9 IEG Tech MFW - TB9

IEG Technical Briefing Note No. 9
Studnia wielofunkcyjna IEG MFW
Studnia wielofunkcyjna zosta³a wdro¿ona w celu remediacji podpowierzchniowego zanieczyszczenia spowodowanego przeciekami
wêglowodorów. Cztery ró¿ne procesy mog¹ przebiegaæ w tej samej studni. Przy optymalnej wydajnoœci ka¿dego procesu remediacji
mo¿na uzyskaæ sukcesywne uzdatnienie obrze¿y kapilarnych, strefy aeracji i warstwy wodonoœnej. Ka¿dy proces uzdatniania wymaga
tylko prostych modyfikacji konfiguracji studni. Usuniêcie substancji zanieczyszczaj¹cych jest dokonywane przewa¿nie przez stripping
powietrza in situ. Tlen dostarczany przez proces strippingu i dodatkowe studnie wprowadzaj¹ce powietrze wspomaga jeszcze rozk³ad
biologiczny substancji zanieczyszczaj¹cych.
IEG MFW jest systemem in situ do remediacji zanieczyszczenia wêglowodorami w strefie nasyconej i nienasyconej (rysunki 1-4)
u¿ywaj¹c kombinacji chemicznych, fizycznych i biologicznych procesów. System sk³ada siê ze specjalnie skonfigurowanej studni
wewnêtrznej (m.in. œrednica =400mm) z sekcjami sitowymi oddzielonymi os³onami bez sit i uszczelniaczami. Dodatkowo wymagane
pompy, reaktor strippingowy w pró¿ni i system odzysku wolnego produktu dzia³aj¹cy w pró¿ni. Zewnêtrzna os³ona studni, która tworzy
komorê uzdatniania (np. œrednica=1,000 mm) jest ustawiona koncentrycznie wokó³ wewnêtrznej studni i rozci¹ga siê od powierzchni
gruntowej do g³êbokoœci przeciêtnie 1.0 m. Dmuchawa, system uzdatniania gazów odlotowych(np. filtrów z wêglem aktywnym),
zbiornik na substancje zanieczyszczaj¹ce i pompa pró¿niowa znajduje siê nad gruntem. Kilka studni do wprowadzania powietrza s¹
umieszczone w granicach strefy wp³ywu IEG MFW.
Sita studniowe znajduj¹ siê w strefie nienasyconej, blisko zwierciad³a wody gruntowej czy obrze¿a kapilarnego i na dnie
zanieczyszczonej warstwy wodonoœnej. Zanieczyszczona para glebowa mo¿e byæ usuniêta zarówno z górnej sekcji sitowej, jak i
oddzielnie z ka¿dej sekcji. Ponowne wprowadzenie powietrza po jego dekontaminacji nad gruntem jest równie¿ mo¿liwe, tworz¹c przy
tym pionowy przep³yw cyrkulacyjny powietrza. I odwrotnie uzdatniana para mo¿e byæ ponownie wprowadzana przez dodatkowe
studnie wprowadzaj¹ce powietrze, tworz¹c przy tym poziomo ukierunkowany przep³yw powietrza. Zanieczyszczona woda gruntowa
jest pompowana z jednej sekcji a po uzdatnianiu w reaktorze strippingowym znajduj¹cym siê w trzonie. Studni ponownie wprowadzane
do jednego z górnych sit powoduj¹c przy tym pionowy przep³yw wody gruntowej. Przep³yw cyrkuluj¹cy tworzy gradient ciœnienia
pionowego i wymusza pionowy ruch wody gruntowej zamiast prostego przep³ywu poziomego przez wysoko przepuszczalne warstwy.
Kierunek przep³ywu mo¿e byæ odwrócony w zale¿noœci od pionowej dystrybucji substancji zanieczyszczaj¹cych.
Rysunek 1
Odzysk wolnego produktu
Pompa prózniowa
Filtr z wæglem aktywnym
Dmuchawa
Zbiornik
Zewnætrzna osùona
Materiaù filtrujàcy
Strefa nienasycona
Przepùyw powietrza
glebowego
Oddzielanie fazowe
Wolny produkt
Poziom wody
gruntowej
Sito dwuskrzyniowe
1.Odzysk wolnego produktu (rysunek 1)
Wolny produkt unosz¹cy siê na wodzie gruntowej jest usuwany przy zastosowaniu pró¿ni bez
koniecznoœci pompowania wody gruntowej. Wolny produkt porusza siê w kierunku gradienta
podciœnienia (5-8 kPa) w kierunku studni, gdzie siê zbiera (rysunek 1).
W celu kontroli zastosowanej pró¿ni a przez to przep³ywu olejowego umieszcza siê
przystosowan¹ wewnêtrzn¹ tubê w studni w taki sposób, ¿e œrodkowa sekcja sitowa jest
niemal pokryta przez wodê gruntow¹ a wolny produkt p³ywa na wierzchu. Poniewa¿ wolny
produkt przep³ywa w kierunku studni w sposób ci¹g³y, nie wymaga siê wysokich prêdkoœci
powietrza do jego przemieszczania.
