BR0213511B1

BR0213511B1 - mÉtodo de remediaÇço de solo contaminado, e, sistema de remediaÇço de solo.

Info

Publication number: BR0213511B1
Application number: BRPI0213511-6A
Authority: BR
Inventors: Harold J Vinegar; George Leo Stegemeier; Eric Pierre De Rouffignac
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2011-07-26
Also published as: BR0213511A; US20040126190A1; DK1467826T3; US6951436B2; JP2005506902A; AU2002336664B2; AU2002336664C1; WO2003035290A1; EP1467826B1; EP1467826B8; JP4509558B2; KR100925129B1; KR20040048428A; DE60205038T2; TW564192B; MXPA04003712A; CA2462215A1; ATE299403T1; DE60205038D1; CA2462215C

Description

"MÉTODO DE REMEDIAÇÃO DE SOLO CONTAMINADO, E, SISTEMADE REMEDIAÇÃO DE SOLO"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

1. Campo da invenção

A presente invenção refere-se em geral aos sistemas deremediação de solo. Uma modalidade da invenção refere-se ao posicionamento e àoperação de poços de remediação de solo dentro de uma área para segura,eficiente, e economicamente remover ou reduzir a contaminação de solo dentro daárea de tratamento.

2. Descrição da técnica relacionada

HERON G et ai: "Soil Heating for Enhanced Remediation ofChlorinated Solvents: A Laboratory Study on Resistive Heating and VaporExtraction in a Silty, Low-Permeable Soil Contaminated with Trichloroethylene",Environmental Science and Technology, American Chemical Society. Easton,PA, US, vol. 32, no. 10, 15 de maio de 1998 (1998-05-15), páginas 1474-1481,SP000751672 ISSN: 0013-936X descreve um aparelho experimental e um testepara remoção de hidrocarbonetos clorados do solo por extração de vapor comaquecimento resistivo do solo.

A Patente U.S. 5.360.067 descreve a injeção de gases decombustão em solo contaminado e aquecimento opcionalmente dielétrico pararemover contaminantes do solo.

A W098/52704 sugere o aquecimento pela passagem de gases decombustão através de tubos enterrados horizontais, enquanto se removemprodutos vaporizados a partir de outros condutos horizontais para removercontaminantes do solo.

A DE 19648929 sugere um método onde um canal de temperaturaé criado com um gradiente de temperatura na direção do centro do canal e nadireção da superfície da terra. O canal de temperatura é dirigido na direção dasuperfície da terra para efetuar a remoção de contaminantes.A DE1982493O sugere o aquecimento do solo por energia elétricade alta freqüência usando eletrodos para mobilizar componentes voláteis e entãoremover os componentes voláteis por sucção.

A contaminação de solo tem se tornado uma questão depreocupação em muitas localizações. "Solo" refere-se ao material não consolidadoe consolidado no terreno. Solo pode incluir material de formação natural tal comosujeira, areia, e rocha, bem como, outro material, tal como material deenchimento. Solo pode se tornar contaminado com contaminantes químicos,biológicos, e/ou radioativos. A contaminação do solo pode ocorrer em umavariedade de maneiras, tais como derramamento de material, vazamento de vasosde armazenagem, e exsudação de aterro. Preocupações de saúde públicaadicionais decorrem se os contaminantes migrarem para dentro de aqüíferos oupara dentro do ar. Contaminantes do solo também podem migrar para dentro defontes de alimento através de bioacúmulo em várias espécies em uma cadeiaalimentar.

Há muitos métodos para a remediação de solo contaminado."Remediação de solo" significa o tratamento do solo para a remoção decontaminantes do solo ou para a redução dos contaminantes dentro do solo (porexemplo, para níveis aceitáveis). Um método de remediação de um sítiocontaminado é a escavação do solo e o processamento do solo em uma estação detratamento separada para a eliminação ou a redução dos níveis de contaminantesdentro do solo. Muitos problemas associados com este método podem limitar seuuso e sua efetividade. Por exemplo, a geração de poeira que acompanha aescavação expõe o ambiente circundante e os trabalhadores à contaminação dosolo. Também, pode ser necessária a escavação de muitas toneladas de solo para otratamento efetivo até mesmo de um sítio de contaminação pequeno. Custos deequipamento, de labor, de transporte, e de tratamento podem tornar o métodoproibitivamente caro comparado com outros métodos de remediação de solo.

Tratamento biológico e tratamento químico in situ também podemser empregados para a remediação do solo. O tratamento biológico e/ou químicopode envolver a injeção de material para dentro do solo, de tal modo que omaterial reaja com e/ou mova os contaminantes dentro do solo. Um materialinjetado durante um tratamento químico ou biológico pode ser um reagenteconfigurado para reagir com a contaminação do solo para produzir produtos dereação que não estão contaminados. Alguns dos produtos de reação podem servoláteis. Estes produtos de reação podem ser removidos do solo.

O material injetado durante um tratamento químico pode ser umfluido transportador configurado para conduzir a contaminação na direção de umpoço de extração que remove a contaminação do solo. O fluido transportador podeser vapor de água, dióxido de carbono, ou outro fluido. Heterogeneidade do solo eoutros fatores podem, contudo, inibir a redução uniforme dos níveis decontaminação no solo usando o tratamento biológico e/ou o tratamento químico.Em adição, a injeção de fluido pode resultar na migração de contaminantes paradentro de solo adjacente.

Extração de vapor do solo (SVE) é um processo que pode ser usadopara a remoção de contaminantes do solo de subsuperfície. Durante a SVE, algumvácuo é aplicado para se extrair ar através do solo de subsuperfície. O vácuo pode seraplicado em uma interface de solo/ar ou através de poços de vácuo localizados dentrodo solo. O ar pode arrastar e transportar contaminantes voláteis na direção da fonte devácuo. Gás de saída removido do solo pelo vácuo pode incluir contaminantes queestavam dentro do solo. O gás de saída removido pode ser transportado para umaestação de tratamento. O gás de saída removido do solo pode ser processado na estaçãode tratamento para a eliminação ou a redução dos contaminantes dentro do gás de saídaremovido. SVE pode permitir que os contaminantes sejam removidos do solo sem anecessidade de se movimentar ou ligeiramente perturbar o solo. Por exemplo, SVEpode ser conduzida sob rodovias, fundações, e outras estruturas fixas.

A permeabilidade do solo de subsuperfície pode limitar aefetividade da SVE. Ar e vapor podem fluir através do solo de subsuperfícieatravés de regiões de permeabilidade alta do solo. O ar e o vapor podem se desviarde regiões de permeabilidade baixa do solo, permitindo que quantidadesrelativamente grandes de contaminantes permaneçam no solo. Areas depermeabilidade baixa e alta podem ser caracterizadas por exemplo, pela umidade,pelas camadas de solo estratificado, e pelas fraturas e heterogeneidades dematerial dentro do solo.

Água pode estar presente dentro do solo. Em um certo níveldentro de algum solo, espaços porosos dentro do solo se tornam saturados comágua. Este nível é referido como a zona de saturação. Na zona vadosa, acima dazona de saturação, os espaços porosos dentro do solo são preenchidos com água egás. A interface entre a zona vadosa e a zona saturada é referida como o lençol deágua. A profundidade do lençol de água refere-se à profundidade da zonasaturada. A zona saturada pode estar limitada por um aquitard. Um aquitard é umacamada de permeabilidade baixa do solo que inibe a migração de água.

Permeabilidade ao ar reduzida devido à retenção de água podeinibir o contacto do ar fluente com os contaminantes no solo durante a remediaçãodo solo por SVE. A desidratação do solo pode solucionar parcialmente o problemada retenção de água. O solo pode ser desidratado pelo abaixamento do lençol deágua e/ou pelo uso de uma técnica de desidratação por vácuo. Estes métodos podem não ser métodos efetivos de abertura dos poros do solo para a admissão defluxo de ar. Forças capilares podem inibir a remoção de água do solo quando olençol de água for abaixado. O abaixamento do lençol de água pode resultar emperda de umidade, que pode limitar a condutividade do ar.

Uma técnica de desidratação a vácuo pode apresentar limitaçõespráticas. O vácuo gerado durante uma técnica de desidratação por vácuo podediminuir rapidamente com a distância dos poços de desidratação. O uso dedesidratação por vácuo pode não diminuir significativamente a retenção de água nosolo. Este método também pode resultar na formação de corredores preferenciais paraa condutividade de ar localizados adjacentemente aos poços de desidratação.Muitos tipos de solo são caracterizados por extratos horizontaiscom extratos alternados de permeabilidade baixa e alta. Um exemplo comum deum tipo estratificado de solo é o de sedimentos lacustres, caracterizados por leitosfinos de extratos sedimentados e arenosos alternados. Tentativas para a realizaçãode SVE em tais extratos resultam na ocorrência de fluxo de ar substancialmentenos extratos arenosos e que se desvia dos extratos sedimentados.

Heterogeneidades podem estar presentes no solo. Ar e vaporpodem fluir preferencialmente através de certas regiões ou camadas do soloheterogêneo, tais como leitos de cascalho. Ar e vapor podem ser impedidos defluir através de outras regiões ou camadas do solo heterogêneo, tais como leitosargilosos. Também, por exemplo, ar e vapor tendem a fluir preferencialmenteatravés de vazios em material de enchimento insatisfatoriamente compactado. Are vapor podem ser impedidos de fluir através de material excessivamentecompactado. Fragmentos enterrados dentro do material de enchimento tambémpodem impedir o fluxo de ar através do solo.

Alguns componentes do solo podem ser tóxicos. Talcontaminação do solo pode incluir mercúrio, compostos contendo mercúrio talcomo dimetil-mercúrio; materiais radioativos tal como plutônio; compostosvoláteis perigosos; e suas combinações. Disposição de poços ou uso deprocedimentos de teste invasivos para a identificação da localização e da extensãoda contaminação do solo podem requerer medidas especiais para garantir que oambiente circundante e os trabalhadores não sejam expostos ao vaporcontaminado, à poeira, e a outras formas de contaminação durante a instalação e ouso dos poços ou dos procedimentos de teste. Tais medidas podem incluir, masnão se limitam a, aplicação de operações de produção de vapor ou de poeiradentro de recintos para prevenir a liberação de contaminantes para o ambiente,tratamento do ar dentro de recintos para remover ou reduzir a contaminação antesda liberação do ar para o ambiente, trabalhadores equipados com roupa protetoraapropriada, e/ou trabalhadores equipados com filtros de respiração adequados oufornecimentos de fontes de ar separadas.

Em alguns casos, a remoção de alguns contaminantes do soloafetado pode ser impraticável, mas a remoção de outros contaminantes pode serdesejável. Por exemplo, o solo que está contaminado com material radioativotambém pode estar contaminado com outros contaminantes tais como mercúrio,compostos de mercúrio, e/ou hidrocarbonetos clorados. A remoção de materialradioativo pode ser impossível ou impraticável, mas pode ser desejada a remoçãoou a redução de outros contaminantes dentro do solo para impedir que talcontaminação migre para outras áreas através do solo.

