הקדמה ל-Soil Vapor Extraction in Modern Remediation

מיצוי סבון (SVE) הפך לאחד הטכנולוגיות הפרוחות ביותר לניקוי הקרקע מזוהמת עם תרכובות אורגניות תנודתיות (VOCs) ותרכובות אורגניות למחצה (SVOCs) (SVOCs) אשר פועלות על ידי יצירת ואקום בתת הקרקע, מה שגורם לסוכנויות זיהום אוויריות איטיות יותר, כמו גם להגבלות מהירות יותר, כמו גם עלות אנרגיה מתקדמת יותר, כמו גם על פני רמות מהירות יותר, כמו גם על פני תצורה נמוכה יותר, כמו שיפור מוקדם יותר, כמו גם עלות גבוהה יותר, כמו גם על פני רמות הגנה מהירה יותר, כמו מגבלות מהירות יותר, כמו גם על פני תצורה של צריכת חשמל מתקדמות יותר, כמו גם על פני רמות מהירות יותר, כמו על פני הקרקע, כמו גם על פני רמות מהירות יותר, כמו גם על פני רמות מהירות יותר, כמו גם על פני הקרקע, כמו גם על פני קיבולת גבוהה יותר, כמו גם על פני קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו

העיקרון המרכזי של SVE נשאר ללא שינוי: לגרום זרימת אוויר דרך אזור vadose כדי לייעל ולהסיר contaminants. עם זאת, השיטות המשמשות להשגת זרימה זו, שילוב של טכנולוגיות משלימות, ומערכות ניטור ובקרה כולם ראו שיפורים דרמטיים. עבור מתרגלים ומנהלי אתר, הבנה של חידושים אלה חיונית לבחירת הגישה הנכונה עבור גיאולוגיה של האתר נתון, הפצה conminant, ומספקת פתרונות חדשים אלה.

שיטות ייצור מסורתיות Soil Vapor

כיצד מערכות VE VE פועלות

מערכות SVE מסורתיות מורכבות ממיצוי בארות המוקרן באזור vadose, מקור ואקום (בדרך כלל מפוצץ או משאבת ואקום), ורכבת טיפול מעל הקרקע.הוואקום גורם זרימת אוויר דרך ממטריקס הקרקע, נושאת conatile contaminants מן החללים הנקבוביים לתוך טוב.פלט מותקן אז, לעתים קרובות באמצעות פחמן מופעל (GA) , coxication תרמיליציה, או זרם לתוך צינורות אוויריים רבים אחרים.

בעוד שפשטות באופן קונספטואלי, SVE קונבנציונלי יכול להיות מוגבל על ידי מספר גורמים. ראשית, רדיוס של השפעה (ROI) של כל החילוץ היטב הוא פונקציה של נחיתות אדמה, תוכן לחות, ואקום מוחל. באדמה מחוסנת בסדר, כגון סילטים וחימר, ROI עשוי להיות רק כמה מטרים, הדורש רשת צפופה שמניעה עלויות הון.

אתגרים משותפים עם SVE

  • (ב) [ה]העברה לאזורים עמוקים או היסטרוגניים: FLT:1 בפקדות מגובשות, זרימת ה- vapor מעדיפות גבוהה עקב מסלולים בעלי יכולת גבוהה, תוך עקיפה של שכבות פחות חד-משמעיות שבהן זיהום יכול להימשך.
  • (FLT:0) משך הטיפול ארוך: 1) השפעות טאילינג דורשות לעתים קרובות פעולה רציפה במשך שלוש עד חמש שנים או יותר כדי להגיע ליעדים רגולטוריים.
  • צריכת האנרגיה הגבוהה:0 (FLT:1) מכווצים 24/7 יכולים לגרום לעלויות חשמל משמעותיות, במיוחד כאשר מטפלים באתרים גדולים.
  • (FLT:0)ניהול של מחסנים מופקים: מערכות טיפול 1 של ראטפל:1 חייב להתמודד עם ריכוזים ורמת שערי זרימה, לעתים קרובות דורש כלי פחמן או יחידות חמצון מחוספסים להוסיף מורכבות מבצעית.
  • (ב) ,0) שיפור מים: טבלה 1: בתנאים של טבלת מים רדודים, ואקום עמוק יכול לגרום לנפיחות של מים קרקעיים, מיצוי פוטנציאלי או יצירת צורך בהשמדה.

