TÉCNICAS DE REMEDIAÇÃO DE ORGANOCLORADOS NAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS: INJEÇÃO DE ZONAS REATIVAS. Novembro, 2002

Transcrição

1 TÉCNICAS DE REMEDIAÇÃO DE ORGANOCLORADOS NAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS: INJEÇÃO DE ZONAS REATIVAS Novembro, 2002 ARCADIS Hidro Ambiente S.A. Tel

2 Part of a bigger picture.

3 IRZ/ERD: ZONAS REATIVAS IN-SITU Consiste na injeção de zonas reativas para acelerar processos de degradação/complexação in situ. Degradação => dehalogenização + co-metabolismo Complexação => redução / oxidação 3

4 Tenologias x Custos x Tempo P&T, EXCAVATION $ $ SVE IN SITU BIO FUNNEL & GATE IRZ 1970's TIME 4

5 Histórico Primeiro site em 1993 Cromo e TCE Aplicado em mais de 100 sites (USA, UK, Holanda, Alemanha e Am. do Sul) Contaminantes tratados: Cr (VI), Cd, Zn, Hg, Ni, Pb, U Nitratos PCE, TCE, DCE, TCA, DCA, CT, PCP, percloratos 5

6 Elementos necessários para a aplicação de IRZ Fonte de Carbono natural, antropogênica, suplementar Receptores de elétrons Controle das concentrações de nitrato, ferro, manganes, sulfato, dióxido de carbono Ambiente redutor baixo redox (< -100 mv) Presença de compostos degradados

7 7

8 Parâmetros necessários para a aplicação da IRZ Conhecimento Hidrogeologia litologia, fluxo de água, geologia, permeabilidade Qualidade da água POP s Parâmetros biogeoquímicos (OD, Redox, ph, temperatura, metais, gases dissolvidos, etc).

9 Processo de degradação Redox Respiration e - Acceptor By-Products mv Aerobic O2 CO2 Denitrification NO3 2- NO2 -, N2, NH3 Manganese Mn 4+ Mn 2+ Reduction Iron Reduction Fe 3+ Fe 2+ Sulfanogenesis SO4 2- H2S mv Methanogenesis CO2 CH4 9

10 PCE Degrades to TCE Cl Cl C=C Cl Cl H Cl H Cl C=C Cl Cl PCE TCE Full Degradation PCE TCE DCE VC ETHENE ETHANE CO 2 CCl 2 =CCl 2 CHCl=CCl 2 CHCl= CHCl CH 2 = CHCl CH 2 = CH 2 C 2 H 6 CO 2 Reductive Dechlorination of Tetrachloroethylene 10

11 Dehalorespiration C 6 H 12 O 6 + Fe 3+ CO 2 + H 2 O + Fe 2+

12 Cometabolic Degradation Fortuitous Degradation of PCE, TCE, DCE and VC

13 Hydrogenolysis Production of H Atoms Influence the Rate

14 Reagente Aquífero PCE TCE Ethene Bedrock IRZ 14

15 IRZ/ERD Condicionantes ERD mobiliza as fases residuais e adsorvidas dos solventes clorados (solo/aquífero) ERD pode degradar os contaminantes mobilizados junto as fontes impedindo a migração A mobilização pode ser superior a capacidade de degradação 15

16 Estudo de caso 16

17 Northeastern US Site Northeastern US Site Histórico: 1985 iniciado processo de investigação e remediação Geologia: Aquífero formado por camada areno argilosa com 10mts de espessura recobrindo siltitos e folhelhos(fraturados) Impactos: Vazamento de PCE de tanque subterrâneo Pluma de PCE/TCE atingindo 100 mts fora dos limites Concentração de PCE maior que 160 ppm

18 "P" VE-3D VE-2D MW-5 MW-20 Evidência de processos de degradação Áreas de piloto para injeção MW-9 100mts Pluma de PCE

19 E L

20 Condição antes da injeção (Jan 99) Fase Piloto IW-1 Poço de injeção BEAM BLDG. 15 mts MW-1 transição 70 mts PARKING LOT MW-2/3 Córrego PETERS BR

21 Situação em Maio 1999 IW-1 BEAM BLDG. 15 mts MW-1 Redução 70 mts PARKING LOT MW-2/3 Zona Reativa Córrego PETERS BR

22 Resultados do Piloto: Redox e TOC BEAM BLDG. PARKING LOT IW-1 MW-1 MW-2/3 PETERS BROOK TOC (ug/l) Injeção IW profundo 14-meses mar/97 jul/98 dez/99 abr/ ORP (mv) TOC - 1 TOC - 3 ORP - 1 ORP