Portanto, é um objeto de uma forma de realização da presenteinvenção fornecer um método eficaz e um sistema para a remoção decontaminantes voláteis do solo pelo aquecimento e extração de vapor in situ, emque os contaminantes não são espalhados da posição inicial.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um sistema de remediação de solo por dessorção térmica in situ("ISTD") pode ser utilizado para remediar solo contaminado dentro de uma áreade tratamento. Em um sistema de remediação de solo ISTD, poços aquecedorespodem ser empregados para aquecerem o solo para a dessorção e/ou a destruiçãode contaminantes arrastados para dentro do solo. O sistema de remediação de solopode incluir numerosos poços de extração de vapor (algumas vezes referidoscomo "poços de extração - aquecedores") que removem gás de saída do solo. Osolo pode ser aquecido por poços de extração de vapor - aquecedores e por poçosaquecedores. Os poços aquecedores podem ser posicionados em anéis ao redor depoços de extração de vapor e/ou de poços de extração de vapor - aquecedores. Oposicionamento e a operação de poços de extração de vapor e/ou de poços deextração de vapor - aquecedores dentro de uma área de tratamento podem permitira redução de contaminação de solo dentro da área de tratamento enquanto queproporciona uma vantagem econômica significativa sobre outros sistemas detratamento de solo disponíveis. Poços aquecedores, poços de extração de vapor,e/ou poços de extração de vapor - aquecedores podem ser operados em umaseqüência para que se evite pressão positiva dentro do solo. A pressão positivadentro do solo pode resultar na migração de contaminação dentro da ou da área detratamento.

Uma modalidade do sistema de remediação de solo podeincluir uma pluralidade de poços aquecedores e pelo menos um poço deextração de vapor. Uma modalidade pode incluir uma barreira para definiruma área de tratamento e deste modo limitar o volume de solo a serremediado. A barreira pode definir parcial ou completamente um perímetro daárea de tratamento. A barreira pode inibir a recarga de água para dentro dosolo dentro da área de tratamento. A barreira também podem inibir amigração de fluido da área de tratamento para dentro de áreas de soloadjacentes. A barreira pode ser, mas não se limita a, placas inseridas dentro dosolo, uma parede argamassa, e/ou uma parede de congelamento. Em outrasmodalidades de remediação de solo, áreas de tratamento podem não estarrodeadas por barreiras.

Uma quantidade de água em uma área de tratamento pode serestimada pelo teste dos testemunhos obtidos da área de tratamento, por técnicas deregistro, e/ou pela medição de uma quantidade de água no gás de saída removidodo solo. Calor pode ser aplicado no solo contaminado dos poços aquecedores emuma taxa suficiente para vaporizar a água na área de tratamento. A taxa deaquecimento pode ser controlada para gerar vapor de água no solo em quantidadesque podem ser removidas pelos poços de extração de vapor e/ou poços deextração de vapor - aquecedores de tal modo que a pressão positiva não sejagerada dentro do poço. Isto é vantajoso, visto que uma pressão positiva no solopode permitir que a contaminação dentro do solo migre para fora da área detratamento. Agua vaporizada, contaminação vaporizada, contaminação arrastada,e outro material podem ser removidos do solo como gás de saída através dospoços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor - aquecedores.Aplicação de calor no solo e remoção de gás de saída dosolo podem resultar em um aumento na permeabilidade do solo durante aremediação do solo. Os poços de extração de vapor e/ou os poços deextração de vapor - aquecedores trabalham mais eficientemente em soloque é relativamente permeável. Portanto, o solo que é relativamentepermeável pode requerer um número reduzido de poços de extração devapor e/ou poços de extração de vapor - aquecedores por volume unitáriode solo. Um número reduzido de poços de extração de vapor e/ou poços deextração de vapor - aquecedores pode melhorar a economia de um sistemade remediação de solo. Poços de extração de vapor e poços de extração devapor - aquecedores combinados são tipicamente mais caros do que poçosaquecedores. Limitação do número de poços de extração de vapor e/oupoços de extração de vapor - aquecedores pode reduzir o custo do sistemade remediação de solo.

A limitação do número de poços de extração de vapor oupoços de extração de vapor - aquecedores também pode oferecer outrasvantagens de custo. Para uma dada área de superfície de solo, um númeromenor de poços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor -aquecedores em padrões substancialmente regulares, eficientes pode resultar em um fluxo menor de gás de saída do solo, em comparação comum fluxo de gás de saída maior resultante do fluxo de vapor não uniformeentre poços de extração de vapor ineficazmente espaçados. Estações detratamento e tubulação coletora de vapor menores e mais simples podemser capazes de manusear o fluxo mais baixo de gás de saída removido do solo, enquanto que estações de tratamento e tubulação coletora de vapormaiores podem ser necessárias para a acomodação de fluxo maior de gás desaída removido do solo. Assim, os custos de capital e de operaçãoassociados com as estações de tratamento do sistema de remediação de solopodem ser menores para poços eficientemente espaçados.Poços aquecedores podem ser posicionados em anéis ao redorde um poço de extração de vapor e/ou poço de extração de vapor -aquecedor. O poço de extração de vapor e/ou poço de extração de vapor -aquecedor e o primeiro anel de poços aquecedores podem ser ativados paracomeçarem a remediar o solo. O anel seguinte de poços aquecedores podeser ativado após decorrido um intervalo de tempo selecionado. Em umamodalidade alternativa, o anel seguinte de poços aquecedores pode serativado após vácuo influenciar o anel seguinte de poços aquecedores. Ovácuo alcançado pode indicar que os poços ativados têm aumentado apermeabilidade do solo a uma distância selecionada do anel seguinte depoços aquecedores dos poços ativados. A permeabilidade aumentada do solocontaminado pode ser indicada pela quantidade de vapor extraído através dopoço de extração de vapor e/ou poço de extração de vapor - aquecedor. Oanel seguinte de poços aquecedores pode ser ativado após um anel interno depoços ativados ter alcançado uma quantidade predeterminada de calorinjetado. As medições de temperatura e/ou de pressão podem ser tomadasem um poço aquecedor do anel seguinte de poços aquecedores ou em umpoço de teste ou poços de teste entre os poços ativados e o anel seguinte depoços aquecedores.Em algumas modalidades de sistema de remediação de solo,pode ser vantajosa a introdução de um fluido dentro do solo. O fluido podeser, mas não se limita a, um fluido transportador, um reagente, umsolvente, um tensoativo, e/ou um fluido de transferência de calor. Umfluido transportador pode mover a contaminação na direção dos poços deextração de vapor e/ou poços de extração de vapor - aquecedores. Umreagente pode reagir com a contaminação para destruir a contaminaçãoe/ou produzir produtos de reação voláteis que podem ser removidos do solocomo uma porção do gás de saída. Um solvente ou tensoativo pode serusado para aumentar o fluxo de fluido adjacente aos poços. Um fluido detransferência de calor pode ser empregado para convectivamente transferircalor para o solo. Em algumas modalidades, o fluido pode ser injetado nosolo através de poços de injeção pressurizada. Em outras modalidades, ofluido pode ser introduzido nos poços de injeção, e vácuo aplicado sobre osolo pelos poços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor -aquecedores pode introduzir o fluido para dentro do solo. A permissão deque os poços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor -aquecedores introduzam fluido para dentro do solo pode inibirvantajosamente a produção de pressão positiva dentro do solo.

Em certas modalidades, poços de injeção podem serconvertidos em poços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor -aquecedores. Os poços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor -aquecedores podem ser desconectados de um sistema de vácuo, e os poçospodem ser conectados a um sistema de fornecimento de fluido que introduzfluido dentro dos poços. Em algumas modalidades, poços de injeçãoseparados podem ser instalados em um padrão dentro do solo. Umacombinação de poços de extração (extratores), poços de injeção (injetores), epoços aquecedores arranjados em padrões no solo pode proporcionar umadistribuição de fluidos e de calor que permite a remediação do solomelhorada.

Algumas modalidades de processo de remediação de solopodem inibir ou prevenir o espalhamento de contaminantes causado pelainjeção de calor para dentro do solo. Um anel de poços de extração de vaporpode circundar uma área de tratamento desejada. Os poços de extração devapor no anel externo podem ser ativados em um tempo selecionado ouquando medições indicarem que os poços são influenciados, ou podem serlogo influenciados, por poços aquecedores, poço de extração de vapor, e/oupoços de extração de vapor - aquecedores que são utilizados para aremediação do solo. Medições podem incluir, mas não se limitam a, mediçõesde temperatura e/ou de pressão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Objetivos e vantagens da invenção se tornarão evidentesdurante a leitura da seguinte descrição detalhada e com referência aosdesenhos acompanhantes nos quais:

FIG. 1 mostra uma vista de seção transversal de umamodalidade de um poço inserido dentro do solo.

FIG. 2 mostra um diagrama esquemático de uma modalidadede um sistema de remediação de solo in situ.

FIG. 3A-FIG.3D mostram vistas planas de arranjos centradosde ápice de padrões espaçados por altitude de poços aquecedores e poços deextração de vapor para quatro razões de poço de extração/aquecedor.

FIG. 4A-FIG. 4D mostram vistas planas de arranjos centradosde ápice de padrões espaçados de linha de poços aquecedores e poços deextração de vapor para quatro razões de poço de extração/aquecedor.

FIG. 5A-FIG. 5D mostram vistas planas de arranjos centradosde ápice de padrões espaçados de triângulo de poços de extração de vaporpara quatro razões de poço de extração/aquecedor.

FIG. 6A-FIG. 6D mostram vistas planas de vários arranjos depoços de extração de vapor, poços aquecedores, e poços de injeção de fluido.

Embora a invenção seja suscetível a várias modificações eformas alternativas, suas modalidades específicas são mostradas por meio deexemplo nos desenhos e serão aqui descritas em detalhe. Os desenhos podemnão estar em escala. Deve ser entendido que os desenhos e a descriçãodetalhada dos mesmos não são intencionados para limitarem a invenção àforma particular descrita, mas pelo contrário, a invenção é para cobrir todas asmodificações, equivalentes, e alternativas que caiam dentro do espírito e doescopo da presente invenção conforme definidos pelas reivindicações emanexo.DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Um sistema de processo de dessorção térmica in situ (ISTD)pode ser usado para remediar solo contaminado. Um processo de remediaçãode solo por ISTD envolve o aquecimento in situ do solo para elevar atemperatura do solo enquanto simultaneamente remove gás de saída do solopor vácuo. O aquecimento do solo pode resultar na remoção de contaminantespor numerosos mecanismos. Tais mecanismos podem incluir, mas não selimitam a: vaporização e transporte de vapor dos contaminantes do solo;evaporação e arraste e remoção dos contaminantes para dentro de umacorrente de ar ou de vapor de água; e/ou conversão ou degradação térmica doscontaminantes em compostos não-contaminates por pirólise, oxidação, ououtras reações químicas dentro do solo.