אתגרים אלה הניעו מהנדסים ומדענים לפתח גרסאות SVE לשיפור היעילות, להפחית את משך הזמן, ולהרחיב את הכדאיות של הטכנולוגיה לאתרים קשים יותר.

טכניקות ייצור Soil Vapor

מערכות Vacuum עם שליטה חכמה

אחת החידושים האחרונים המשפיעים ביותר היא שילוב של דחפים משתנים (VFDs) ותהליך בזמן אמת שליטה במערכות SVE. במקום להפעיל מפוצץ במהירות קבועה, מערכות מודרניות להתאים את הריק החל בהתבסס על קריאה מחיישנים לחץ, מזרימה ומנטרות את רמות הריכוז של ®ateminant. כאשר רמות זיהום האוויר מקטין באופן אוטומטי, חוסכות אנרגיה ומונעות גישה מיותרת של ציוד זה לפעמים יכול לחתוך את ה- 50 אחוזים של צריכת חשמל.

מערכות ואקום משופרות משלבות גם מכות יעילות גבוהות יותר ומשאבות אבק מרובות שלבי הבמה ששומרות על ואקום עמוק יותר על שטח רחב יותר.יש עיצובים להשתמש במכות רגנרטיביות שיכולות להשיג רמות של 12-15 אינץ' של כספית, להגדיל באופן דרמטי את ROI ולהפחית את מספר בארות הנדרשות.בקר חכם גם מאפשר ל-p-cycling: התפרצויות קצרות של ריק גבוה ואחריו תקופות מנוחה, אשר יכול לשפר את המסה מתחומים נמוכים מתחומים של כוח יתר על ידי .

המערכות הללו יעילות במיוחד באתרים עם גיאולוגיה הטרוגנית, שם בקרה מתאימה יכולה לכוון את ואקום לאזורים שבהם הוא נחוץ ביותר.היצרנים פיתחו פלטפורמות המחוברות לענן המאפשרות ניטור מרחוק ותיקון, ומעניקים למנהלים לאתר את היכולת לייעל ביצועים ללא ביקורים באתר יומי.לדוגמה, FLT:0EPA הדרכה על מנת להתאים את הקרקע למיצוי הקרקע של 1FLT:1, מדגישה מחקרים שבהם הפחתת שליטה עד 40%.

Multi-Phase Extraction (MPE)

מיצוי רב-phase, הידוע גם כמיצוי כפול או תמצית סלורי-phase, מרחיב את SVE לאתרים שבהם מים קרקעיים מושפע לצד זיהום אדמה. a one high-vacuum היטב הוא מוקרן על פני השטח הן את אזור אדוז ואת האזור רווי.הוואקום מעלה מים למטה לתוך היטב, שבו מוצר חופשי-phase (אם נוכחי), מים, ו- vapaprefrefrefrefre, לעתים קרובות טיפול תרופתי.

MPE הוכיחה בעל ערך במיוחד באתרי שחרור נפט ומתקני תעשייה המטפלים בפתקי מפוכחים. על ידי טיפול בו זמנית באדמה, מים קרקעיים ונוזלים שאינם-אקים (NAPLs), MPE יכול להפחית את המספר הכולל של בארות ואת הטיפול הכולל.טכניקה גם מקטין את הסיכון של smearing contaminationly, בעיה נפוצה כאשר מי מים זורמים לבד הוא שיקול מרכזי של מים; בדרך כלל יכול להיות מנקה.

(ה) ,הזכומים האחרונים ב- MPE כוללים שימוש במשאבי טורבינות ספוגים (0submersible טורבינות) שפועלים ביעילות ברמות מים משתנה, ו-FLT:2floating התאמות סקימרלוט 3, אשר באופן סלקטיבי את המוצר החופשי.כאשר בשילוב עם קידוד pneumatic בצורות נמוכות של יכולת נמוכה, MPE יכול להשיג רמות ניקוי שנחשבו בעבר לקריטריונים מורכבים (Fairperable) של קריטריונים של קריטריונים של קריטריונים של קריטריונים של קריטריונים של קריטריונים של קריטריונים של סימולציה (R5:

שילוב ביו-ריגולציה

Coupling SVE עם ביו-remediation - לעתים קרובות נקרא "בידוד" או "ביוט" כאשר מיושם aerobly - מבשר את זרימת האוויר שנוצר על ידי מערכת החילוץ כדי לספק חמצן ולעתים תיקונים מזינים למיקרואורגניזמים הילידים או מוזרקים.microbes אירוביים יכול להפיג הרבה VOCs, כולל BTEX תרכובות, וכמה chlorinated alitics, פחמן דו-חמצני, ו-חמצני, הוא כל כך גס, כדי להסיר את ה-חמצני, ו-חמצני.

