ES2218606T3 - Procedimiento y aparato que permite la biorestauracion subterranea. - Google Patents

Procedimiento y aparato que permite la biorestauracion subterranea.

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ES2218606T3 ES96942016T ES96942016T ES2218606T3 ES 2218606 T3 ES2218606 T3 ES 2218606T3 ES 96942016 T ES96942016 T ES 96942016T ES 96942016 T ES96942016 T ES 96942016T ES 2218606 T3 ES2218606 T3 ES 2218606T3
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Abstract

SE DESCRIBE UN PROCEDIMIENTO PARA BURBUJEAR UN GAS DE MULTIPLES ELEMENTOS IN SITU DE FORMA ACTIVA PARA LA BIOREMEDIACION, PARA LA ELIMINACION DE CONTAMINANTES EN UNA FORMACION DE SUELO QUE CONTIENE UN ACUIFERO DE AGUAS SUBTERRANEAS SUB-SUPERFICIAL O UNA ZONA INSATURADA SUSTANCIALMENTE HUMEDA, ESTANDO EL GAS DE MULTIPLES ELEMENTOS CONTENIDO EN BURBUJAS, MEDIANTE EL CUAL SE INTRODUCE UN AGENTE OXIDANTE QUE INCLUYE OZONO MEZCLADO CON EL AIRE AMBIENTAL PARA SUMINISTRAR UN GAS DE MULTIPLES ELEMENTOS ENCAPSULADO EN BURBUJAS MICRO - FINAS, CUYO TAMAÑO ES FORMADO POR DIFUSORES MICROPOROSOS Y UNA CAMARA DE BURBUJAS EN COMBINACION CON EL CONTROL DEL TAMAÑO DE LAS BURBUJAS, SIN APLICAR UN VACIO PARA LA EXTRACCION DE LOS PRODUCTOS SEPARADOS O DE LOS SUBPRODUCTOS DE LA BIODEGRADACION, FORMANDO LOS DIFUSORES BURBUJAS MICRO - FINAS QUE CONTIENEN UN GAS DE MULTIPLES ELEMENTOS QUE OXIDA LOS HIDROCARBUROS CLORADOS, MEDIANTE SEPARACION Y DESCOMPOSICION, PRESENTES EN EL ACUIFERO Y LA FORMACION DE SUELO CIRCUNDANTE SATURADA, PARA PRODUCIR SUBPRODUCTOS INOFENSIVOS; RESULTA EFICAZ PARA AUMENTAR LA EFICACIA Y LA VELOCIDAD DE LA REMEDIACION DE UN EMPLAZAMIENTO.

Description

Procedimiento y aparato que permite la biorestauración subterránea.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención (Campo técnico)
La presente invención se refiere a un método para la purificación de hidrocarburos clorados disueltos en regiones acuíferas inyectando burbujas micro-finas efectivas para la purificación activa de aguas subterráneas in situ para la eliminación de disolventes de hidrocarburos clorados disueltos y productos de petróleo de hidrocarburos disueltos.
2. Antecedentes de la técnica anterior
Existe una necesidad bien reconocida para la limpieza de columnas de productos infiltrados que circulan por debajo de la superficie en regiones acuíferas y lugares contaminados, incluyendo, en particular, establecimientos de limpieza en seco y bases de fuerzas aéreas militares. La Firma solicitante es consciente de los dispositivos de la técnica anterior que han utilizado inyección de aire para facilitar la biodegradación de columnas.
En la Patente de los Estados Unidos Nº 5.221.159 a nombre de Billings muestra inyección de aire dentro de regiones acuíferas para animar la biodegradación de columnas de productos infiltrados que contienen orgánicos biodegradables junto con la extracción simultánea a vacío de productos contaminados para eliminar de otro modo subproductos perjudiciales de purificación.