Um processo de remediação de solo por ISTD pode oferecervantagens significativas sobre os processos de extração de vapor (SVE) do solo eprocessos que dependem da injeção de fluidos transportadores, reagentesquímicos e/ou reagentes biológicos para dentro do solo. A condutividade do fluxode fluido de um solo médio pode variar em um fator de 108 em todo o solo devidoem parte às heterogeneidades do solo e à água dentro do solo. Como aqui usado,"fluido" refere-se à matéria que está em um estado líquido ou gasoso. O transportede massa de fluido através do solo pode ser um fator limitante na remediação deum sítio de tratamento usando um processo de SVE ou um tratamento químicoe/ou biológico do solo. Em contraste à variação extremamente grande napermeabilidade ao fluxo de fluido do solo, a condutividade térmica de um solomédio pode variar por um fator de cerca de dois em todo o solo. Em adição, ainjeção de calor para dentro do solo pode ser significativamente mais uniforme doque a injeção de um fluido através do mesmo solo. A injeção de calor para dentrodo solo pode resultar em um aumento preferencial na permeabilidade de soloestanque. O calor injetado pode secar o solo. A medida que o solo seca, apermeabilidade microscópica e macroscópica do solo pode aumentar. O aumentona permeabilidade de solo aquecido pode permitir que um processo de remediaçãode solo por ISTD remova ou reduza os contaminantes para níveis aceitáveis emtoda a área de tratamento. O aumento na permeabilidade do solo pode permitir aremediação in situ dos siltes e argilas de permeabilidade baixa que não sãotratáveis por processos padrão de extração de vapor do solo.

Em uma modalidade de remediação de solo, um método dedescontaminação inclui o aquecimento do solo contaminado paratemperaturas nas quais os contaminantes são removidos por vaporização e/oudestruição térmica. A água in situ pode vaporizar e arrastar os contaminantes,permitindo a remoção do solo através de poços de extração.

O solo pode ser aquecido por uma variedade de métodos.Métodos para o aquecimento de solo incluem, mas não se limitam a,aquecimento por condução ou radiação térmica de uma fonte de calor,aquecimento por aquecimento de radiofreqüência, ou aquecimento poraquecimento de resistência elétrica do solo. "Aquecimento radiante" refere-se àtransferência de calor radiante de uma fonte de calor para uma superfície maisfria. Em um processo de ISTD, o calor é então transferido primariamente porcondução da superfície de solo aquecida para o solo adjacente, elevando destemodo a temperatura do solo a alguma distância da fonte de calor. O aquecimentoradiante e/ou convectivo pode ser vantajoso porque as temperaturas obteníveispor tal aquecimento não são limitadas pela quantidade de água presente no solo.Temperaturas do solo substancialmente acima do ponto de ebulição da águapodem ser obtidas usando aquecimento radiante e/ou condutivo. Temperaturasde solo de cerca de 100°C, 121°C, 149°C, 204°C, 399°C, 538°C, ou maiores,podem ser obtidas usando aquecimento radiante e/ou condutivo. A fonte de calorpara aquecimento radiante e/ou condutivo pode ser, mas não se limita a, umaquecedor de resistência elétrica posicionado dentro de um furo de poço, umfluido de transferência de calor circulado através de um furo de poço, oucombustão dentro do furo de poço.Aquecedores podem ser posicionados dentro ou sobre o solopara aquecimento do solo. Para a contaminação do solo dentro de cerca de 0,9 mda superfície do solo, mantas térmicas e/ou aquecedores de terrenoposicionados sobre o topo do solo podem aplicar calor condutivo no solo. Umsistema de vácuo pode remover um vácuo sobre o solo através de portas devácuo que passam através da manta térmica. Os aquecedores podem operar acerca de 871°C. Patente U.S. 5.221.827 publicada por Marsden et al., que éincorporada como referência como se estivesse totalmente aqui descrita,descreve um sistema de remediação de solo com manta térmica. Patente U.S. 4.984.594 publicada por Vinegar et al., que é incorporada como referênciacomo se estivesse totalmente aqui descrita, descreve um método in situ para aremoção de contaminantes de solo superficial e quase superficial pelaimposição de um vácuo sobre o solo abaixo da camada flexível impermeávele depois o aquecimento do solo com um aquecedor elétrico de superfície queé posicionado sobre a superfície do solo sob a camada.

Para contaminação mais profunda, poços aquecedores podem serusados para o fornecimento de calor ao solo. Patente U.S. 5.318.116 e Pedido dePatente U.S. 09/549.902 de Vinegar et al. e Pedido de Patente U.S. 09/836.447 deVinegar et al., cada um dos quais é incorporado como referência como seestivesse totalmente aqui descrito, descrevem processos de remediação de solo porISTD para o tratamento de solo subsuperficial contaminado por meio deaquecimento térmico radiante e/ou condutivo. Pedido de Patente U.S. 09/841.432de Wellington et al.; Pedido de Patente U.S. 10/131.123 de Wellington et al.; ePedido de Patente U.S. 10/279.291 intitulado de iiIn situ Recovery From A Hydrocarbon Containing Formation Using Barriers" de Wellington et al., edepositado aos 24 de outubro de 2002, também descrevem aquecedores e váriosequipamentos. Cada um destes pedidos é incorporado como referência como seestivesse aqui totalmente descrito.

Alguns poços aquecedores podem incluir revestimentosperfurados que permitem que o fluido seja removido do solo. Um poçoaquecedor com um revestimento perfurado também pode permitir que fluidoseja extraído ou injetado para dentro do solo. Vácuo pode ser aplicado no solopara extrair fluido do solo. O vácuo pode ser aplicado na superfície ou atravésde poços de extração posicionados dentro do solo.

O termo "poços" refere-se aos poços aquecedores, poços deextração, poços de injeção, e poços de teste. Fluido do solo pode ser removidodo solo através de poços de extração. Alguns poços de extração podem incluirelementos aquecedores. Tais poços de extração, que são referidos como"poços de extração - aquecedores", são capazes de tanto elevar a temperaturado solo quanto remover o fluido do solo. Em uma região adjacente a um poçode extração - aquecedor, o fluxo de calor pode estar em contra-corrente aofluxo de fluido. O fluido removido do poço de extração - aquecedor pode serexposto a uma temperatura suficientemente alta dentro do poço de extração -aquecedor para resultar na destruição de alguns dos contaminantes dentro dofluido. Poços de injeção permitem que um fluido seja inserido dentro do solo.Amostragem ou registro do solo ou do fluido do solo pode ser realizadausando poços de teste que estão posicionados em localizações desejadasdentro de um padrão de poços de um sistema de remediação de solo.

Um sistema de remediação de solo in situ pode incluir umapluralidade de poços aquecedores e pelo menos um poço de extração devapor. Um poço de extração de vapor também pode incluir um ou maiselementos aquecedores. Os elementos aquecedores de poço de extração devapor - aquecedor podem proporcionar calor para o estabelecimento de umapermeabilidade inicial na vizinhança do poço de extração de vapor. Oaquecimento adicional também pode prevenir a condensação vapor de água ede contaminantes no poço. Em algumas modalidades de poço de extração, ospoços de extração podem não incluir elementos aquecedores. Ausência deelementos aquecedores dentro do poço de extração de vapor podemsimplificar o projeto do furo de poço de extração de vapor, e pode serpreferida em algumas aplicações.

Poços podem ser arranjados em um padrão de filas e colunasdentro do solo. Filas de poços podem estar alternadas de modo que os poçosestejam em um padrão triangular. Alternativamente, os poços podem estaralinhados em um padrão retangular, padrão pentagonal, padrão hexagonal, oupadrão poligonal de ordem superior. Uma distância entre os poços adjacentes podeser uma distância substancialmente fixada de modo que o padrão de poçospoligonal possa der composto de arranjos regulares de quadrados ou de triângulosequiláteros. Uma distância de espaçamento entre poços adjacentes de um padrãopode variar de cerca de 1 metro (3 ft) a cerca de 13 metros (40 ft) ou mais. Umadistância de espaçamento típica pode ser de cerca de 2 a 4 metros (6 a 12 ft). Umsolo consolidado, ou substancialmente consolidado possuindo uma altacapacidade de transferência de calor pode permitir um espaçamento relativamentemaior entre os poços aquecedores adjacentes. Um solo não-consolidado, ousubstancialmente não-consolidado pode requerer um espaçamento relativamentemenor entre os poços aquecedores. Alguns poços podem ser posicionados fora deum padrão regular para se evitarem obstruções dentro do padrão.

Um processo de remediação de solo por ISTD pode possuirvárias vantagens sobre SVE. O calor adicionado no solo contaminado podeelevar a temperatura do solo para acima das temperaturas de vaporização doscontaminantes dentro do solo. Se a temperatura do solo exceder a temperaturade vaporização de um contaminante do solo, o contaminante poderávaporizar. Vácuo aplicado no solo pode ser capaz de extrair o contaminantevaporizado do solo. Até mesmo aquecimento do solo para uma temperaturaabaixo das temperaturas de vaporização dos contaminantes pode ter efeitosbenéficos. O aumento da temperatura do solo pode elevar as pressões devapor dos contaminantes dentro do solo e permitir que uma corrente de arremova uma porção maior dos contaminantes do solo do que o possível emtemperaturas de solo menores. Permeabilidade aumentada do solo devido aoaquecimento pode permitir a remoção de contaminantes de toda uma área detratamento do solo.

Muitas formações de solo incluem uma grande quantidade deágua comparada com os contaminantes. A elevação da temperatura do solopara a temperatura de vaporização da água pode vaporizar a água. O vapor deágua pode ajudar a volatilizar e/ou a arrastar os contaminantes dentro do solo.O vácuo aplicado no solo pode remover os contaminantes volatilizados e/ouarrastados do solo. Vaporização e arraste dos contaminantes podem resultarna remoção de contaminantes de ponto de ebulição médio e alto do solo.

Em adição à permissão de maior remoção de contaminantes dosolo, o calor aumentado do solo pode resultar na destruição de contaminantesin situ. A presença de um oxidante, tal com ar ou vapor de água, pode resultarna oxidação dos contaminantes que passam através de solo de temperaturaalta. Na ausência de oxidantes, os contaminantes dentro do solo podem seralterados por pirólise. Vácuo aplicado no solo pode remover os produtos dereação do solo.

