Extração de Vapor do Solo. Extração de Vapor do Solo. Extração de Vapor do Solo. Extração de Vapor do Solo. Extração de Vapor do Solo

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1 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS Engenharia Ambiental - Noturno Conhecida como SVE (Soil Vapor Extraction), é uma técnica relativamente simples de remediação do solo in situ, que visa separar fisicamente os contaminantes do solo. CONSERVAÇÃO E RECUPERAÇÃO DOS SOLOS A técnica de SVE também recebe as seguintes denominações: Volatilização in situ (in situ volatilization) Técnicas de Remediação Ventilação do solo in situ (in situ soil venting) Ventilação forçada do solo (forced soil venting) Karla Patricia S. Oliveira R. Esquerre In situ air stripping Campinas 19 e 21 de setembro de Extração por vácuo do solo (soil vacuum extraction) 2 Diagrama esquemático SVE remove compostos orgânicos voláteis (VOC) e alguns compostos orgânicos semi-voláteis presentes na zona insaturada do solo (a parte do subsolo acima do nível do aquífero). Tais compostos devem apresentar constante da lei de Henry acima de 0,01 ou pressão de vapor maior que 0,5 mmhg (0,02 polegadas de Hg). Pode ser combinada com outras técnologias de remediação. Sendo apropriada para ser usada em regiões próximas de fundações de prédios para prevenir a migração de vapor para os prédios. 3 Sistema genérico de SVE. 4 Diagrama esquemático 5 6 1

2 Sucção da água na zona saturada por bombeamento à vácuo. 7 Nos locais onde a contaminação está na zona saturada, um processo chamado de air sparging pode ser utilizado em conjunto com o sistema SVE. 8 Air sparging significa bombeamento de ar para dentro da zona saturada para favorecer a liberação dos contaminantes na forma de bolhas para a zona insaturada, onde os poços de extração do SVE podem removê-los. Sistema de extração de vapor do solo associado ao air sparging Como funciona? Um sistema SVE consiste num vácuo que succiona os contaminantes vaporizados do subsolo, trata o gás e daí reintroduz o vapor para o ambiente. Visão inicial da eficiência do SVE Permeabilidade Estudos em escala piloto podem ser realizados para fornecer informações de projeto. Os primeiros passos da remediação SVE é instalar ou adicionar poços e projetar o sistema baseado no ROI. Os contaminantes vaporizados são succionados do subsolo e o gás extraído pode ser tratado ou destruído. Permeabilidade intrínseca, k (cm 2 ) Argila Silte Areia Cascalho Volatilidade do contaminante 10-2 O aquecimento do solo com ventiladores pode ampliar a eficiência do SVE. Vapores extraídos pelo processo SVE são tipicamente tratados usando adsorção de carbono, incineração, oxidação catalítica ou condensação. 11 Ponto de ebulição ( o C) Não voláteis Óleos lubrificantes Óleos de aquecimento Diesel Querosene Gasolina 12 2

3 Profundidade da água subterrânea versus Eficiência do SVE Unidades pequenas que podem ser usadas para testes pilotos Profundidade Eficiência > 3,5 metros Efetiva 1 metro < profundidade < 3,5 metros Precisa de controle especial (por exemplo, poços horizontais ou bombeamento da água subterrânea) < 1 metro Geralmente não efetivo Escala real usada após estudos pilotos Fatores que afetam o custo de tratamentos SVE Componentes Projeto dos poços Número de poços Profundidade dos poços Poços de injeção de ar Fatores que afetam a seleção dos componentes Raio de influência Extensão da contaminação Profundidade da camada impermeável; localização dos contaminantes Distribuições do fluxo de ar Dados requeridos Perfis de pressão da permeabilidade do ar e testes pilotos, modelos matemáticos para otimizar a seleção; distribuição de contaminantes Profundidade da rocha, profundidade do aquífero Distribuição de contaminantes testes pilotos, modelagem Fatores que afetam o custo de tratamentos SVE Vantagens Componentes Bombas a vácuo e sopradores Separador vapor/líquido Tratamento do gás Tratamento do líquido (água) Custos de operação Fatores que afetam a seleção dos componentes Nível do vácuo e taxa de fluxo de ar Taxa de remoção do líquido (água) Taxa de remoção dos contaminantes, identificação dos contaminantes, conteúdo da mistura vapor/líquido Tipos possíveis de tratamento Tamanho do sistema de SVE, tempo de limpeza, custos analíticos, custos de disposição residual Dados requeridos testes pilotos, número de poços de extração de vapor Conteúdo da mistura, vazões do vapor (projetar com folga) testes pilotos, conteúdo da mistura durantes os testes pilotos. Comportamento hidrológico do local, conteúdo da mistura, concentração do contaminante da água. Testes químicos. Todos acima mais predições de tempo de limpeza baseados em modelos matemáticos e experiência prévia 17 Performance comprovada; disponibilidade de equipamentos; facilidade de instalação. Distúrbios mínimos das áreas em tratamento. Tempo de tratamento relativamente curtos (6 meses a 2 anos, em condições ótimas de operação). Custo competitivo: $20-$50/ton de solo contaminado. Pode ser aplicado em áreas com produto livre, e pode ser combinado a outras tecnologias. 18 3