Pompa pró¿niowa wytwarza pró¿niê wewn¹trz zbiornika odbiorczego i dodany przewód
rurowy po³¹czony do dwuskrzyniowego sita zawieraj¹cego materia³ hydrofobowy. Wolny
produkt jest transportowany tym sposobem na powierzchniê. Poniewa¿ nie tworzy siê lej
depresyjny zapobiega siê w ten sposób ruchowi wolnego produktu w dó³.
Rysunek 2
Strefa nasycona
Ekstrakcja pary glebowej/biologiczne
Filtr z wæglem aktywnym
Dmuchawa
Otaczajàce powietrze
Powietrze
odlotowe
Dno warstwy wodonoúnej
2. Ekstrakcja pary glebowej/biologiczne odpowietrzanie (rysunek 2)
Na tym etapie uzdatniania lotne wêglowodory mog¹ byæ usuwane ze strefy nienasyconej
poprzez ekstrakcjê pary glebowej. Dodatkowe studnie wprowadzaj¹ce powietrze
umieszczone w strefie wp³ywu dostarczaj¹ w sposób ci¹g³y powietrza wzbogaconego
tlenem do strefy podpowierzchniowej tworz¹c efekt „biologicznego odpowietrzania”.
Na pocz¹tku para glebowa jest wydobywana z obydwu górnych sekcji sitowych (rysunek
2). U¿ywaj¹c przystosowanej wewnêtrznej tuby d³ugoœæ sita mo¿e siê ró¿niæ w celu
regulacji przep³ywu powietrza w zale¿noœci od pionowej dystrybucji substancji
zanieczyszczaj¹cych w strefie nienasyconej.
Powietrze wzbogacone tlenem przep³ywa ze studni iniekcyjnych przez zanieczyszczon¹
strefê nienasycon¹ w kierunku stopnia podciœnienia do wielofunkcyjnej studni.
IEG Poland
UI. Grochowska 357/416
03-822 Warszawa
Tel.: + 48 22 698 7016
mobil: + 48 602 444 202
Peryferyjna studnia iniekcyjna
IEG - Process
Przystosowalna
tuba górna
Przepùyw powietrza
glebowego
Przystosowalna
tuba dolna
IEG - Process
IEG Technologie GmbH
Hohlbachweg 2
73344 Gruibingen
Tel.: +49 (0) 7335 96 97 60
www.ieg-technologie.de
We celu omówienia Pañstwa wymagañ odnoúnie remdiacji gleby i wody gruntowej in-situ lub uzyskania gratisowej koncepcji
remediacji i kalkulacji, prosimy siæ skontaktowaã z Dr iný. Stanislaw Derlatka, email: [email protected]
Strona 1
IEG Technical Briefing Note No. 9
Multi-Functional Well - IEG MFW
Dalej
Kiedy gêstoœæ lotnych wêglowodorów w gazie odlotowym przekroczy poziom proces remediacji mo¿e byæ udoskonalony przez
zastosowanie pionowego przep³ywu cyrkulacji glebowej. W tym przypadku znajduj¹ce siê najwy¿ej sito jest ca³kowicie otwarte przez
przystosowaln¹ tubê wewnêtrzn¹. Teraz para glebowa mo¿e byæ wydobyta z dolnej sekcji sitowej i ponownie wprowadzona do os³ony
zewnêtrznej.
Z powodu ciep³a z dmuchawy ponownie wprowadzany gaz odlotowy pomaga w desorpcji substancji zanieczyszczaj¹cych z matrycy
glebowej. Odleg³oœæ studni wprowadzaj¹cych powietrze od MFW zale¿y od w³aœciwoœci gleby i bocznej dystrybucji substancji
zanieczyszczaj¹cej.
Rysunek 3
Studnia cyklicznie opùukujàce glebæ
Powietrze odlotowe(opcja A)
Rura wlotowa powietrza
Powietrze otaczaj àce
(opcjaB)
Tuba próbkowa
Strefa strippingowa
System drena ýowy
(opcjonalnie )
Cyrkulacja powietrze - woda
(przep ùyw wielofazowy )
Filtr biologiczny
Popmpa nr 2
Pompa nr 1( Q1<Q2)
Packer
Bentonite Seal
Screen
Filter Gravel
IEG - Process
3. Studnia cyklicznie p³ukaj¹ca glebê (SZB) (Rysunek 3)
Nasycenie gleby powy¿ej zwierciad³a wody gruntowej wzrasta przez pionowy przep³yw
wody p³ukaj¹cej. Wêglowodory pozostaj¹ce w glebie s¹ albo usuwane przez stripping in
situ w studni, poddawane adsorpcji opcjonalnej warstwie z wêglem aktywnym nad
gruntem lub ulega rozk³adowi w studni lub strefie nienasyconej. Woda p³ukaj¹ca
zanieczyszczona gleb¹ usuwa substancje zanieczyszczaj¹ce i wchodzi do studni przez
œrodkowa sekcjê sitowa (rysunek 3). Pierwsza pompa kontroluje iloœæ wody kr¹¿¹cej po
strefie nienasyconej.