O sistema de aquecimento e extração de vapor pode incluirpoços aquecedores, poços de extração, poços de injeção, e/ou poços de teste.Os poços aquecedores aplicam energia térmica no solo para aumentar atemperatura do solo. Os poços de extração de um sistema de aquecimento eextração de vapor podem incluir revestimentos perfurados que permitem queo gás de saída seja removido do solo. O revestimento ou uma porção dorevestimento pode ser feito de um metal que é resistente à degradaçãoquímica e/ou térmica. Perfurações em um revestimento de poço podem sertampadas com um material removível antes da inserção do revestimentodentro do terreno. Após a inserção do revestimento dentro do terreno, ostampões nas perfurações podem ser removidos. Pedido de Patente U.S.09/716.366, que é incorporado como referência como se estivesse aquitotalmente descrito, descreve poços que são instalados com tampõesremovíveis posicionados dentro das perfurações dos revestimentos de poço.As perfurações em um revestimento de poço podem ser, mas não se limitama, buracos e/ou sulcos. As perfurações podem estar teladas. O revestimentopode possuir várias zonas perfuradas em posições adjacentes ao longo de umcomprimento do revestimento. Quando o revestimento estiver inserido dentrodo solo, as zonas perfuradas podem estar localizadas adjacentemente àscamadas contaminadas do solo. As áreas adjacentes às seções perfuradas deum revestimento podem ser preenchidas com cascalho ou areia. Orevestimento pode ser vedado ao solo adjacente para não produzir camadas desolo para inibir a migração de contaminantes para dentro de solo nãocontaminado.

FIG. 1 mostra uma vista esquemática do revestimento 101. Orevestimento 101 pode ser posicionado dentro do solo ou terreno 102. Orevestimento 101 pode incluir perfurações ou aberturas 103 que permitem queo fluido flua para dentro ou para fora do revestimento. Porções dorevestimento 101 podem estar posicionadas próximas do solo contaminado104, e porções do revestimento pode estar próximas de solo não contaminado105. Interfaces 106 separam as camadas de solo próximas. Revestimento 101de poço pode formar uma parte de um poço de extração de vapor, um poço deinjeção de fluido ou de calor, um poço de extração de vapor - aquecedor emcombinação, ou um poço de teste. Um poço de extração de vapor pode serusado para remover gás de saída do solo contaminado 104. O gás de saídapode incluir, mas não se limita a, ar, água, e contaminantes que estavamdentro do solo 102.

Fluido pode ser introduzido dentro do solo através de um poçode injeção. O fluido pode ser, mas não se limita a, uma fonte de calor talcomo vapor de água, um solvente, um tensoativo, um reagente químico talcomo um oxidante, um veículo de tratamento biológico, e/ou um fluidotransportador que força os fluidos dentro do solo 102 na direção de um poçode extração de vapor. Uma força motriz para a injeção de fluido para dentrodo solo 102 pode ser fornecida através do revestimento 101 ou de um poço oude poços próximos. O poço de injeção pode incluir um revestimentoperfurado. O poço de injeção pode ser semelhante a um poço de extração,exceto que o fluido é inserido dentro do solo através das perfurações norevestimento do poço em vez de ser removido do solo através das perfuraçõesno revestimento do poço. O fluido pode ser removido ou injetado dentro dosolo.

Um poço de teste pode ser usado para a determinação daestrutura e da estratificação do solo 102; para a retirada de amostras gasosaspara a determinação da localização e da concentração dos contaminantes; oupara servir como um poço de registro para uso com ferramentas de registropor raio gama, ferramentas de registro por nêutrons, ou outros tipos deferramentas de registro para a medição das propriedades dentro do solo, taiscomo, mas não se limitando a, pressão e temperatura.

Um sistema de remediação de solo por ISTD pode incluirnumerosos sistemas componentes. Os sistemas podem incluir um sistema deextração de vapor e de aquecimento, um sistema de tubulação coletora de gásde saída, um sistema de tratamento de gás de saída, e sistemas de controle deenergia e de instrumentação. O sistema de extração de vapor e deaquecimento pode incluir mantas térmicas par o tratamento do solocontaminado que está próximo da superfície, ou poços aquecedores para otratamento de solo contaminado em profundidades maiores. Um sistema deremediação de solo pode incluir tanto mantas térmicas quanto poçosaquecedores.

Um poço de extração, de injeção, ou de teste pode serposicionado dentro de um furo perfurado ou aumentado. Cascalhos obtidosdurante a formação do furo podem requerer tratamento separado para aeliminação dos contaminantes dentro dos cascalhos. Alternativamente, umpoço de extração, de injeção, ou de teste pode ser vibrado e/ou conduzidopara dentro do solo. Patente U.S. 3.684.037 publicada por Bodine e PatenteU.S. 6.039.508 publicada por White descrevem sistemas para a perfuraçãosônica de poços. Ambas estas patentes são incorporadas como referênciascomo se estivessem aqui totalmente descritas. A vibração ou a condução deum poço para dentro do terreno pode limitar a geração de cascalhos e/ou devapores durante a inserção do poço dentro do terreno.

Um sistema de tubulação coletora de gás de saída pode serconectado aos poços de extração de um sistema de extração de vapor e deaquecimento. O sistema de tubulação coletora de gás de saída também podeser conectado a um sistema de tratamento de gás de saída de modo que o gásde saída removido do solo possa ser transportado para o sistema detratamento. A tubulação coletora de gás de saída pode ser uma tubulação nãoaquecida que conduz gás de saída e condensado para a estação de tratamento.Pedido de Patente U.S. 09/549.902, que é incorporado como se estivesse aquitotalmente aqui descrito, descreve um sistema coletor de vapor para umsistema de remediação por ISTD. Alternativamente, a tubulação coletora degás de saída pode ser tubulação aquecida que inibe a condensação de gás desaída dentro da tubulação coletora.

Um sistema de controle de energia e de instrumentação podeser usado para monitorar e controlar a taxa de aquecimento do sistemaaquecedor. O sistema de controle de energia e de instrumentação tambémpode ser utilizado para monitorar o vácuo aplicado no solo e para controlar aoperação do sistema de tratamento de gás de saída.

A FIG. 2 mostra um diagrama esquemático de umamodalidade de sistema de remediação de solo 201. O sistema de remediaçãode solo 201 pode ser usado para tratar solo contaminado pela remoção ouredução substancial da quantidade de contaminação dentro do solo 102. Osistema de remediação de solo 201 pode ser, mas não se limita a, um sistemade extração de vapor de solo ("SVE") ou um sistema de remediação pordessorção térmica in situ ("ISTD"). O sistema de remediação de solo 201pode incluir um ou mais poços de extração ou poços de extração - aquecedores em combinação 202. O sistema de remediação de solo 201 podeopcionalmente incluir um ou mais poços de injeção de fluido ou aquecedores203 e um ou mais poços de teste 204. Os poços de injeção 203 e/ou poços deteste 204 podem estar localizados dentro ou fora de um padrão de poços deextração de vapor 202. Um revestimento de poço que inclui perfurações ouaberturas pode ser parte de poços de extração de vapor 202, poços de injeção203, ou poços de teste 204 do sistema de remediação de solo 201. Emalgumas modalidades, porções dos poços de extração de vapor e/ou poços deinjeção podem incluir porções de furo de poço abertas.

O sistema de remediação de solo 201 pode incluir cobertura de terreno 205, estação de tratamento 206, sistema coletor de vapor 208, sistemade controle 209, e uma pluralidade de poços de extração 202. O sistema deremediação de solo 201 também pode incluir poços de injeção 203 e/ou poçosde teste 204. A cobertura de terreno 205 pode ser posicionada sobre poços202 para a inibição da perda de calor bem como da perda indesejada de vapor contaminante para a atmosfera. A cobertura de terreno 205 também podeinibir que excesso de ar entre no solo 102. A cobertura de terreno 205 podeincluir uma camada de isolamento. A cobertura de terreno 205 também podeincluir uma camada impermeável ao ar e/ou ao vapor contaminante. Acobertura de terreno 205 pode não ser necessária se a contaminação estiverem uma profundidade dentro do solo 102 tal que o aquecimento do solo e aremoção de gás de saída do solo tenham efeitos desprezíveis na superfície doterreno 106 do solo.

A estação de tratamento 206 pode incluir um sistema de vácuo210 que remove uma corrente de gás de saída do solo 102. A estação detratamento 206 também pode incluir um sistema de tratamento decontaminante 211 para o tratamento de contaminantes no gás de saída. Osistema de tratamento de contaminante 211 pode eliminar contaminantes dacorrente de gás de saída ou reduzir os contaminantes para níveis aceitáveis. Osistema de tratamento de contaminante 211 pode incluir, mas não se limita a,um sistema de reator tal como um reator de oxidação térmica, um sistema detransferência de massa tal como leitos de carbono ativado, ou umacombinação de sistemas de reator e sistemas de transferência de massa.

O sistema coletor de vapor 208 pode incluir um sistema detubulação que transporta o gás de saída removido do solo 102 para a estaçãode tratamento 206. O sistema de tubulação pode estar acoplado ao sistema devácuo 210 e aos poços de extração de vapor 202. Em uma modalidade, atubulação pode estar termicamente isolada e aquecida. A tubulação isolada eaquecida pode inibir condensação de gás de saída dentro da tubulação. Emalgumas modalidades, a tubulação pode ser tubulação não aquecida e/outubulação não isolada.

O sistema de controle 209 pode ser um sistema de controle porcomputador. O sistema de controle 209 pode monitorar e controlar a operaçãoda estação de tratamento 206, do sistema coletor de vapor aquecido 208, e/oude uma pluralidade de poços 202. O sistema de controle 209 pode monitorar econtrolar a entrada de energia dentro dos elementos aquecedores dapluralidade de poços 202.

Os poços 202 do sistema de remediação de solo 201 podem serpoços de extração de vapor que estão acoplados no sistema coletor 208. Poços202 podem estar posicionados em um padrão em um sítio de remediação. Opadrão de poços 202 pode ser, mas não se limita a, um padrão de poçostriangular ou quadrado. O padrão pode promover a remoção de vapor em todoo solo 102.

Alguns sistemas de remediação de solo 201 podem aplicarcalor no solo 102. A energia térmica pode ser fornecida ao solo 102 porexemplo, por um sistema de aquecimento de radiofreqüência, um sistema deaquecimento de resistência elétrica do solo, ou um sistema de conduçãotérmica. Em uma modalidade do sistema de ISTD 201, elementosaquecedores podem ser posicionados em poços separados que estãolateralmente espaçados dos poços de extração de vapor 202.

Em uma modalidade de um sistema de aquecimento deresistência elétrica do solo, corrente elétrica pode ser fornecida ao solo 102 apartir do revestimento perfurado 101, como mostrado na FIG. 1. Em outramodalidade, elemento aquecedor 107 pode ser um aquecedor radiante contidodentro de um revestimento de aquecedor não perfurado 108. Enchimento decascalho 109 e/ou espaçadores podem estar posicionados entre o revestimentode aquecedor 108 e o revestimento perfurado 101 para proporcionarcondutividade térmica ao mesmo tempo inibindo o contacto elétrico com orevestimento perfurado 101. Alternativamente, nenhum enchimento decascalho pode estar posicionado adjacentemente ao revestimento deaquecedor 108, e o revestimento de aquecedor 108 pode aquecerradiantemente o revestimento perfurado 101. Espaçadores eletricamenteisolados podem estar incluídos no revestimento 101 para a inibição docontacto elétrico do elemento aquecedor 107 com o revestimento deaquecedor 108. O elemento aquecedor 107 pode estar acoplado a uma fontede energia elétrica. Quando energia elétrica é fornecida ao elementoaquecedor 107, a temperatura do elemento aquecedor aumenta, e calor podeser transferido para o enchimento de cascalho 109, revestimento perfurado101, e o solo 102.