4 Limitações Dificuldade de atingir redução de concentrações maiores que 90% utilizando unicamente SVE. Incerteza da eficiência quando aplicado em solos com baixa permeabilidade ou solos estratificados. Permissão para emissão de ar é geralmente requerida. Trata especialmente regiões insaturadas; métodos complementares são necessários para tratar zonas saturadas ou águas subterrâneas. SVE não remove óleos pesados, metais, PCBs ou dioxinas. Desvantagens Air Sparging Dificuldade em predizer a eficiência do método A transferência através da água é difícil de modelar A transferência por difusão de O 2 élimitada Limitações geológicas podem resultar no espalhamento da pluma de contaminação. Solos compactos ou com mais de 50% de umidade requerem muito vácuo podendo impedir a operação do SVE Nas áreas que se encontram em remediação ou a remediação foi finalizada, verifica-se que o bombeamento e tratamento e a recuperação de fase livre foram as técnicas mais empregadas no tratamento das águas subterrâneas, enquanto a extração de vapores e a remoção de solo/resíduo destacamse como as técnicas mais utilizadas para os solos. (CETESB) 21 Aplicações - Campinas Daimlerchrysler do Brasil S/A (Av Mercedes-Benz, Distrito Industrial) Contaminantes - compostos aromáticos, compostos halogenados, metais. Ações imediatas - barreiras físicas ou hidraúlicas, extração e tratamento de gases, monitoramento ambiental, remoção de resíduo/solo, tratamento de líquidos contaminados. Processo de remediação - "Air Sparging", confinamento geotécnico, bombeamento e tratamento de águas subterrâneas, extração e tratamento de vapores. 22 Auto Posto Bandeira Paulista Ltda (R. Bandeira Paulista, Itaim Bibi) Contaminantes - gasolina. Ações imediatas - extração de gases, isolamento da área, monitoramento ambiental, monitoramento de explosividade, remoção de resíduos sólido/solo, remoção da fase livre, tratamento de líquidos contaminados Processo de remediação - técnicas de extração de vapores do solo, "Air Sparging". Auto Posto Cidade Jardim Ltda (Av. Cidade Jardim, Jardim Paulista) Contaminantes - gasolina. de explosividade, remoção da fase livre, tratamento de líquidos contaminados. Processo de remediação - remoção da fase livre, extração de vapores do solo, "air sparging", "bioslurping". 23 Auto Posto Grito Ltda (Av. Nazaré, Ipiranga) Contaminantes - hidrocarbonetos do petróleo. Ações imediatas - extração de gases tratamento de líquidos contaminados. Processo de remediação - "air sparging", extração de vapores. Auto Posto M.A. Ltda (Av. Rio das Pedras, 35 - Vl Carrão) de explosividade, remoção de resíduos sólido/solo, remoção da fase livre, tratamento de líquidos contaminados. Processo de remediação - remoção da fase livre, extração de vapor, "air sparging". 24 4

5 Auto Posto M.A. Ltda (Av. Rio das Pedras, 35 - Vl Carrão) de explosividade, remoção de resíduos sólido/solo, remoção da fase livre, tratamento de líquidos contaminados. Processo de remediação - remoção da fase livre, extração de vapor, "air sparging". Lorena Auto Posto Ltda (Al. Lorena, Cerqueira César) de explosividade, remoção de resíduo/solo, remoção da fase livre. Processo de remediação - "Air Sparging", bombeamento e tratamento de águas subterrâneas, extração de vapores. 25 Conclusões A tecnologia de SVE apresenta baixo custo e está disponível no mercado. Estudos pilotos e a caracterização da área contaminada são pontos chaves na determinação da eficiência do SVE. A eficiência do SVE é função principal da permeabilidade do solo e volatilidade do contaminante. SVE é uma das técnicas mais comuns usadas com outras tecnologias de remediação. SVE já é uma tecnologia conhecida. 26 Bibliografia Notas de aula (ftp). Site da CETESB. A Citizen s Guide to Soil Vapor Extraction and Air Sparging, Office of Solid Waste and Emergency Response, EPA 542-F , October Guide for Conducting Treatability Studies under CERCLA: Soil Vapor Extraction- EPA/540/2-91/019A, September How to Evaluate Alternative Cleanup Technologies for Underground Storage Tank Sites: A Guide for Corrective Action Plan Reviewers- EPA 510-R , May Region 9: Charnock MTBE Cleanup Project- US EPA, February Remediation Technologies Screening Matrix and Reference Guide, Version 4.0- Federal Remediation Technologies Roundtable