En la Patente de los Estados Unidos Nº 5.269.943, METHOD FOR TREATMENT OF SOILS CONTAMINATED WITH ORGANIC POLLUTANTS, a nombre de Wickramanayake muestra un método de tratamiento de suelo contaminado por compuestos orgánicos donde un gas que contiene ozono es tratado con ácido para incrementar la estabilidad del ozono en el medio ambiente del suelo y el ozono tratado aplicado al suelo contaminado para descomponer los compuestos orgánicos.
El documento US 5.167.506 describe un método de tratamiento de agua en un recipiente para matar microorganismos patógenos mediante tratamiento con el ozono. El documento JP-A-6023378 describe un método para la retirada de contaminantes en el agua en el que los contaminantes son gasificados dentro de burbujas de ozono y transportados a la superficie. Patent Abstracts of Japan para JP 04-126542 describe un aparato para generar burbujas finas.
El documento US 5.205.927 describe un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
En la patente de los Estados Unidos Nº 5.525.008, REMEDIATION APPARATUS AND METHOD FOR ORGANIC CONTAMINATION IN SOIL AND GROUNDWATER, de Wilson proporciona un método y aparato para tratamiento in situ de suelo y aguas subterráneas contaminadas con contaminantes orgánicos. Implica la concentración de una solución reactiva requerida para efectuar el tratamiento del área contaminada; inyectar la solución reactiva dentro de uno o más inyectores que son insertados dentro del suelo, escalados y colocados para asegurar el flujo y que permite que la solución reactiva fluya a través del área contaminada reaccionando así químicamente. Preferentemente, la solución reactiva es una solución acuosa de peróxido de hidrógeno y sales metálicas.
En la patente de los Estados Unidos Nº 5.178.755, UV-ENHANCED OZONE WASTEWATER TREATMENT SYSTEM, a nombre de LaCrosse se mezcla líquido de ozono dentro de un sistema clarificador de múltiples estados con agua residual que debe tratarse y son retirados los sólidos suspendidos.
Sin embargo no se han mostrado métodos para remediar un lugar de una manera controlada de orgánicos pobremente biodegradables, disolventes clorados particularmente disueltos con burbujas micro-finas que incluyen un agente de oxidación de gases múltiples. De hecho, la Agencia Federal (EPA, KERR Environmental Laboratory, ADA, Oklahoma) responsable de la revisión de procedimientos de limpieza en Marine Corp Air Base at Yuma, Arizona ha determinado que no existen referencias anteriores que describen el uso de la presente invención y ha ordenado ensayos piloto independientes para proporcionar resultados de ensayo que confirmen los resultados previamente obtenidos por la presente invención.
Los métodos de la presente invención consiguen esto empleando difusores microporosos para inyectar burbujas micro-finas que contienen agente de oxidación de gases múltiples encapsulado dentro de regiones acuíferas. Estas burbujas micro-finas que contienen agente de oxidación de gases múltiples encapsulado son efectivas para sacar orgánicos de la solución in situ y descomponer rápidamente orgánicos pobremente biodegradables o para acelerar biodegradación de columnas de productos infiltrados que contienen orgánicos biodegradables que superan al menos algunos de los inconvenientes de la técnica anterior.
Resumen de la invención
La presente invención se refiere a métodos de burbujeo y a aparatos para la inyección de gas de oxidación en la forma de burbujas pequeñas dentro de regiones acuíferas para activar la purificación in situ de columnas de productos infiltrados que circulan por debajo de la superficie.
En particular, la presente invención se refiere a un método de retirada de compuestos orgánicos volátiles en una formación de suelo que comprende:
inyectar aire que incluye un gas dentro de la formación de suelo en concentraciones para efectuar la retirada de compuestos orgánicos volátiles, caracterizado porque dicho gas es ozono y el aire que incluye ozono es inyectado dentro del agua subterránea de acuífero que circula por debajo de la superficie como burbujas finas con un tamaño de burbuja inicial en un intervalo de aproximadamente 5 a 200 \mum; haciendo reaccionar dicho ozono con dichos compuestos orgánicos volátiles.