Taxas de injeção de calor podem estar entre cerca de 200 wattspor hora por metro linear de um poço de injeção de calor e cerca de 600 wattspor hora por metro linear de um poço de injeção de calor de cerca de 10centímetros de diâmetro usando um revestimento de aço inoxidável.Temperaturas podem estar limitadas a cerca de 925°C. Inicialmente, taxas deinjeção de calor mais altas podem ser toleradas devido à transferência de calorrelativamente rápida para o solo mais frio ao redor do aquecedor. À medidaque o solo continua a aquecer, a transferência de calor do revestimento ocorremais lentamente.

Um perfil de injeção de calor ao longo de um elemento deaquecimento pode ser projetado para se alcançar um padrão de aquecimentodesejado. Em uma modalidade, um diâmetro ao longo de porções do elementopode variar de acordo com um perfil de injeção de calor alvo. Por exemplo, odiâmetro de uma porção inferior do elemento pode ser menor paraaquecimento mais rápido de uma porção inferior de solo adjacente.Aquecimento rápido do solo abaixo do nível de contaminação pode serdesejado para a prevenção da migração descendente de contaminantes paradentro do solo.

Como mostrado na FIG. 2, a estação de remediação de solo201 pode incluir poços de injeção 203. Poços de injeção 203 podem usarbombas 212 para forçarem o material para dentro do solo 102.Alternativamente, fluidos podem ser injetados para dentro do solo 102 atravésde poço de injeção 203 por vácuo imposto a uma localização separada. Poçosde injeção 203 também podem ser controlados pelo sistema de controle 209.O material introduzido dentro do solo 102 pode ser uma fonte de calor (talcomo vapor de água), um reagente, um solvente, um tensoativo, ou um fluidotransportador que empurra o fluido de formação na direção de um poço deextração de vapor. O reagente pode ser um oxidante. O oxidante pode ser, porexemplo, mas não se limita a, ar, água, oxigênio, e/ou peróxido de hidrogênio.

Revestimentos de poço 101 podem ser seções cilíndricas detubo com aberturas formadas na parede 110 do tubo, como mostrado na FIG.1. Em algumas modalidades, o diâmetro do revestimento para um poço deinjeção de calor pode estar entre 5 centímetros e cerca de 15 centímetros.Diâmetros maiores aumentam a área superficial da qual calor pode serconduzido e permitirem fluxos de calor maiores do furo de poço. Porexemplo, com um diâmetro de revestimento de cerca de 10 centímetros, umfluxo de calor de cerca de 457 watts por metro linear de poço aquecedor podeser alcançado com uma temperatura de superfície de revestimento de cerca de900°C. Isto pode proporcionar uma taxa de injeção de calor razoável sem orequerimento de metalurgia cara para o revestimento. Diâmetros maiorespodem requerer forças excessivamente grandes para prensar ou golpear orevestimento para dentro do terreno sem pré-perfuração de um furo de poço.Revestimentos maiores também aumentam o custo do revestimento. Emoutras modalidades, revestimento 101 perfurado pode possuir uma formageométrica diferente de cilíndrica. A Patente U.S. 5.403.119 de Hoyle, que éincorporada como referência como se estivesse aqui totalmente descrita,descreve revestimentos não-cilíndricos que podem ser utilizados para aremediação de solo.

O Revestimento de poço 101, como mostrado na FIG. 1, podeser inserido dentro do terreno 102 usando uma variedade de técnicas.Revestimento 101 perfurado pode ser inserido, pelo posicionamento dorevestimento dentro de um furo de poço ou trincheira, pela condução dorevestimento opera dentro do solo 102 com um bate-estacas ou equipamentosemelhante, ou pela inserção vibratória do revestimento dentro do solo.Enchimento de cascalho 109 pode ser posicionado dentro de seçõesperfuradas do revestimento 101. Seções não perfuradas de revestimento 101podem ser cimentadas ou vedadas ao solo 102 para a inibição da migração decontaminação e da produção de excesso de gás de saída através dorevestimento. Um furo de poço pode ser produzido por escavação de umburaco no solo 102. A instalação de revestimento 101 dentro do terreno 102pela inserção de revestimento dentro de um furo de poço ou de uma trincheirapode ser problemática porque cascalhos podem ser produzidos durante aformação do furo do poço ou da trincheira para o revestimento de poço 101.

Se os contaminantes dentro do solo 104 incluírem materialperigoso, os cascalhos removidos durante a formação do furo de poço tambémpoderão incluir material perigoso. Os cascalhos podem requerer disposição outratamento fora do sítio em uma estação aprovada. Poeira e/ou vaporestambém podem ser gerados durante a formação da trincheira ou do furoescavado. Procedimentos especiais de contenção de vapor e de poeira podemser necessários para a minimização da exposição dos trabalhadores à poeirae/ou aos vapores. Tais procedimentos podem tornar caro o posicionamento derevestimentos 101 de poço dentro de furos ou trincheiras escavadas. Ainibição de poeira e/ou de transporte de poeira ou de vapor através dosrevestimentos 101 de poço durante a inserção dentro do terreno 102 podeevitar a necessidade de procedimentos especiais de contenção de poeira e/oude vapor e pode permitir que revestimentos de poço sejam instalados de maneira mais econômica.

A condução ou vibração do revestimento 101 para dentro doterreno 102 pode reduzir a geração de poeira e de vapor durante a instalaçãodo revestimento. A condução ou vibração do revestimento 101 para dentro dosolo 102 também pode eliminar a necessidade de posicionamento de enchimento de cascalho 109 entre o solo e o envoltório. A condução ouvibração do revestimento 101 para dentro do solo 102 pode ser um métodoprático de instalação de um poço dentro de solo que está contaminado commaterial elevadamente tóxico. Materiais elevadamente tóxicos podem incluir,mas não se limitam a, contaminantes radioativos, tal como plutônio; contaminantes metálicos, tal como mercúrio; ou hidrocarbonetos perigosos,hidrocarbonetos clorados, ou contaminantes contendo hidrocarboneto, talcomo dioxina ou dimetil-mercúrio.

O revestimento 101 pode ter extremidade 111 que facilita oposicionamento do revestimento dentro do terreno 102. A extremidade 111pode possuir uma ponta afilada. Em uma modalidade de revestimento 101, aextremidade 111 pode se afilar para uma ponta, como mostrado na FIG. 1. Emalgumas modalidades, a extremidade guia de um revestimento de poço que éconduzida ou vibrada para dentro do terreno pode possuir uma pontaarredondada ou rombuda. Uma extremidade de um revestimento de poçotambém pode incluir uma borda de corte que ajuda a inserir o revestimento101 mais profundamente dentro do solo 102 quando o revestimento é girado.

Uma porção da extremidade 111 do revestimento 101 pode seradicionalmente achatada de modo que uma espessura ou diâmetro máximo daextremidade seja maior do que uma espessura ou diâmetro do revestimento.

Solo contaminado 104 circundando o revestimento 101 podeser submetido à condução térmica a partir do revestimento quando elementode aquecimento 107 é energizado. A aplicação uniforme de calor no processode remediação de solo pode ser realizada pelo controle da distribuição daenergia tanto vertical quanto de área para dentro dos poços.

Uma barreira pode ser posicionada ao redor de uma região desolo que é para ser tratada. Pedido de Patente U.S. 09/168.769 de Vinegar etal., que é incorporado como se estivesse aqui totalmente descrito, descreveuma barreira para um sistema de remediação de solo por ISTD. A barreirapode incluir placas de metal que são conduzidas para dentro do poço ao redorde um perímetro de uma região de solo contaminado. Em algumasmodalidades, uma barreira pode ser uma parede de argamassa formada nosolo. Em algumas modalidades, uma barreira pode ser uma barreira congeladaformada por poços de congelamento espaçados ao redor de uma área detratamento. Uma cobertura de terreno para o sistema de remediação de solopode ser vedada para a barreira. A barreira e a cobertura de terreno podemlimitar a quantidade de ar e de água que entram dentro da área de tratamento apartir das vizinhanças. A limitação da quantidade de ar que entra através dosolo pode aumentar o vácuo estabelecido dentro do solo e pode reduzir aquantidade de gás de saída que necessita ser processada. A barreira tambémpode inibir o espalhamento de contaminação da região contaminada paraáreas adjacentes. Uma barreira formada pelas placas inseridas pode possuiruma profundidade limitada. Uma parede argamassa pode ser formada atéprofundidades significativamente grandes pela perfuração de uma série defuros interligados no solo e pelo enchimento dos furos com argamassa.Precisão requerida na formação de furo, número de furos requerido paracircundarem uma área de tratamento, e outros fatores podem limitar aviabilidade de formação de uma parede argamassa para a provisão de umabarreira para a remediação de solo. Paredes de argamassa de profundidaderasa podem ser formadas pelo enchimento de trincheiras com argamassa.

A distribuição de calor por área pode ser realizada peloespaçamento dos poços em arranjos regulares que proporcionam aquecimentosubstancialmente uniforme em regiões de inter-poços. Arranjos triangularesde poços ou arranjos quadrados de poços podem ser usados, dependendo dasrestrições geométricas da superfície. Por exemplo, poços posicionados emarranjos quadrados ao longo de construções ou de outros obstáculos podemproporcionar um arranjo mais conveniente. Arranjos triangulares de injeçãode calor podem minimizar substancialmente o espaçamento entre osaquecedores e também podem proporcionar aquecimento mais rápido euniforme de uma região de inter-poços. Em adição, padrões de poços deextração de vapor espaçados em arranjos triangulares também podemsobrepor um arranjo triangular de poços apenas aquecedores.

Um "padrão" é aqui definido como a forma de um limite dedrenagem de um único poço de extração de vapor. Limites de padrão sãoindicados nas FIGS. 3-6 por linhas sólidas. Os poços apenas aquecedores(indicados por pontos pretos pequenos) podem estar arranjados em anéis,como indicado por linhas tracejadas, ao redor de poços de extração de vapor(indicador por pontos pretos maiores). Nas modalidades aqui descritas, opadrão de drenagem de cada poço de extração pode ser um hexágono quecontém uma pluralidade de poços aquecedores.