23 Resultados no MW 1 BEAM BLDG. IW-1 MW-1 PARKING LOT MW-2/ fev/98 fev/99 mai/99 set/99 nov/99 fev/00 VOC (ug/l) abr/00 jun/00 ago/00 out/00 dez/00 fev/01 injeção IW aprofundado Ethene (ng/l) PETERS BROOK PCE TCE DCE VC Ethene

24 Resultados no MW-3 BEAM BLDG. PARKING LOT IW-1 MW-1 MW-2/3 PETERS BROOK VOC ug/l jul/98 fev/99 ago/99 mar/00 out/00 abr/01 Ethene ng/l PCE DCE Ethene 24

25 Relação PCE e DCE BEAM BLDG. PARKING LOT IW-1 MW-1 MW-2/3 PETERS BROOK PCE ug/l jul/98 fev/99 ago/99 mar/00 out/00 abr/01 PCE - 3 PCE - 1 DCE-3 0 DCE ng/l 25

26 Degradação do PCE 1000 Taxa Natural 100 y = 249,73e -0,0092x R 2 = 0, PCE Taxa estimulada 1 Trendline Time (days) 26

27 Área fonte MW-6 BEAM BLDG. IW-1 MW-1 PCE ug/l Injeção Fim injeção fev/99 ago/99 mar/00 out/00 abr/01 Injeção reiniciada PARKING LOT DCE ng/l MW-2/3 PETERS BROOK PCE DCE Ethene 27

28 Escala Real 28

29 TREATMENT LINE 1 PILOT TEST AREA TREATMENT LINE 2 Reactive Zone August 2000 REACTIVE ZONE 29

30 TREATMENT LINE 1 PILOT TEST AREA 100 TREATMENT LINE 2 Pluma PCE Fev = Monitoring wells 1-9 PCE (ug/l) PCE (ug/l) PCE (ug/l) 1,000-4,999 PCE (ug/l) > 5,000 PCE (ug/l) 30

31 TREATMENT LINE 1 PILOT TEST AREA Pluma PCE Ago 2000 TREATMENT LINE PCE (ug/l) PCE (ug/l) PCE (ug/l) 1,000-4,999 PCE (ug/l) > 5,000 PCE (ug/l) 31

32 TREATMENT LINE 1 MW-4 PILOT Full Scale TEST System PCE Concentrations - February 2001 AREA TREATMENT LINE Pluma PCE Fev = Monitoring wells 1-9 PCE (ug/l) PCE (ug/l) PCE (ug/l) 1,000-4,999 PCE (ug/l) > 5,000 PCE (ug/l) 32

33 TREATMENT LINE 1 PILOT TEST AREA TREATMENT LINE 2 cis-1,2-dce Fev DCE (ug/l) DCE (ug/l) DCE (ug/l) >1000 DCE (ug/l) 33

34 TREATMENT LINE 1 PILOT TEST AREA 10 TREATMENT LINE 2 cis-1,2-dce Ago DCE (ug/l) DCE (ug/l) DCE (ug/l) >1000 DCE (ug/l) 34

35 TREATMENT LINE 1 MW-4 PILOT TEST AREA 10 1 TREATMENT LINE 2 cis-1,2-dce Fev = Monitoring wells 1-9 PCE (ug/l) PCE (ug/l) PCE (ug/l) 1,000-4,999 PCE (ug/l) > 5,000 PCE (ug/l) 35

36 TREATMENT LINE MW-4 PILOT TEST AREA 1 10 TREATMENT LINE 2 TCE Fev = Monitoring wells 1-9 PCE (ug/l) PCE (ug/l) PCE (ug/l) 1,000-4,999 PCE (ug/l) > 5,000 PCE (ug/l) 36

37 100 TREATMENT LINE MW-4 PILOT TEST AREA 1 TREATMENT LINE 2 Pluma de VC Fev 2001 = Monitoring wells 1-9 PCE (ug/l) PCE (ug/l) PCE (ug/l) 1,000-4,999 PCE (ug/l) > 5,000 PCE (ug/l) 37

38 Escala Real MW VOC (ug/l) Ethene (ng/l) mar/00 jun/00 out/00 jan/01 abr/01 PCE TCE DCE VC Ethene 38

39 Conclusões Concentrações de PCE reduzidos de 1000 s de ppb à ND Formação de Eteno indica degradação completa As fases intermediárias da pluma foram eliminadas em prazo inferior a 3 anos. Projeto em andamento para as fase de montante. Custos totais desta alternativa tecnológica representam cerca de 10% de tecnologias como pump and treat 39

40 Formas de implementação Automatico / Manual Well points / Poços de injeção Reagents Melaço Xarope de milho Óleo vegetal Cevada 40

41 IRZ 41

42 Sistema automático

43 43

44 44

45 Part of a bigger picture.