La presente invención proporciona adicionalmente un aparato para la inyección de un gas dentro de regiones acuíferas para la retirada de compuestos orgánicos por reacción con ozono, que comprenden:
un generador de gas para generar un agente de oxidación que comprende ozono para la inyección de aire que incluye ozono dentro del acuífero;
una carcasa;
un empaquetador dispuesto a través de la carcasa;
un paso de inyección de aire a través del empaquetador y la carcasa y acoplado al generador de gas;
una bomba dispuesta a través de la carcasa y que tiene una entrada por encima del empaquetador y una salida por debajo del empaquetador;
y
un difusor microporoso acoplado al generador de gas, incluyendo dicho difusor microporoso un cuerpo que tiene una porción porosa con un tamaño de poro en el intervalo de aproximadamente 5-200 \mum.
Las formas de realización descritas a continuación se refieren, en particular, a métodos y aparatos de burbujeo para emplear difusores microporosos para inyectar burbujas micro-finas que contienen burbujas de gas encapsuladas dentro de regiones acuíferas para animar la biodegradación de columnas de productos infiltrados que contienen orgánicos biodegradables, o descomposición Criegee de columnas de productos infiltrados que contienen hidrocarburos clorados disueltos. Los métodos de burbujeo de la forma de realización descrita a continuación que utilizan difusores microporosos para inyectar un agente de oxidación de gases múltiples encapsulado son particularmente útiles en que el método promueve la retirada extremadamente eficiente de orgánicos pobremente biodegradables, particularmente disolventes clorados disueltos, sin extracción de vacío de sub-productos indeseables de purificación y donde la purificación se produce empleando agente de oxidación de gases múltiples encapsulado para destruir material orgánico e hidrocarburo en el lugar sin la liberación de vapores contaminados.
A diferencia de la técnica anterior, el agua subterránea contaminada es inyectada con mezcla de aire/ozono donde las burbujas de aire micro-finas sacan los disolventes desde el agua subterránea y el ozono encapsulado actúa como un agente de oxidación en una reacción gas/gas para romper los contaminados dentro del dióxido de carbono, HCL muy diluido y agua. Este proceso es conocido como el proceso de burbujeo-C.
Se describe a continuación la unicidad y eficiencia de la reacción gas/gas del método presente que emplea burbujas micro-finas para la extracción/descomposición simultánea. Generalmente, el porcentaje de retirada en el pozo de supervisión es aproximadamente el doble que en la formación, imitando la tendencia para fluir a través de un pozo de supervisión que es aproximadamente el doble que el de la formación basada en los contrastes de conductividad hidráulica (Wheatcraft, 1985). Se indica que el porcentaje de retirada es más rápido con PCE, a continuación TCE, y finalmente DCE como se espera con la reacción gas/gas. La inclinación de las diferencias entre la distancia 1,5 m (5 pies) y distancias 10,6m (35 pies) son similares, aunque varían las concentraciones de inicio y fin.
No se puede subestimar la unicidad y eficiencia del cambio a reacciones de gas/gas del Creigee Mechanism (indicado primero en 1950), en combinación con la retirada in situ de burbujas micro-finas. La literatura actual (Masten and Hoigne, 1992) muestra un porcentaje pobre de reacción de ozono con PCE cuando solamente dominan reacciones acuosas. Masten (1990) encuentra que solamente se produce una reducción del 40% de PCE, comparado con una reducción del 100% de DCE, cuando los dos compuestos fueron expuestos a soluciones acuosas tratadas con 20-25 mg/l de ozono. Los porcentajes preferidos de descomposición favorecieron el PCE, seguido por TCE, luego por DCE. El proceso de burbujeo de ozono microencapsulado, que utiliza el Creigee Mechanis, burbujeo-C, crea una reacción única seguida idealmente de retirada rápida de POCE, que ha sido difícil de alcanzar hasta ahora.