Poços de extração, que podem incluir elementos aquecedores,e poços aquecedores podem estar localizados aproximadamente nos ápices detriângulos em uma grade triangular ("centrada por ápice") ou centrada dentrode triângulos da grade triangular ("centrada por triângulo"). Propriedades dequatro tipos diferentes de padrões são listadas nas TABELAS 1-4, abaixo emostrados nas FIGS. 3-6. Em alguns arranjos, como mostrados nas FIG. 3A-FIG. 3D e na TABELA 1, os poços de extração estão espaçados por ummúltiplo da altitude de triângulos na grade triangular ou "espaçados poraltitude". Por exemplo, o espaçamento de poços de extração na FIG. 3A écerca do dobro da altitude dos triângulos na grade triangular. Em outrosarranjos, como mostrados nas FIG. 4A-FIG. 4D e na TABELA 2, os poços deextração podem estar espaçados por um múltiplo de um comprimento de umlado de um triângulo na grade triangular, ou "espaçados por linha". Porexemplo, o espaçamento dos poços de extração na FIG. 4A é cerca de o dobrodo comprimento de um lado de triângulos na grade triangular. FIG. 5A-FIG.5D e TABELA 3 ilustram padrões nos quais os poços de extração sãocentrados por triângulo e espaçados por linha e os poços aquecedores sãoápice espaçados. FIG. 6A-FIG. 6D e TABELA 4 ilustram padrões de poçosde extração de vapor e de poços aquecedores que incluem poços de injeção defluido. Cada um destes padrões podem ser expandidos para incluíremaquecedores adicionais. TABELAS 1-3 listam espaçamento de poços deextração, área por padrão, número de anéis de poços aquecedores, razões depoço aquecedor / poço de extração, e área por poço aquecedor. TABELA 4lista espaçamento de poços de extração, espaçamento de poços de injeção,número de anéis de poços aquecedores, razões de poço aquecedor / poço deextração / poço de injeção, e área por poço aquecedor.TABELA 1

Arranjos triangulares Todos os poços centrados por ápice com espaçamento de poço aquecedor = s <table>table see original document page 31</column></row><table>

TABELA 2

TABELA 3

<table>table see original document page 31</column></row><table>TABELA 4

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Os padrões aqui descritos podem proporcionar uma variedade

de opções para a injeção seqüencial de calor em remediação de solo.Modalidades de opções são ilustradas pelos padrões descritos nas FIG. 3A-FIG.3D e na TABELA 1. FIG. 3A mostra um padrão triangular de todos ospoços centrados por ápice com espaçamento s. Os poços de extração de vapor301 estão espaçados por altitude com o dobro da altitude de triângulo (cercade √3s ou l,732s) com um padrão hexagonal de um anel 303 de seis poçosaquecedores circundando cada poço de extração de vapor. A área de cadapadrão hexagonal é a área de seis triângulos, ou aproximadamente xA χaltitude χ base χ 6, ou 1/2 χ (1/2 √3s) χ (s) χ 6 = 3√3s2/2 = 2,598s2. Cada poçoaquecedor 302 nesta configuração pode estar adjacente a três poços deextração de vapor 301. Com tal, cada anel 303 de seus poços aquecedores 302pode contribuir com dois poços aquecedores equivalentes por padrão de umarazão de poço aquecedor / poço de extração de 2:1. Assim, cada poçoaquecedor pode estar associado com uma área de aproximadamente 2,598s /s,ou l,299s2, de cada padrão hexagonal.

FIG. 3B mostra um padrão de poços de extração de vaporcircundados por dois anéis hexagonais de poços aquecedores. Neste padrão,20 poços de extração de vapor 3011 podem estar espaçados a uma distância decerca de 2√3s, e os poços aquecedores 312 podem estar localizados em todasas outras posições da grade. Nesta maneira, o padrão resulta em uma razão depoços aquecedores para poços de extração de vapor que se aproxima de 1:1.Assim, com uma área de padrão de aproximadamente 10,392s2, cada poçoaquecedor pode estar associado com uma área de aproximadamente 0,945s .FIG. 3C mostra três anéis de poços aquecedores circundandocada poço de extração de vapor. O poço de extração de vapor 321 pode estarcircundado por anel 323 de seis poços aquecedores 32, e segundo anelhexagonal 324 de doze poços aquecedores 322 pode circundar o anel internode poços aquecedores 323. E assumido que estes dezoito poços aquecedorescontribuem todos com seu calor para o poço de extração de vapor quecircundam. O terceiro anel 325 de dezoito poços aquecedores 322 podemcircundar o segundo anel. Dos dezoito poços no anel 325, os seis poços nosápices de hexágono contribuem com 1/3 de seu calor para o poço de extraçãode vapor central. Os doze poços restantes contribuem com 1/2 de seu calorpara o poço de extração de vapor central. A soma destas contribuições resultaem uma razão de poços aquecedores para poços de extração de vapor de cercade 26:1. Assim, com uma área de padrão de aproximadamente 23.382s2, cadapoço aquecedor pode estar associado com uma área de aproximadamente0,899s2.FIG. 3D e TABELA 1 mostram a possibilidade de padrõesmaiores com maior espaçamento entre poços de extração de vapor. FIG. 3Dadiciona um quarto anel hexagonal de vinte e quatro poços aquecedores,incluindo dezoito poços que contribuem com uma metade de seu calor para opoço de extração de vapor central (18 χ Vi - poços) e seis poços quecontribuem com um terço de seu calor para o poço de extração de vaporcentral (6 χ 1/3 - poços). Este padrão resulta em uma razão de poçosaquecedores para poços de extração de vapor de cerca de 47:1. Assim, comuma área de padrão de aproximadamente 41,569s , cada poço aquecedor podeestar associado com uma área de aproximadamente 0,884s2.A distância com a qual os poços de extração de vapor são paraestarem separados pode ser determinada por fatores tais como a queda depressão através do solo e o tempo requerido para a remediação. A queda depressão mais significativa para vapores atravessando o solo para os poços deextração de vapor ocorre próxima do poço de extração. Como tal, aquantidade de calor que pode ser injetada e, como conseqüência, a quantidadede vapor que pode ser gerada para cada poço de extração de vapor, pode serlimitada. Um número insuficiente de poços de extração de vapor pode resultarem um tempo estendido para a remediação.

Os poços de injeção de calor podem estar separados por cercade 1 metro (3 ft) a cerca de 8 metros (25 ft). Separação adicional podeprolongar o tempo para a remediação. Inversamente, espaçamento maispróximo pode aumentar substancialmente o custo para os poços aquecedores.

Modalidades de padrões triangulares de todos os poçoscentrados por ápice com espaçamento são mostradas nas FIG. 4A-FIG. 4D ena TABELA 2. O arranjo triangular da FIG. 4A com espaçamento s podepossuir poços de extração de vapor 401 espaçados por linha a uma distânciade cerca de 2 s e padrões hexagonais com únicos anéis 403 de seis poçosaquecedores. Cada poço aquecedor 402 pode estar próximo a dois poços deextração de vapor 401. Nesta maneira, cada anel 403 de seus poçosaquecedores 402 contribui com três poços aquecedores equivalentes porpadrão, para uma razão de poço aquecedor / poço de extração de 3:1. Assim,com uma área de padrão de aproximadamente 3,464s , cada poço aquecedorpode estar associado com uma área de aproximadamente 1,155s .

Em uma outra modalidade, FIG. 4B ilustra um padrão depoços de extração com anel interno hexagonal 413 e anel externo hexagonal414 de poços aquecedores. Neste padrão, os poços de extração de vaporpodem estar separados a uma distância de cerca de 3s, e os poços aquecedorespodem estar localizados am outras posições da grade. Ambos os anéishexagonais podem incluir seis poços aquecedores. Este padrão resulta emuma razão de poço aquecedor / poço de extração de 8:1. Assim, com uma áreade padrão de aproximadamente 7,794s , cada poço aquecedor pode estarassociado com uma área de aproximadamente 0,974s .

FIG. 4C ilustra outra configuração de um padrão de poços deextração de vapor com dois anéis hexagonais de poços aquecedorescircundando cada poço de extração de vapor. Os poços de extração de vapor421 podem estar circundados por anel 423 de seis poços aquecedores 422. Ospoços de extração de vapor podem estar espaçados a uma distância de cercade 4s. Segundo anel hexagonal 424 de doze poços aquecedores podecircundar anel interno 423. Este padrão resulta em uma razão de poçosaquecedores para poços de extração de vapor que se aproxima 15:1 à medidaque o número de padrões se torna maior. Assim, com uma área de padrão deaproximadamente 13,85s , cada poço aquecedor pode estar associado comuma área de aproximadamente 0,924s2.

FIG. 4D ilustra padrões triangulares de poços aquecedores nosquais três anéis hexagonais de poços aquecedores circundam cada poço deextração de vapor. Poços de extração de vapor 431 podem estar circundadospor um anel de seis poços aquecedores 432. Um segundo padrão hexagonal433 de doze poços aquecedores pode circundar o anel interno 432 de poçosaquecedores, e um terceiro conjunto de poços aquecedores 434 podecircundar o segundo anel 433. Este padrão resulta em uma razão de poçosaquecedores para poços de extração de vapor que se aproxima 24:1. Assim5com uma área de padrão de aproximadamente 21,65s , cada poço aquecedorpode estar associado com uma área de aproximadamente 0,902s .

FIG. 5 ilustra padrões nos quais poços de extração podem estarlocalizados centralmente em uma grade triangular, isto é, aproximadamenteeqüidistantes dos poços aquecedores centrados por ápice com espaçamento s.As propriedades de cada padrão na FIG. 5 são dadas na TABELA 3. FIG. 5Amostra a grade triangular com espaçamento s com poços de extração de vapor501 espaçados por linha a uma distância de cerca de s. Cada poço de extraçãode vapor pode estar circundado por três poços aquecedores 502. Cada poçoaquecedor 502 pode estar adjacente a três poços de extração de vapor 501.

Como tal, cada anel 503 de três poços aquecedores 502 contribui com umpoço aquecedor equivalente por padrão. Este padrão resulta em uma razão depoços aquecedores para poços de extração de vapor que se aproxima 1:1.Assim, com uma área de padrão de aproximadamente 0,866s"2 , cada poçoaquecedor pode estar associado com uma área de aproximadamente 0,866s"2.

FIG. 5B mostra um padrão de poços de extração 511 com aneltriangular interno 512 e anel triangular externo 514 de poços aquecedores513. Neste padrão, os poços de extração de vapor podem estar espaçados auma distância de cerca de 2s e poços aquecedores podem estar localizados emoutras posições da grade. Nesta maneira, anel interno 512 contribui com trêspoços aquecedores equivalentes por poço de extração e anel externo 514contribui com um poço aquecedor equivalente por poço de extração. Estepadrão resulta em uma razão de poços aquecedores para poços de extração devapor que se aproxima 4:1. Assim, com uma área de padrão deaproximadamente 3,464s"2 , cada poço aquecedor pode estar associado comuma área de aproximadamente 0,866s"2 .

FIG. 5C ilustra um padrão de poços de extração de vapor comum anel triangular interno de poços aquecedores circundando cada poço deextração de vapor e um anel hexagonal interno circundando o anel triangularinterno de poços aquecedores. Poços de extração de vapor 521 podem estarcircundados pelo anel 523 de três poços aquecedores 522. Poço de extraçãode vapor podem estar espaçados a uma distância de cerca de 3s. Anelhexagonal irregular 524 de nove poços aquecedores pode circundar o anelinterno 523 de poços aquecedores. Este padrão resulta em uma razão de poçoaquecedor / poço de extração de vapor de 9:1. Assim, com uma área depadrão de aproximadamente 7,794s , cada poço aquecedor pode estarassociado com uma área de aproximadamente 0,866s2.

