Bombeamento e Bombeamento e TratamentoTratamento

- - Pump and treatPump and treat - -

Para começar:Para começar:

Quando bombear e tratar é uma adequada abordagem de Quando bombear e tratar é uma adequada abordagem de remediação?remediação?

O que está envolvido na aplicação "inteligente" do O que está envolvido na aplicação "inteligente" do pump-and-pump-and-treattreat ? ?

Quais são os rejeitos e como a recuperação pode ser Quais são os rejeitos e como a recuperação pode ser antecipada?antecipada?

Quais são os métodos recomendados para enfrentar os Quais são os métodos recomendados para enfrentar os desafios da contenção hidráulica eficaz ? desafios da contenção hidráulica eficaz ?

Como o projeto e operação de uma bomba e tratamento do Como o projeto e operação de uma bomba e tratamento do sistema pode ser otimizado e os seus desempenhos medidos? sistema pode ser otimizado e os seus desempenhos medidos?

Quando variações e alternativas para métodos convencionais Quando variações e alternativas para métodos convencionais pump-and-treatpump-and-treat devem ser usados? devem ser usados?

RemediaçõesRemediações in situ in situ

-Sistema de bombeamento (-Sistema de bombeamento (pump and treatpump and treat);); -Sistema de -Sistema de Air SpargingAir Sparging;; -Sistema de Extração de vapores (-Sistema de Extração de vapores (soil vapor soil vapor

extractionextraction);); -Sistema de Extração Multifásica (MPE);-Sistema de Extração Multifásica (MPE); -Processos Oxidativos Avançados (POA);-Processos Oxidativos Avançados (POA); -Barreiras Reativas, Barreiras Hidráulicas, -Barreiras Reativas, Barreiras Hidráulicas,

Funnel GateFunnel Gate, etc., etc. -Biorremediação-Biorremediação

IntroduçãoIntrodução

Retirada da água do solo Retirada da água do solo bombeamento bombeamento Posterior tratamentoPosterior tratamento Reinjeção no local ou usoReinjeção no local ou uso Método ativoMétodo ativo

Não recupera a água a padrões para consumoNão recupera a água a padrões para consumo

Sistemas de tratamento:Sistemas de tratamento: Carvão ativadoCarvão ativado

Filtros de contatoFiltros de contato Air strippingAir stripping BiológicoBiológico

Lodo ativadoLodo ativado

PrincípiosPrincípios

• remover elevados volumes de contaminação • impedir o avanço barreira hidrogeológica.

• rebaixamento do lençol freático da área afetada.

• sistema de tratamento:• caixa separadora de água e óleo, • air stripping, • tratamento físico químico e • filtros em carvão ativado.

Princípios Princípios (cont).(cont).

• sistema de tratamento:• Adição de nutrientes no efluente tratado

• re-injeção no solo e • auxílio nos processos de biodegradação.

Uso apropriado da técnicaUso apropriado da técnica

Contenção hidraúlicaContenção hidraúlica TratamentoTratamento

Exemplos de contenção Exemplos de contenção hidráulicahidráulica

- planta e seção vertical -- planta e seção vertical -

(a) Poço de bombeamento, (after Cohen et al., 1994)(a) Poço de bombeamento, (after Cohen et al., 1994)

Exemplos de contenção Exemplos de contenção hidráulicahidráulica

- planta e seção vertical - planta e seção vertical (cont) (cont) --

(b) Drenagem (b) Drenagem

Exemplos de contenção Exemplos de contenção hidráulicahidráulica

- planta e seção vertical - planta e seção vertical (cont) (cont) --

(c) Poço dentro de um sistema de barreiras(c) Poço dentro de um sistema de barreiras

Plumas de contaminantes:Plumas de contaminantes:função da densidade e miscibilidade com águas subterrâneasfunção da densidade e miscibilidade com águas subterrâneas

(A) líquidos leves (gasolina e metanol) tendem a (A) líquidos leves (gasolina e metanol) tendem a fluir para as porções superiores do aqüíferofluir para as porções superiores do aqüífero

(b) líquidos densos (percloro-etileno [PCE] e(b) líquidos densos (percloro-etileno [PCE] eetileno glicol) criam uma pluma que contamina toda etileno glicol) criam uma pluma que contamina toda

a espessura do aqüífero (a espessura do aqüífero (adaptadoadaptado de Gorelick et de Gorelick et al., 1993).al., 1993).