בפועל, גישה היברידית זו כרוכה התאמת קצב הריק והזרקות כדי לשמור על ריכוזי חמצן של 2-4 מ"ג / L בתת-הערה (או גבוה יותר עבור באטוליזם אירובי של תרכובות כלורות) כגון חנקן ו זרחן עשויים להיות מוזרקים באופן זמני באמצעות בארות ייעודיות או באמצעות מיצוי SVE עצמם במהלך ניתוח הדופק.

(ב) ביו-ריקולי של תרכובות כמו perchloroethylene (PCE) ו- trichloroethene (TCE), מערכת SVE יכולה להיות הפוכה (הזרקה אווירית עם מיצוי של vapor) או להשלים עם תרכובות שחרור מימן כדי לקדם הפחתה של dechloration.זה דורש ניהול זה זהיר של תנאים Redox ולעתים קרובות תוספת של תורמי אלקטרונים כגון שמן סגסוגת או אינטגרציה מוצלחת:

Thermal Enhanced Soil Vapor Extraction

הפחתת המצע כדי להגביר את התנודתיות המתהווה היא אחת הדרכים היעילות ביותר להאיץ את SVE.thermal משופר SVE (T-SVE) משתמשת בשיטות כגון חימום התנגדות חשמלית (ERH), הזרקת קיטור, או חימום התנהגותי כדי להעלות את הטמפרטורות אדמה ל 60- 100 מעלות צלזיוס. בטמפרטורות אלה, לחץ החוספס של VOCs מגביר באופן אקספונמיטיבי, או שיפור, אפילו טמפרטורות ריקות למחצה הקיימות על ידי SVE.

T-SVE כבר מיושם בהצלחה באתרים המזוהמים עם נוזל בשלב לא-קפוא (DNAPLs) כמו tar פחם, creosote, ו כלורנטים, אשר קשה לשמצה לטפל בטמפרטורה מבוהלת SVE. התהליך יכול להפחית את זמני הטיפול מעשרות שנים עד חודשים, והסרת יעילות המונית לעתים קרובות עולה 95 אחוזים.

חידושים אחרונים ב-T-SVE כוללים את השימוש ב-FLT:0 שמיכות חימום ⁇ FLT:1 עבור אדמה רדודה, FLT:2steam-Steam-Avasedgravi ניקוז FLT 3 עבור פיקדונות עמוקים יותר, ו-FLT:4combined תרמית מיצוי של 7FLT:5 יחידות המשלבות את מקור האנרגיה עם פרופיל מעוקב יכול להיות טיפול משמעותי של EPA.

המונחים: Low-Permeability Soils

אחד האתגרים הגדולים ביותר ב SVE הוא מקבל זרימה אוויר באמצעות היווצרות של יכולת נמוכה כגון חימר, סילטים, ו קרחונים עדי עדי עדי קרחונים. pneumatic fracturing - הזרקת אוויר בלחץ גבוה כדי ליצור מסלולים מועדים מועדפים - הפך שיטה מוכחת לשיפור יכולת הנשימה בתקשורת זו.

בשילוב עם SVE, fracturing יוצר מלאכותי "מקנורות" אשר מרחיב באופן משמעותי את הרדיוס של השפעה ולשפר את הקשר האוויר-קונ-מנטלי.התהליך יכול להיות ממוקד למעמקים ספציפיים או עדשות מזוהמות. ניטור ביצועים פוסט-פרקורי לעתים קרובות מראה עלייה מתמשכת בשיעורי החילוץ ועלייה בולטת של הסרת ההמונים.במקרים מסוימים, סיבובים מרובים של turing משמשים כמו האתר מתפתח, בעוד הוא מוסיף את מספר כפול, כולל של עלויות.

סירוב בטכנולוגיה של fracturing כוללים ציוד הדפסה קטן יותר המאפשר פריסה על אתרים מוגבלים, שברים ממוחשב מודל לחיזוי propagation, והשימוש של אביזרים ביו-דידידיים כי בסופו של דבר degrade ולהימנע הפחתה ארוכת טווח טווח. החידושים אלה הרחיבו את אתרי הכדאיות של SVE לגישות קונבנציונליות לא יכול לטפל, כגון מעבורות תעשייתית וצמחים ישנים (Puesues) גזים.