FIG. 5D mostra outra configuração de padrões triangulares depoços aquecedores nos quais três anéis de poços aquecedores circundam cadapoço de extração de vapor. Os poços de extração de vapor 531 podem estarcircundados por anel interno 532 de três poços aquecedores. Anel hexagonalirregular 533 de nove poços aquecedores pode circundar anel triangularinterno 532 de poços aquecedores, e anel hexagonal irregular 534 de poçosaquecedores pode circundar segundo anel 533. Este padrão resulta em umarazão de poços aquecedores para poços de extração de vapor de cerca de 16:1.Assim, com uma área de padrão de aproximadamente 13,856s2, cada poçoaquecedor pode estar associado com uma área de aproximadamente 0,866s .

Em uma modalidade, um método de remediação usandopadrões de poços possuindo múltiplos anéis de poços aquecedores, como aquidescritos, pode incluir a ativação do anel interno de aquecedores em uma talmaneira que a taxa de injeção de calor gera apenas a quantidade de vapor quepode ser forçada através da permeabilidade de solo existente para os poços deextração de vapor. Como uma região de permeabilidade aumentada crescecom o aquecimento, e como o solo nos hexágonos internos seca, a distânciasobre a qual os contaminantes podem percorrer para o poço de extração devapor sem se espalharem para fora da zona inicialmente contaminada aumentasubstancialmente. Como tal, calor pode ser subseqüentemente aplicado maislonge dos poços de extração de vapor.

Os padrões descritos nas FIGS. 305 podem ser operadosprimeiro pela ativação dos poços de extração de vapor, ou opcionalmente, dospoços de extração de vapor - aquecedores, para aumentar a permeabilidade dosolo próximo dos poços de extração de vapor. Alternativamente, um a trêspoços aquecedores podem ser posicionados ao redor dos poços de extração devapor de modo que o projeto e a instalação de poços individuais possam sersimplificados. Injeção de calor pode inicialmente ser limitada a uma taxa queé ligeiramente menor do que aquela requerida para gerar vapor de águaaproximadamente igual à quantidade de vapor de água sendo extraída do poçode extração de vapor. Ar pode ser injetado dentro do poço de extração devapor desde que as taxas de remoção sejam suficientemente altas paramanterem vapor de água e contaminantes em pressões subatmosféricas dentrodo padrão de poços aquecedores.

Após a região próxima dos poços de extração de vapor ter sidoaquecida para uma permeabilidade desejada, os poços aquecedores maislonges dos poços de extração de vapor podem ser ativados. Por causa doaumento potencialmente significativo na permeabilidade causado peloprocesso de aquecimento, os vapores podem ser extraídos a distânciassignificativas do ponto no qual calor foi injetado.

As modalidades aqui descritas se beneficiam do aumentoconsiderável na permeabilidade gerado pelo aquecimento até mesmo de solosargilosos muito compactos ou densos. A permeabilidade do solo contaminadopode opcionalmente ser aumentada pelo fraturamento do solo. O solo pode serfraturado por um ou mais de vários métodos, incluindo pneumático,hidráulico, e explosivos. A permeabilidade também pode ser gerada por umacombinação de remoção de água líquida, ocorrência de micro-fraturas decamadas argilosas e solo à medida de vapor de água é expelido, e oxidação dematerial orgânico. A permeabilidade pode ser aumentada por um fator decerca de 100 a cerca de 10.000, por exemplo, da permeabilidade inicial dosolo. O aumento na permeabilidade pode resultar no transporte de vaporescontendo contaminantes sobre uma distância considerável e, como tal, podereduzir o número de poços de extração de vapor necessários para aremediação. A distância entre os poços de extração de vapor pode se tornarsignificativa à medida que injeção de calor é aumentada de uma taxa inicialrelativamente baixa para uma taxa significativamente maior à medida que apermeabilidade aumenta.

Padrões para sítios de remediação de solo que podem sebeneficiar da injeção de fluido bem como da injeção de calor são mostradosna FIG. 6A até a FIG. 6D. Os padrões de poços mostrados nas FIG. 6A até 6D são padrões triangulares de todos os poços de extração e aquecedorescentrados por ápice. O espaçamento de um lado do triângulo é igual a s. Nospadrões, poços de extração 601, poços aquecedores 602, e poços de injeção defluido 603 podem estar arranjados para uniformemente distribuírem calor efluidos em todas as regiões tratadas do solo. FIG. 6A ilustra padrões de poços de extração de vapor espaçados por linha a uma distância de cerca de 2s, comseis poços de injeção de fluido 603 (6 χ 1/3 - poços ou dois poçosequivalentes). Os poços de injeção podem estar localizados aproximadamenteno perímetro do padrão hexagonal do poço de extração de vapor central. Seispoços aquecedores QA - poços) 602 também podem estar localizados aproximadamente sobre o perímetro do padrão, proporcionando deste modotrês aquecedores equivalentes por padrão.

Poços aquecedores adicionais podem estar localizados nospadrões pela expansão do espaçamento de poço de extração de vapor. FIGs6B-D mostram expansão sucessiva destes padrões para a acomodação de aquecedores adicionais. Propriedades destes padrões de poços são dadas naTABELA 4 e são semelhantemente determinadas, por exemplo, como para ospadrões na TABELA 2. Em uma modalidade, poços de extração de vapor 601podem estar arranjados no arranjo triangular mais elevado; injetores de fluido603 em seu arranjo triangular podem ser menores por um fator linear de cerca de 1/√3; e arranjo de poços aquecedores 602 pode ser menor por um fator de1/3, 1/4, etc.

Uma seqüência operacional para o padrão na FIG. 6D pode sera seguinte:

(1) aplicar vácuo e energizar aquecedor no poço de extração devapor 601;

(2) quando o vácuo for alcançado, energizar os aquecedores604 de anel interno;

(3) quando vácuo for alcançado, energizar os aquecedores 605de anel do meio;

(4) quando vácuo for alcançado, energizar os aquecedores 606de anel externo; e

(5) quando vácuo for alcançado nos poços 603, permitir que osfluidos de injeção seja injetados dentro do solo e coletados no poço deextração 601.

Em uma modalidade, calor pode ser aplicado nos poços deinjeção antes da iniciação da injeção de fluidos. Alternativamente, aenergização de cada anel subseqüente de aquecedores pode se basear em umtempo predeterminado, quantidade de calor injetada, ou fluxo de um anel depoços aquecedores localizados mais próximos dos poços de extração devapor.

EXEMPLO

Um aumento na permeabilidade causado pelo aquecimento desolo em um processo de dessorção térmica in situ foi demonstrado pelotestemunho de amostras de solo antes e depois de um teste de dessorçãotérmica demonstrativo. O testemunho foi feito antes e depois de 42 dias deaquecimento de poços de extração de vapor - aquecedores perfurados. Dozepoços de extração de vapor - aquecedores, cada um de 3 metros (12 ft) deprofundidade, foram proporcionados sobre um espaçamento triangular de 1,47metros (5 ft). Os aquecedores dos poços foram controlados para se manteruma temperatura operacional do aquecedor máxima de cerca de 8710C. Ainjeção de calor inicial foi de cerca de 1640 Joules por metro linear (500 wattspor pé linear) de poço de injeção de calor. Mais tarde, a taxa de injeção decalor foi abaixada para cerca de 1148 Joules por metro linear (350 watts porpé linear) à medida que o solo circundando os furos de poço era aquecido parase evitar superaquecimento dos poços. Um vácuo de 0,635 metros de água foiinicialmente imposto sobre os poços de extração - aquecedores. Durante asprimeiras 48 horas de aquecimento, o vácuo caiu para cerca de 0,127 metrosde água e permaneceu neste nível, com uma produção de vapor de cerca de1,416 m3/min (condições padrão) a cerca de 1,982 m3/min (condições padrão)para o total de doze poços. Poços de monitoração posicionados nos pontosmédios entre os poços aquecedores mostraram uma pressão inicial de cerca de2,54 centímetros de água de vácuo, que aumentou para cerca de 11,4centímetros de água de vácuo no final do período de aquecimento de 42 dias.O gradiente de pressão média no solo diminuiu por um fator de 48, de cercade 61 centímetros de água para cerca de 1,27 centímetros de água.

O solo circundando os poços estava inicialmente contaminadocom até 20.000 ppm de bifenilas policloradas ("PCBs"). As PCBs foramremovidas para uma média compósita menor do que 33 ppb pelo processo deaquecimento, com todas as amostras possuindo uma média compósita menordo que 1 ppm de PCB.

Amostras de núcleo obtidas após o aquecimento mostraramgrandes aumentos tanto na porosidade quanto na permeabilidade do solo. Aporosidade aumentou de aproximadamente 30% do volume de poro inicialpara aproximadamente 40%. A permeabilidade ao ar horizontal, medida comumidade retida in situ, aumentou de cerca de 3 χ IO 3 milidarcy (md) para 50md. A permeabilidade ao ar vertical aumentou de cerca de 1 χ 10" md a 30md.

Este exemplo demonstra como o aquecimento aumenta apermeabilidade do solo, e deste modo eleva a distância na qual oscontaminantes podem ser transportados através do solo. O aquecimentoiniciado próximo a um poço de extração de vapor foi controlado de maneiraque os vapores gerados fossem capturados pelos poços de extração de vapor enão fossem transportados para solos circundantes não contaminados.

Uma vantagem de um sistema de remediação de solo que usapoços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor - aquecedoresque estão circundados por um anel ou anéis de poços aquecedores pode serque os poços são ativados em seqüência para a inibição da geração de umapressão positiva no solo que poderia causar migração da contaminação dentrodo solo ou para dentro da atmosfera. Anéis de poços aquecedores podem serativados em seqüência de acordo com um planejamento de tempo ou quandoos poços aquecedores forem influenciados, ou próximos de sereminfluenciados, pelos poços previamente ativados. Os poços aquecedorespodem ser alimentados com energia em uma taxa que inibirá a geração devapor em uma quantidade que é maior do que a quantidade de vapor que éremovida pelos poços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor -aquecedores adjacentes.

Outra vantagem de um sistema de remediação de solo que usapoços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor - aquecedoresque estão circundados por um anel ou anéis de poços aquecedores pode serque um número de poços de extração de vapor e/ou de poços de extração devapor - aquecedores no sistema de remediação de solo pode ser otimizado. Ouso de um número limitado de poços de extração de vapor e/ou poços deextração de vapor - aquecedores pode reduzir o tamanho, o custo de capital, eo custo operacional de uma estação de tratamento que trata a contaminação nogás de saída removido do solo.