Diagrama conceitual de DNAPL (TCE) com Diagrama conceitual de DNAPL (TCE) com base em amostragem de solo e água base em amostragem de solo e água

subterrânea em um aqüífero heterogêneo subterrânea em um aqüífero heterogêneo de areia e cascalho.de areia e cascalho.

A extrema dificuldade na limpeza deste site, que inclui cinco formas distintas do TCE (vapores e produto residual na zona vadosa; agrupados, residual, e o produto dissolvido na águas subterrâneas), levou à modificação do sistema de bombeamento e tratamento para contenção hidráulica e não restauração (adaptado de Clausen e Solomon, 1994).

Principais tipos de ambiência Principais tipos de ambiência hidrogeológicashidrogeológicas

Aquíferos homogêneosAquíferos homogêneos Aquíferos heterogêneosAquíferos heterogêneos Aquíferos fraturadosAquíferos fraturados

Computação Gráfica como ferramenta para caracterização do sítio

Software SITE3D EPA, ajuda a visualizar em três dimensões uma pluma de contaminantes TCE em um sítio profundo.

Amarelos e vermelhos indicam zona com concentrações mais alta de TCE na água subterrânea.

O Efeito das Fases NAPL na O Efeito das Fases NAPL na contaminaçãocontaminação d da água a água

subterrâneasubterrânea

NAPL Escuro (Soltrol) e água em um micromodelo homogêneo NAPL Escuro (Soltrol) e água em um micromodelo homogêneo após (a) o deslocamento de água por NAPL e então (b) o após (a) o deslocamento de água por NAPL e então (b) o deslocamento de NAPL por água, com NAPL na saturação deslocamento de NAPL por água, com NAPL na saturação

residual residual (Wilson et al., 1990).(Wilson et al., 1990).

Fotomicrografias Fotomicrografias de (a) uma bolha de (a) uma bolha única ocupando única ocupando um corpo dos um corpo dos poros, e (b) uma poros, e (b) uma bolha dupla bolha dupla ocupando dois ocupando dois corpos porosos e corpos porosos e uma garganta de uma garganta de poros. poros. (Wilson et al., (Wilson et al.,

1990).1990).

Antecipando problemas com Antecipando problemas com resíduos e ricochetes resíduos e ricochetes

((reboundrebound))

Concentração versus tempo de bombeamento ou o Concentração versus tempo de bombeamento ou o volume mostrando rejeitos e efeitos de ricochete = volume mostrando rejeitos e efeitos de ricochete =

reboundrebound (Cohen et al., 1994).(Cohen et al., 1994).

Contaminantes são Contaminantes são mobilizados quando mobilizados quando a água do solo que éa água do solo que ésupersaturado com supersaturado com umumcontaminante vem contaminante vem ememcontato com um contato com um NAPL (a).NAPL (a).Ou o contaminante Ou o contaminante adsorvido em umadsorvido em umcarbono orgânico ou carbono orgânico ou na superfície do na superfície do mineral (b). mineral (b).

Alta velocidade de água subterrânea e curto tempo de contato Alta velocidade de água subterrânea e curto tempo de contato resultará em contaminante a baixas concentrações, e baixasresultará em contaminante a baixas concentrações, e baixasvelocidades e contato prolongado resulta em altavelocidades e contato prolongado resulta em altaconcentrações de contaminantes (c). concentrações de contaminantes (c). (adaptado de Gorelick et(adaptado de Gorelick et

al., 1993).al., 1993).

