Wybrane aspekty oddziaływania procesu podziemnego zgazowania węgla na środowisko wodne

• Autorzy: Kapusta K. , Stańczyk K. , Korczak K. , Pankiewicz M. , Wiatowski M.

Warianty tytułu

EN

Some aspects of impact of underground coal gasification process on water environment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces podziemnego zgazowania węgla (PZW) jest metodą pozyskiwania energii chemicznej z pokładów węgla przez bezpośrednie doprowadzanie czynnika zgazowującego do zapalonego złoża i odbiór na powierzchni wytworzonego w ten sposób gazu. Metoda ta jest szczególnie uzasadniona w przypadku pokładów węgla, których eksploatacja metodą tradycyjną jest nieopłacalna bądź niemożliwa ze względów bezpieczeństwa. Wiele danych potwierdza wykonalność techniczną oraz atrakcyjność ekonomiczną takiego sposobu uzyskiwania energii z węgla. Ze względu na niedostateczny stan wiedzy na temat PZW, istnieje potrzeba prowadzenia prac badawczych. Aspekty związane z potencjalnym negatywnym oddziaływaniem procesu PZW na środowisko naturalne należą do szczególnie istotnych. Ryzyko środowiskowe technologii jest związane głównie z potencjalnym negatywnym wpływem procesu PZW na wody podziemne oraz wody powierzchniowe, w przypadku konieczności usuwania kondensatów procesowych i odwadniania rejonu eksploatacji; występuje zarówno w czasie prowadzenia procesu, jak i po jego zakończeniu. W procesie PZW powstają i przedostają się do środowiska wodnego (w tym ścieków procesowych) liczne zanieczyszczenia organiczne oraz nieorganiczne. Do głównych zanieczyszczeń organicznych zalicza się węglowodory aromatyczne jedno- i wielopierścieniowe (WWA) oraz fenol. Wśród zanieczyszczeń nieorganicznych najpoważniejszą grupę stanowią metale ciężkie, amoniak oraz cyjanki. Odprowadzenie tego typu ścieków bezpośrednio do wód podziemnych lub powierzchniowych, bez wcześniejszego oczyszczenia, mogłoby spowodować silne zatrucie środowiska wodnego. W niniejszym artykule przedstawiono wybrane wyniki badań ścieków procesowych oraz wyniki badań ekotoksykologicznych.

EN

The underground coal gasification (UCG) is a method of recovery of chemical energy from coal seams by direct injection of gasifying agent to the ignited coal seam and then receiving the produced gas on the surface. This method is especially justified in the case of coal resources which extraction by traditional mining techniques is unprofitable or unfeasible due to safety reasons. Many examples support the technical feasibility and economic attractiveness of the UCG. Because the current state-of-the art of the UCG knowledge is still scarce, the further research in this filed is necessary. The aspects related to the potential adverse environmental impact of UCG are of the special importance. The environmental risk of UCG is mainly related to the potential negative impact on underground water as well as surface waters in the case when necessity of removal of process condensates and dewatering of underground cavern occur. This risk can appear during the operation of underground reactor and after its decommissioning as well. Numerous organic and inorganic contaminants arise during the UCG process which can subsequently infiltrate into the underground water. The main organic contaminants are mono- and polycyclic aromatic hydrocarbons and phenolics. Among the inorganic species heavy metals, ammonia and cyanides are the most serious group of contaminants. Discharging such wastewater directly to the underground or surface water without proper treatment could result in acute poisoning of the environment. In this article selected aspects related to testing of post-processing UCG water and results of its ecotoxicity tests were presented.

Słowa kluczowe

PL

zgazowanie węgla; środowsiko wodne

EN

coal gasification; water environment

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 4
• Strony: 17--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Kapusta K.

autor

Stańczyk K.

autor

Korczak K.

autor

Pankiewicz M.

autor

Wiatowski M.