Outras vantagens de um sistema de remediação de solo queutiliza poços de extração de vapor e/ou poços de extração de vapor -aquecedores que estão circundados por um anel ou anéis de poçosaquecedores podem incluir o fato de que o sistema é simples, eficiente,confiável, e relativamente barato. O sistema também pode ser fácil defabricar, instalar, e usar.Outras modificações e modalidades alternativas de váriosaspectos da invenção serão evidentes para aquelas pessoas experientes na arteem vista desta descrição. Conseqüentemente, esta descrição é para serentendida como apenas ilustrativa e é para o propósito de ensinamentodaquelas pessoas experientes na arte a maneira geral de realização dainvenção. E para ser entendido que as formas da invenção aqui mostradas edescritas são para serem tomadas como exemplos de modalidades. Elementose materiais podem ser substituintes daqueles aqui ilustrados e descritos, partese processos podem ser invertidos, e certas características da invenção podemser utilizadas independentemente, tudo como se fosse evidente para umapessoa experiente na arte após ter tido o benefício desta descrição dainvenção. Mudanças podem ser feitas nos elementos aqui descritos sem sedesviarem do espírito e do escopo da invenção como descritos nas seguintesreivindicações.

Claims

1. Método de remediação de solo contaminado, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de:proporcionar calor de uma ou mais fontes de calor (203) parapelo menos uma porção de uma área de tratamento (102), no qual a área detratamento compreende solo contaminado (104);permitir que calor seja transferido de uma ou mais fontes decalor para pelo menos uma porção da área de tratamento, no qual o calorvaporiza pelo menos alguns compostos na área de tratamento;remover vapores da área de tratamento; econtrolar uma pressão dos vapores em pelo menos uma porçãoda área de tratamento, de forma que uma pressão positiva não seja gerada pelocontrole do calor proporcionado de uma ou mais fontes de calor.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de adicionalmente compreender a etapa de controlar uma pressão em pelomenos uma porção da área de tratamento pelo controle dos vapores removidosda área de tratamento.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de adicionalmente compreender a etapa de variar uma quantidade decalor transferida para pelo menos uma porção da área de tratamento comouma função de uma quantidade de vapor que é removida.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de adicionalmente compreender a etapa de aplicar um vácuo em pelomenos uma porção da área de tratamento para a remoção de vapores, e deadicionalmente compreender a etapa de variar uma quantidade de compostosvaporizados na área de tratamento como uma função do vácuo aplicado naárea de tratamento.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que os compostos na área de tratamento compreendem água econtaminantes.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de adicionalmente compreender a etapa de estimar uma quantidade deágua na área de tratamento.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de adicionalmente compreender a etapa de variar uma quantidade decalor transferido para pelo menos uma porção da área de tratamento comouma função da estimativa da quantidade de água na área de tratamento.

8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de adicionalmente compreender a etapa de controlar o calor transferido,de tal modo que o calor transferido seja menor que o calor requerido paravaporizar substancialmente toda a quantidade estimada de água na área detratamento.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de adicionalmente compreender a etapa de ativar uma ou mais fontes decalor após um vácuo ser aplicado em pelo menos uma porção da área detratamento.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de ativar uma ou mais fontesde calor após um período de tempo predeterminado.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de inibir a migração devapores da área de tratamento pelo controle da pressão dos vapores em pelomenos uma porção da área de tratamento.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que uma ou mais fontes de calor compreendem poçosaquecedores, e de adicionalmente compreender a etapa de remover os vaporesde pelo menos uma porção da área de tratamento através de pelo menos umpoço de extração de vapor.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que pelo menos 6 poços aquecedores são proporcionados paracada poço de extração de vapor.

14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de aquecer a área detratamento primeiro pela ativação dos poços aquecedores mais próximos depelo menos um poço de extração de vapor.

15. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que pelo menos um poço de extração de vapor está lateralmenteespaçado de outro poço de extração de vapor por um mínimo de cerca de 0,9metro.

16. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que os poços aquecedores estão lateralmente espaçados à partepor cerca de 0,9 metro a cerca de 7,6 metros.

17. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que pelo menos um poço de extração de vapor compreende pelomenos um elemento aquecedor.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de aquecer a área detratamento primeiro pela ativação de um elemento aquecedor em um poço deextração de vapor.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de aquecer a área detratamento pela ativação dos poços aquecedores mais próximos a um poço deextração de vapor subseqüentemente à ativação de um elemento aquecedor nopoço de extração de vapor.

20. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que um arranjo de poços de extração de vapor se sobrepõe a umarranjo de poços aquecedores.

21. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que um arranjo triangular substancialmente equilátero de poçosde extração de vapor sobrepõe um arranjo triangular substancialmenteequilátero de poços aquecedores.

22. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que pelo menos um padrão anular de um arranjo de poçosaquecedores circunda um poço de extração de vapor.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de aquecer a área detratamento primeiro pela ativação de um anel de poços aquecedores maispróximos de um poço de extração de vapor.

24. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de aquecer a área detratamento pela ativação de um anel de poços aquecedores após a ativação deum anel de poços aquecedores mais próximos de um poço de extração devapor.

25. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de proporcionar pelo menosum poço de injeção de fluido na área de tratamento.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizadopelo fato de que pelo menos um poço de injeção de fluido compreende pelomenos um elemento aquecedor.

27. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de ativar pelo menos umpoço de injeção de fluido após um vácuo ser aplicado em pelo menos umaporção da área de tratamento.

28. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizadopelo fato de que um arranjo de poços de injeção de fluido sobrepõe umarranjo de poços aquecedores e poços de extração de vapor.

29. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender a etapa de aumentar apermeabilidade da área de tratamento em pelo menos cerca de 100 vezes.

30. Sistema de remediação de solo, caracterizado pelo fato deestar adaptado para remediar:uma área de tratamento compreendendo solo contaminado,compreendendo:pelo menos um sistema de remoção de vapor (208);pelo menos uma fonte de calor (203); eum sistema de controle (209);em que o sistema de controle está configurado para controlaruma pressão, de forma que uma pressão positiva não seja gerada no solocontaminado pelo controle de (1) uma quantidade de calor fornecida ao solopor pelo menos uma fonte de calor, e (2) uma quantidade de vapor removidado solo através de pelo menos um sistema de remoção de vapor.

31. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paramonitorar uma pressão no solo contaminado.

32. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que pelo menos um sistema de remoção de vapor compreendepelo menos um poço de extração de vapor (202).

33. Sistema de acordo com a reivindicação 32, caracterizadopelo fato de que pelo menos um poço de extração de vapor compreende pelomenos um elemento aquecedor (107).

34. Sistema de acordo com a reivindicação 33, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paraprimeiro ativar um elemento aquecedor em um poço de extração de vaporpara aquecer pelo menos uma porção do solo contaminado.

35. Sistema de acordo com a reivindicação 33, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paráativar pelo menos uma fonte de calor mais próxima de um poço de extraçãode vapor subseqüentemente à ativação de um elemento aquecedor no poço deextração de vapor.

36. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que pelo menos uma fonte de calor compreende pelo menos umpoço aquecedor.

37. Sistema de acordo com a reivindicação 36, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paraprimeiro ativar pelo menos um poço aquecedor mais próximo de um sistemade remoção de vapor para aquecer pelo menos uma porção do solocontaminado.

38. Sistema de acordo com a reivindicação 36, caracterizadopelo fato de que pelo menos um padrão anular de um arranjo de poçosaquecedores circunda pelo menos uma localização de remoção de vapor.

39. Sistema de acordo com a reivindicação 38, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paraprimeiro ativar um anel de poços aquecedores mais próximos de pelo menosum sistema de remoção de vapor para aquecer pelo menos uma porção dosolo contaminado.

40. Sistema de acordo com a reivindicação 38, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paraativar um anel de poços aquecedores após a ativação de um anel de poçosaquecedores mais próximos de um sistema de remoção de vapor para aquecerpelo menos uma porção do solo contaminado.

41. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paraativar pelo menos uma fonte de calor após um vácuo ser aplicado em pelomenos uma porção do solo contaminado.

42. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paraativar pelo menos uma fonte de calor após um período de tempopredeterminado.

43. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paravariar a quantidade de calor fornecida a pelo menos uma porção do solocontaminado como uma função da quantidade de vapor que é removida.

44. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paracontrolar a pressão no solo contaminado como uma função de um vácuoaplicado em pelo menos um sistema de remoção de vapor.

45. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender uma quantidade estimada de águaem pelo menos uma porção do solo contaminado.

46. Sistema de acordo com a reivindicação 45, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paravariar a quantidade de calor fornecida a pelo menos uma porção do solocontaminado como uma função da quantidade estimada de água em pelomenos uma porção do solo contaminado.

47. Sistema de acordo com a reivindicação 45, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paracontrolar a quantidade de calor fornecida a pelo menos uma porção do solocontaminado para vaporizar menos do que a quantidade estimada de água empelo menos uma porção do solo contaminado.

48. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que o controle da pressão do vapor em pelo menos uma porçãodo solo contaminado inibe a migração de vapores do solo contaminado.

49. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender pelo menos uma fonte de injeção defluido.

50. Sistema de acordo com a reivindicação 49, caracterizadopelo fato de que pelo menos uma fonte de injeção de fluido compreende pelomenos um elemento aquecedor.

51. Sistema de acordo com a reivindicação 50, caracterizadopelo fato de que o sistema de controle está adicionalmente configurado paraativar pelo menos uma fonte de injeção de fluido após um vácuo ser aplicadoem pelo menos uma porção do solo contaminado.

52. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que pelo menos uma fonte de calor compreende poçosaquecedores, e no qual pelo menos um sistema de remoção de vaporcompreende poços de extração de vapor.

53. Sistema de acordo com a reivindicação 52, caracterizadopelo fato de que pelo menos 6 poços aquecedores são providos em cada poçode extração de vapor.

54. Sistema de acordo com a reivindicação 52, caracterizadopelo fato de que pelo menos um poço de extração de vapor está lateralmenteespaçado de outro poço de extração de vapor por um mínimo de cerca de 0,9 metro.

55. Sistema de acordo com a reivindicação 52, caracterizadopelo fato de que os poços aquecedores estão lateralmente espaçados à partepor cerca de 0,9 metro a cerca de 7,6 metros.

56. Sistema de acordo com a reivindicação 52, caracterizadopelo fato de que um arranjo de poços de extração de vapor sobrepõe umarranjo de poços aquecedores.

57. Sistema de acordo com a reivindicação 52, caracterizadopelo fato de que um arranjo triangular substancialmente equilátero de poçosde extração de vapor sobrepõe um arranjo triangular substancialmenteequilátero de poços aquecedores.

58. Sistema de acordo com a reivindicação 52, caracterizadopelo fato de adicionalmente compreender um arranjo de poços de injeção defluido.

59. Sistema de acordo com a reivindicação 58, caracterizadopelo fato de que um arranjo de poços de injeção de fluido sobrepõe umarranjo de poços aquecedores e poços de extração de vapor.

60. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que a permeabilidade do solo contaminado é aumentada em pelo menos 100 vezes.