi di quanto faccia il TX. Analoghi risultati si ottengono per HPB-CD e SR, per basse contaminazioni. Sono state valutate le frazioni IPA (idrocarburi policiclici aromatici) e n-alcani in IFO180, unitamente alle rese di rimozione delle due distinte frazioni dalle sabbie contaminate, nei casi considerati ottimali per il processo. Per l’agente più efficace (SL) è stato studiato l’effetto della durata del washing, evidenziando che il parametro tempo può essere ridotto a 14 ore senza ridurre significativamente la resa di rimozione degli idrocarburi.
  • The present work, related to European project Kill Spill, concerns the application of soil washing on a laboratory scale for the ex-situ remediation of contaminated sands by marine fuel IFO180 using mobilizing biogenic agents and surfactants microbial, non-toxic and biodegradable. The tested agents differ in origin (plant, animal, microbial) and chemical properties (hydrophilic/lipophilic character). They are: bile acids; two types of - hydroxypropyl-beta-cyclodextrins (HPB-CD) e methylatedbeta-cyclodextrins (RAMEB) - two soy lecithin - oil free (SL) and coarse (Textrol F10) - 4 commercial detergents (Bio-based company Europe), three microbial surfactants - ramnolipidi (RL), soforolipidi (SR) and surfattine (SF) and Triton X-100 (TX) as synthetic comparison surfactant. After the screening phase (washing applied to contaminated sands for 24 hours) were selected the 3 best performing agents (SL, HPB-CD and SR), used in the subsequent optimization of operating parameters (concentration of surfactants, concentration of IFO180, ratio water/sand and mixing rate), through statistical experimental design CCD and the Response Surface Methodology (RSM). For each agent (over TX and blank) were identified operational parameters and the interaction effects that significantly influence the performance of washing process. The predictive models, experimentally validated, were used to identify the optimum operating conditions (maximum possible removal of hydrocarbons, minimum water consumption) for different levels of sands contamination. SL allows, under optimal conditions, better hydrocarbons removal(%) than TX does. Similar results are obtained for HPB-CD and SR, for low sands contamination. the IPA fractions (polycyclic aromatic hydrocarbons) and n-alkanes in IFO180 were evaluated, together with the removal(%) of two distinct fractions from contaminated sands, in the cases considered as optimal for the washing process. For the best agent (SL) was studied the effect of the washing duration, highlighting that the time parameter can be reduced to 14 hours without significantly reducing the yield of the hydrocarbon removal.

Date

  • 2016-05-27

Type

  • Doctoral Thesis
  • PeerReviewed

Format

  • application/pdf

Identifier

urn:nbn:it:unibo-18754

Arelli, Alessia (2016) Applicazioni del processo di washing alla decontaminazione ex-situ di sabbie inquinate da idrocarburi del petrolio: selezione di agenti biogeni e/o surfattanti microbici non tossici/biodegradabili e ottimizzazione dei parametri di processo, [Dissertation thesis], Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Dottorato di ricerca in Ingegneria civile, ambientale e dei materiali , 28 Ciclo. DOI 10.6092/unibo/amsdottorato/7516.

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