Stopa przep³ywu opcjonalnej drugiej pompy znajduj¹cej siê poni¿ej reaktora
strippingowego jest wiêksza ni¿ ta pierwszej pompy (np. rata pompowania drugiej pompy
mo¿e byæ piêæ razy taka ni¿ pierwszej pompy). Pompa ta reguluje cyrkulacjê w os³onie
studni i zapewnia osi¹gniêcie dostatecznej stopy strippingu. Woda opuszczaj¹ca
studniê przez zewnêtrzn¹ os³onê jest wzbogacana rozpuszczonym tlenem ma³ymi
pêcherzykami powietrza (100 mikronów i mniej), które wspomaga wzrost
mikroorganizmów w obszarze p³ukania gleby.
Rozk³ad biologiczny mo¿e byæ dalej wspomagany przez dodanie substancji od¿ywczych
i/lub substancji powierzchniowo czynnych. Gêstoœæ rozpuszczonego tlenu w wodzie
zmniejsza siê wraz z odleg³oœci¹ od studni wielofunkcyjnej. Jest na poziomie
minimalnym, gdy wchodzi ponownie do studni. Studnie wprowadzaj¹ce powietrze
otaczaj¹ce MFW pozwalaj¹ utrzymaæ warunki tlenowe tak¿e na obrze¿u komory
Po promienistym przep³yniêciu przez górne sito studni wewnêtrznej woda zbiera siê a¿ do
kontrolowanego poziomu w studni zewnêtrznej (rysunek 3). Czujnik poziomu wody
znajduj¹cy siê w studni zewnêtrznej reguluje dzia³anie pierwszej pompy.
Zewnêtrzna os³ona zawiera warstwê umieszczon¹ na wierzchu gleby naturalnej dla
lepszego drena¿u. Filtr ten mo¿e byæ w ³atwy sposób wymieniony, jeœli zosta³by zatkany z
powodu chemicznego wytr¹cania czy nadmiernego rozrostu biomasy. W os³onie
zewnêtrznej nadciœnienie z powodu pró¿ni i hydrostatycznej g³owicy ze s³upa wody s¹ w
odpowiedniej równowadze.
Jednak wychodzenie wody ze studni na podciœnienie z powodu ci¹g³ego dostarczania ku
górze. Poniewa¿ jest jednoczesny dwufazowy przep³yw powietrza i wody obydwie fazy
oddzia³uj¹ na siebie w taki sposób, ¿e rozwijaj¹ siê wolno ale w nieprzerwanie. Nasycenie
wody w glebie kontroluje stopieñ przep³ywu. Przy zaprojektowanym nasyceniu wody
przeciêtnie 40-60% stopieñ perkolacji p³ukaj¹cej wody jest bardziej zredukowana ni¿
perkolacja powietrza.
Jako opcja poziomy system drena¿u mo¿e byæ umieszczony promieniowo tuz pod gruntem
miêdzy studni¹ wielofunkcyjn¹ a studniami wprowadzaj¹cymi powietrze. W ten sposób
czysta woda drena¿owa do strefy podpowierzchniowej jest w spoiœcie po³¹czona ze
studni¹. Zapewnia to bardziej jednolity poziom remediacji w obszarzestrefy drena¿u.
4. Studnia prózniowego parowania (UVB) (Rysunek 4)
Rysunek 4
Studnia próýniowego parowania
Rura wlotowa powietrza
Nutrient Addition
(Optional)
Przepùyw powietrza
glebowego
Strefa strippingowa
Pompa nr 2
Pompa nr 1
Przepùyw cyrkulacji
wody gruntowej
IEG - Process
Technologia IEG UVB jest dobrze znan¹ metoda remediacji wody gruntowej. Aby zastosowaæ metodê UVB reaktor
strippingowy i obydwie pompy musz¹ po prostu byæ umieszczone ni¿ej w studni. Podobnie do modu³u SZB postêp remediacji
zale¿y zarówno od strippingu in situ, jak i od rozk³adu biologicznego.
Substancje zanieczyszczaj¹ce rozpuszczone w wodzie gruntowej s¹ ustawicznie transportowane do g³owicy studni, gdzie
ulegaj¹ strippingowi w warunkach pró¿niowych. Uzdatniona i wzbogacona tlenem woda gruntowa i pêcherzyki powietrza
opuszczaja studniê i s¹ ponownie wprowadzane do wody gruntowej i w ten sposób wspomaga rozk³ad biologiczny w
warstwie wodonoœnej (rysunek 4). Mo¿na osi¹gn¹æ znacznie wy¿szy procent pompowania ni¿ w przypadku SZB.
IEG Poland
UI. Grochowska 357/416
03-822 Warszawa
Tel.: + 48 22 698 7016
mobil: + 48 602 444 202
IEG Technologie GmbH
Hohlbachweg 2
73344 Gruibingen
Tel.: +49 (0) 7335 96 97 60
www.ieg-technologie.de
We celu omówienia Pañstwa wymagañ odnoúnie remdiacji gleby i wody gruntowej in-situ lub uzyskania gratisowej koncepcji
remediacji i kalkulacji, prosimy siæ skontaktowaã z Dr iný. Stanislaw Derlatka, email: [email protected]
Strona 2