Concentração de contaminantes dissolvidos na água Concentração de contaminantes dissolvidos na água subterrânea bombeada a partir de uma fonte recuperada em subterrânea bombeada a partir de uma fonte recuperada em função do tempo de formação de um precipitado que contém função do tempo de formação de um precipitado que contém contaminantes de fase sólida contaminantes de fase sólida (Palmer e Pesca, 1992).(Palmer e Pesca, 1992).

Mudanças nas concentrações médias de Mudanças nas concentrações médias de tricloroetileno (TCE) em lentes de argila de tricloroetileno (TCE) em lentes de argila de espessura variável espessura variável como uma função do tempo (NRC, 1994). como uma função do tempo (NRC, 1994).

Rejeitos resultantes das variações de velocidade da Rejeitos resultantes das variações de velocidade da água subterrânea: (a) variações horizontais na água subterrânea: (a) variações horizontais na

velocidade de movimento da água subterrânea em velocidade de movimento da água subterrânea em direção a um poço de bombeamento direção a um poço de bombeamento (Keely, 1989).(Keely, 1989).

(b) maiores concentrações de rejeitos quando os (b) maiores concentrações de rejeitos quando os caminhos são mais lento mistura com caminhos são mais lento mistura com

concentrações menores por caminhos mais rápidos concentrações menores por caminhos mais rápidos (Palmer e Fish, 1992)(Palmer e Fish, 1992)

(c) em um aqüífero estratificado (areia e cascalho), (c) em um aqüífero estratificado (areia e cascalho), rejeitos ocorre em t1 quando água limpa do estrato rejeitos ocorre em t1 quando água limpa do estrato

superior de cascalho ainda se mistura com água superior de cascalho ainda se mistura com água subterrânea contaminada nas camadas inferiores subterrânea contaminada nas camadas inferiores

de areia de areia (Cohen et al., 1994).(Cohen et al., 1994).

Aquífero estratificado areia-cascalho

Zona de resíduos criada em cone Zona de resíduos criada em cone de depressão após a cessação do de depressão após a cessação do sistema de recuperação de LNAPL sistema de recuperação de LNAPL

(Gorelick et al., 1993).(Gorelick et al., 1993).

Contenção hidráulica efetivaContenção hidráulica efetivaPlano de estratégia de contenção de restauração mista:• sistema de bomba e tratamento • com barreira de muros para conter a água subterrânea

fonte de contaminação (p.ex.: NAPL ou resíduos presentes) e, em seguida, recolher e tratar a pluma do contaminante dissolvido (Cohen et al., 1994).

Taxa de bombeamentoTaxa de bombeamento

Função: Função: condutividade hidráulica do aquíferocondutividade hidráulica do aquífero tamanho da zona de contaminaçãotamanho da zona de contaminação tempo de degradaçãotempo de degradação coeficiente de distribuição do coeficiente de distribuição do

contaminantecontaminante

Variações e Alternativas aos Métodos Variações e Alternativas aos Métodos Convencionais de bombeamento e Convencionais de bombeamento e

tratamentotratamento- Pump-and-Treat -- Pump-and-Treat -

Usando trincheiras ou em combinação com drenos ou para Usando trincheiras ou em combinação com drenos ou para substituir os poços verticais de bombeamentosubstituir os poços verticais de bombeamento

Utilizando poços horizontais ou trincheiras para substituir ou Utilizando poços horizontais ou trincheiras para substituir ou complementar poços verticais complementar poços verticais

Induzir fraturas no subsolo para melhorar o rendimento dos Induzir fraturas no subsolo para melhorar o rendimento dos poçospoços

Implementação de controle de origem zona vadosa Implementação de controle de origem zona vadosa e remediação, muitas vezes como um e remediação, muitas vezes como um complemento necessário para a limpeza de água complemento necessário para a limpeza de água subterrâneasubterrânea

Fazendo melhorias químicas, que podem ter o Fazendo melhorias químicas, que podem ter o potencial de acelerar a remediação do aqüífero potencial de acelerar a remediação do aqüífero

Abordagem usando trincheiras ou Abordagem usando trincheiras ou poços horizontais para interceptar poços horizontais para interceptar plumas contaminantes plumas contaminantes (USEPA, 1994).(USEPA, 1994).