מעקב מתקדם ומימוש בזמן אמת

מוצלח SVE תלוי בהבנה של תנאי תת-קרקעי מתפתחים.חדשנות ניטור שינו את האופן שבו מערכות מנוהלות.מתמיד מנתחים גז בזמן אמת (למשל, גלאי צילום, גלאי יון להבה, או כריות גז) מספקים כעת נתונים של ריכוז של דקה-על-ידי דקות עבור מספר רב של VOCs. כאשר הם קשורים לבקר לוגי, מכשירים אלה יכולים להתאים באופן אוטומטי, מחזורי, או אופטימיזציה של אשפה, ואפילו על-ידי צינורות פחמן.

חיישנים של דאון חור המדגים טמפרטורה, לחץ ותוכן לחות במרווחים דיסקרטיים מאפשרים למהנדסים למפות את הרדיוס בפועל של השפעה ולזהות אפקטים ערוץ.הנתונים האלה מזינים למודלים מספריים (כגון TOUGH2 או FEFLOW) שמעודכנים בזמן אמת כדי לחזות את המשך המסה ולהתאים את מערכת החילוץ בהתאם.

הפיתוח של רשתות חיישן אלחוטיות בעלות נמוכה, עשה מערך ניטור צפופה של סחורות סבירות, אפילו עבור אתרי צלילה.מערך של 20-30 חיישנים יכול להיות פרוס עבור פחות מאשר העלות של יום אחד של ניתוח מעבדה על דגימות אדמה דיסקרטית.זה כי לולאת משוב בזמן אמת הוא אחד של אמצעי המפתח המאפשרים עבור שיטות הסתגלות תרמי שתוארו מוקדם יותר.

היתרונות של טכניקות חדשניות

ההשפעה המצטברת של חידושים אלה היא שינוי צעד בביצוע של מיצוי הקרקע ויועצים של בעלי האתר ויועצים אשר מאמצים שיטות SVE מודרניות לממש כמה יתרונות מוחשיים, שכל אחד מהם תורם לתוצאות סביבתיות טובות יותר ועלויות מחזור חיים נמוכות יותר.

שיפור יעילות

וריק משופר, הגדלת התרמית, ו- fracturing כל להגדיל את המסה של contaminant הוסר לזמן יחידת. בעוד SVE קונבנציונלי לעתים קרובות נאבק כדי לחלץ יותר מ 70-80% של המסה הראשונית, מערכות משולבות מודרניות להשיג באופן שגרתי 95% או יותר יעילות להסרת גבוהה.זה חשוב במיוחד להשגת סטנדרטים לניקוי למגורים (למשל, 1–5 מ"ג / ק"ג עבור beene או 0.5 מיקרוגרם עבור מים משותפים) הם יותר ויותר חשוב להשגת תקני שטח משותף.

עלויות אנרגיה ומבצע

בקרה חכמה ומבצע הסתגלותי חותכים את השימוש בחשמל ב- 30–50%.שיטות התרמומליות יש ביקוש אנרגיה גבוה יותר, אך פועלים למשך זמן קצר יותר (חודשים במקום שנים), לעתים קרובות וכתוצאה מכך שימוש באנרגיה נמוך יותר. בשילוב עם ניטור מרחוק המקטין את ביקורי האתר, החיסכון התפעולי יכול להיות משמעותי. אתר גדול פטרוכימי בחוף המפרץ דיווח על ירידה של 60% ב-Oamp&M; לאחר המעבר להתאמה מתמדת של ניתוח מהיר.

היכולת לטפל במורכבות ובשליטה עמוקה

מיצוי רב-phase ו- SVE תרמי יעילים באזור השבר והאזור רווי, אזורים שבהם SVE המסורתי הוא בעיקר לא יעיל. Fracturing פותח היווצרות של יכולת נמוכה אשר בעבר דרש חפירות או בהחלפת חמצון כימי. ביחד, טכניקות אלה אומרות כי פלטפורמה טכנולוגית אחת יכולה לטפל בפרופיל האנכי כולו, מקרקע רדודה ועד לשולחן הקרקע.