• Główny Instytut Górnictwa

Bibliografia

• 1. Burton E. i in. (2006): Best practices in underground coal gasification. Lawrence Livermore National Laboratory.
• 2. Covell J.R., Thomas M.H. (1996): Combined air sparge and bioremediation of an underground coal gasification site. US DOE. DOE/MC/31346-97/C0830.
• 3. DeGraeve G.M., Overcast R.L., Bergman H.L. (1980): Toxicity of underground coal gasification condenser water and selected constituents to aquatic biota. Arch. Environ. Contam. Toxicol. Vol. 9, s. 543-555.
• 4. GasTech (2007): Viability of Underground Coal Gasification in the "Deep Coals" of the Powder River Basin http://www.wyomingbusiness.org/pdf/energy/WBC_Report_061507_SPM.pdf.
• 5. Gregg D.W., Edgar T.F. (1978): Underground Coal Gasification. AIChE Journal Vol. 24, s. 753-781.
• 6. Kapusta K., Stańczyk K. (2009): Uwarunkowania i ograniczenia rozwoju procesu podziemnego zgazowania węgla w Polsce. Przemysł Chemiczny 88/4, s. 331-338.
• 7. Khadse A., Qayyumi P., Mahajani S., Aghalayam P. (2007): Underground coal gasification: A new clean coal utilization technique for India. Energy Vol. 32, s. 2061-2071.
• 8. Lindblom S.R., Smith V.E. (1993): Rocky Mountain 1 underground coal gasification test Hanna, Wyoming. Groundwater evaluation. Final report. US DOE. DOE/MC/25038-3652.
• 9. Liu S., Li J., Mei M., Dong D. (2007): Groundwater pollution from underground coal gasification. J. China Univ. Mining & Techno. Vol. 17, s. 0467-0472.
• 10. Liu S., Wang Y., Yu L., Oakey J. (2006): Volatilization of mercury, arsenic and selenium during underground coal gasification. Fuel Vol. 85, s. 1550-1558.
• 11. Liu S., Wang Y., Yu L., Oakey J. (2006): Thermodynamic equilibrium study of trace element transformation during underground coal gasification. Fuel Processing Technology Vol. 87, s. 209-215
• 12. Manahan S.E. (2006): Toksykologia środowiska. Aspekty chemiczne i biochemiczne. Warszawa, Wydaw. Naukowe PWN.
• 13. Nałęcz-Jawecki G. (2003): Badanie toksyczności środowiska wodnego metodą bioindykacji. Biuletyn Wydziału Farmaceutycznego Akademii Medycznej w Warszawie.
• 14. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. 2006 nr 137, poz. 984 z późniejszymi zmianami).
• 15. Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 2 lipca 2010 r. w sprawie wykazu substancji priorytetowych w dziedzinie polityki wodnej (Dz. U. nr 138, poz. 934).
• 16. Rozporządzenie (WE) Nr 166/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 stycznia 2006 r. w sprawie ustanowienia Europejskiego Rejestru Uwalniania i Transferu Zanieczyszczeń i zmieniające Dyrektywę Rady 91/689/EWG i 96/61/WE.
• 17. Shafirovich E., Varma A. (2009): Underground Coal Gasification: A Brief Review of Current Status. Ind. Eng. Chem. Vol. 48 (17), s. 7865-7875.
• 18. Stańczyk K., Kapusta K. (2007): Podziemne zgazowanie węgla. Karbo nr 2, s. 98-102.
• 19. Stuermer D.H., Ng D.J., Morris C.J. (1982): Organic contaminants in groundwater near an underground coal gasification site in northeastern Wyoming. Environ. Sci. Technol. Vol. 16, s. 582-587.
• 20. Sury M. i in. (2004): Review of environmental issues of underground coal gasification - best practice. DTI Report No. COAL R273 DTI/Pub URN 04/1881, 2004.
• 21. Walker C.H., Hopkin S.P. (2002): Podstawy ekotoksykologii. Warszawa, Wydaw. Naukowe PWN.
• 22. Walters E.A., Niemczyk T.M. (1984): The effect of underground coal gasification on ground water. US EPA; EPA-600/S2-84-123.
• 23. Yang L., Liang J., Yu L. (2003): Clean coal technology - Study on the pilot project experiment of underground coal gasification. Energy Vol. 28, s. 1445-1460.
• 24. Yang L. (2009): Modeling of contaminant transport in underground coal gasification. Energy & Fuels Vol. 23, s. 193-201.