Abordagem usando trincheiras ou Abordagem usando trincheiras ou poços horizontais para interceptar poços horizontais para interceptar plumas contaminantes plumas contaminantes (USEPA, 1994) - cont.(USEPA, 1994) - cont.

Algumas aplicações de Algumas aplicações de poços horizontais: poços horizontais: (a) interseção com (a) interseção com camadas planas - deitada camadas planas - deitada (b) intercepção de pluma (b) intercepção de pluma alongada pelo gradiente alongada pelo gradiente regional, regional, (c) interceptando fraturas (c) interceptando fraturas verticais, e verticais, e (d) acesso sob estruturas (d) acesso sob estruturas (USEPA, 1994).(USEPA, 1994).

Diagrama do processoDiagrama do processopara pulverização aérea (para pulverização aérea (air spargingair sparging) com ) com

(a) poços verticais(a) poços verticais

(b) poços horizontais (b) poços horizontais (depois NRC, 1994).(depois NRC, 1994).

Esquema de Esquema de incremento químico incremento químico

do sistema do sistema pump-pump-and- and-

treattreat. As principais . As principais áreas de áreas de

destaque são destaque são mostradas em mostradas em

caixas. caixas. Em alguns casos, o Em alguns casos, o

agente reativo agente reativo vai ser recuperado vai ser recuperado

e e reutilizado. reutilizado.

(Palmer e Fish, 1992).(Palmer e Fish, 1992).

Sistema de biorremediação aeróbica Sistema de biorremediação aeróbica in situin situ::(a) poço de injeção com aspersor(a) poço de injeção com aspersor

(Sims et al.1992, depois Thomas e Ward, 1989).(Sims et al.1992, depois Thomas e Ward, 1989).

(b) galeria de infiltração(b) galeria de infiltração

Opções de gestão alternativa de pluma em águas Opções de gestão alternativa de pluma em águas subterrâneas:subterrâneas:

(a) sistema de bomba e tratamento, (a) sistema de bomba e tratamento, (b) biorremediação intrínseca, (b) biorremediação intrínseca, (c) na cortina de reação in situ, (c) na cortina de reação in situ,

(d) sistema de funil e porta.(d) sistema de funil e porta. (adaptado de Starr e Cherry, 1994).(adaptado de Starr e Cherry, 1994).

Configurações de Funil e Porta Configurações de Funil e Porta (Starr e Cherry, 1994).(Starr e Cherry, 1994).

Bombeamento, tratamento e Bombeamento, tratamento e reinjeçãoreinjeção

VantagensVantagens custo relativamente baixocusto relativamente baixo controle de contaminantes no localcontrole de contaminantes no local transtornos mínimos no localtranstornos mínimos no local não há interrupção das operações comerciais e não há interrupção das operações comerciais e

industriaisindustriais DesvantagensDesvantagens

possibilidade de espalhamento do contaminantepossibilidade de espalhamento do contaminante dificuldade no processo de reinjeçãodificuldade no processo de reinjeção dificuldade no controle de fluxo devido a não dificuldade no controle de fluxo devido a não

homogeneidadehomogeneidade longo tempo de tratamentolongo tempo de tratamento

Considerações FinaisConsiderações Finais Contenção hidráulica convencional Contenção hidráulica convencional ((pump-and-treatpump-and-treat ) )

maioria dos sítios contaminados. maioria dos sítios contaminados. controlar a migração da pluma para regiões mais afastadas controlar a migração da pluma para regiões mais afastadas

remoção de fontes secundárias da contaminação remoção de fontes secundárias da contaminação remoção de grandes volumes de água do subsoloremoção de grandes volumes de água do subsolo medida eficiente de remediação, em certas condições:medida eficiente de remediação, em certas condições:

lentas taxas de desorção e dissolução dos compostos. lentas taxas de desorção e dissolução dos compostos.

Referências bibliográficasReferências bibliográficas

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Referências bibliográficasReferências bibliográficas

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Para saber mais:Para saber mais:

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