פרויקט קצר יותר

זמן הוא כסף בשיקום.שילוב של העברת המונים מהירה יותר (משיפור תרמי או pneumatic) ואופטימיזציה בזמן אמת יכול להפחית קווי זמן ניקוי על ידי 50-75%. אתרים רבים אשר דרשו בעבר 5-10 שנים של ניתוח SVE יכול כעת להשלים טיפול ב 12-30 חודשים.זה מאפשר לבעלי האתר להשיג סגר מהיר יותר, צמצום אחריות לטווח ארוך ומאפשרים לאתר הקודם או העברה.

הפרעות סביבתיות מינימליות

שיטות Innov SVE הן בעיקר בטכנולוגיות הזנות אשר נמנעים מהצורך בחפירות בקנה מידה גדול ומחוץ לסילוק של אדמה מזוהמת.טכניקות התרמומליות יכולות לטפל בנקודות חמות מבלי לבנות מבנה המכיל מלא (למשל, ערמה אדמה עם תותחן וכובע) ההפחתה של ה-ROI גם היא פחות הפרעה פני השטח, רעש נמוך יותר, ופחות תנועה - פיתרונות כי הם פועלים במיוחד על גבי חנויות תעשייתיות או שכונות יבשות).

כיוונים עתידיים וטכנולוגיות מתפתחות

(ב) במבט קדימה, תחום ה-SVE ממשיך להתפתח.החוקרים חוקרים בוחנים את השימוש בסוכנים פעילים (עובדים) (עובדים) ב-SVE) אשר מוזרקים באוויר כדי לשפר את הפחתת המזהמים הגלופוביים.

אינטליגנציה מלאכותית (AI) וטכנולוגיה תאומים דיגיטלית מתחילים להופיע ב remediation מסחרית.תאום דיגיטלי של תת-קרקעי - מעודכנת ללא הרף עם נתוני חיישן - יכול לדמות עשרות תרחישים תפעוליים ולהמליץ על אסטרטגיית החילוץ האופטימלית ליום או בשבוע הבא, בעוד עדיין בשלב הפיילוט, כלים אלה מבטיחים להפחית עוד יותר את צריכת האנרגיה וההתערבות של המפעילה.

מנקודת מבט רגולטורית, סוכנויות ממשלתיות וממשלתיות מקבלות יותר ויותר את תקני הניקיון המבוססים על ביצועים, אשר מתואמים היטב את ניטור בזמן אמת ויכולות סגירה מהירה של SVE המודרנית.המגמה לקראת FLT:0adaptive ניהול האתר ניהול האתר FLT:1 מעודד מתרגלים לבחור טכנולוגיות שיכולים להתאים לשינויים בתנאים, סימן ההיכר של מערכות SVE חדשניות שתוארו כאן.

מסקנה

מיצוי Soil vapor נשאר אבן הפינה של התחדשות אתרים מזוהמים, אבל הטכנולוגיה התקדמה הרבה מעבר למערכות פשוטות של טוב-ו-blower של שנות ה-80 וה-90.שיפור בקרת ואקום, מיצוי רב-phase, ב-itu bioremediation אינטגרציה, הגדלת תרמיציה, pneumatic turing, ו-Time-Time-Time מעקב יש כל חולשות ספציפיות של אתרי Sati סטנדרטיים, כאשר הם מאפשרים שילוב של רכיבים מהירים יותר, חומרים אלה, מזהמים, וחדשניים, וחדשניים, וחדשניים יותר, וחדשניים יותר, וחדשניים, וחדשניים, תקינים יותר, תקינים יותר, תקינים יותר, עם עלות יותר, וחדשניים יותר, תקינים יותר, חסכוניים יותר, , חסכוניים, , חסכוניים יותר, עם חומרים מהירים יותר, עם עלות, חסכוניים יותר, , חסכוניים יותר, , , עם עלות יותר, החידושים עם חומרים מהירים יותר, , החידושים עם עלות יותר, החידושים החידושים עם עלות יותר, החידושים החידושים החידושים המבוססים עלות יותר, החידושים החידושים חסכוניים יותר,

עבור אנשי מקצוע סביבתיים, להישאר מעודכן על טכניקות אלה הוא לא אופציונלי - חיוני להישאר תחרותי ולעמוד בציפיות מחמירות יותר ויותר של הרגולטורים והציבור.ההיסטוריה המקרה ופרופילים טכנולוגיים הזמינים באמצעות EPA, FRTR, CLU-IN, ומקורות מכובדים אחרים מספקים הוכחה פשוטה כי שיטות חדשניות SVE לספק תוצאות מעולות.