La secuencia de reacción implica la formación de malozonuro seguido por un azonuro que se descompone casi instantáneamente en HCl, CO_{2} y agua cuando el azonuro es hidratado.
Los compuestos saturados, como TCA (tricloretano) o porcentajes de reacción DCE (dicloretano) pueden descomponerse, pero a porcentajes mucho más lentos puesto que no está disponible enlace doble para reacción por el Creigee Mechanism. PCE> TCE> DCE> cloruro de vinilo>, TCA> DCA.
El porcentaje de descomposición puede obtenerse a partir del porcentaje de desintegración observado, disolviendo la función de desintegración exponencial de primer orden.
Porcentaje de retirada POE C-Coe - 138t para una distancia de 15 m (5 pies), C=Coe-0,92 para el porcentaje de desintegración a la distancia de 10 bm (35 pies), utilizando análisis de espacio de cabecera.
Porcentajes de desintegración (como exponencial de t) a partir de muestras de aguas subterráneas 1\cdot5 m (5 pies) Pozo 10\cdotbm (35 pies) Pozo 1\cdot5 m (5 pies) Pozo 10\cdotbm (35 pies) Pozo.
Análisis de laboratorio Análisis de espacio de cabecera
(Agua de formación) (Muestras de agua de pozo)
PCE -0,060 t - 0,138 -0,092
TCE -0,050 - -0,092 -0,087
DCE -0,035 - -0,077 -0,069
Generalmente, el porcentaje de retirada en el pozo de supervisión es aproximadamente el doble que en la formación, imitando la tendencia para fluir a través de un pozo de supervisión que debe ser aproximadamente el doble que el de la formación basada en contraste de conductividad hidráulica (Weatcraft, 1985). Se indica que el porcentaje de retirada es más rápido con PCE, seguido TCE, y finalmente DCE como se espera con la reacción de gas/gas. La inclinación de la diferencia entre distancia 1\cdot5m (5 pies) y distancias 10-b (35 pies) son similares, aunque varían las concentraciones iniciales y finales.
El uso de puntos de burbujeo^{(1)} microporosos para crear burbujas finas, que penetran fácilmente formaciones arenosas para permitir el flujo de fluido, tiene beneficios no esperados cuando se utiliza con sistemas de gases múltiples. Las burbujas micro-finas aceleran el porcentaje de transferencia de PCE desde el estado acuoso al gaseoso. La elevación de burbuja transfiere el PCE a la zona pantanosa. La diferencia de diez veces mayor en la relación entre superficie y volumen de burbujas micro-finas de punto de burbujeo^{tm} comparado con las burbujas a partir de los filtros de pozo resulta en una mejora cuatro veces mayor en los porcentajes de transferencia. Para bloquear el estado gaseoso de invertirse al estado disuelto de superficie en la zona pantanosa (no saturada), un sistema microprocesador lanza un gas de oxidación a través de la zona pantanosa para degradar químicamente el PCE transportado.
Cambio gaseoso
Si el cambio gaseoso es proporcional al área de superficie disponible, con presiones parciales y mezclas de gases volátiles que se mantienen constantes, una división en dos del radio de burbujas cuadruplicaría el porcentaje de cambio (es decir 4x). Si, en el mejor caso, un filtro de pozo estándar crea burbujas de aire del tamaño de una porosidad de arena media, un difusor microporoso de 20 \mum de tamaño crea una burbuja que representa una décima parte (1/10) de diámetro y diez veces la relación entre volumen/superficie.
TABLA 2
Diámetro Área superficie Volumen Área superficie/Volumen
\mum (4 r^{2}) (4/3 r^{3})
200 I24600 4186666 0,03
20 1256 4186 0,3 \;
Teóricamente, las burbujas microporosas muestran un porcentaje de cambio de diez veces el porcentaje de una burbuja comparable a partir de un filtro de pozo de ranura diez estándar
Mejora de separación
Las concentraciones de Vapor de Productos Contaminados se refieren a dos sistemas de realización: fase de agua y fase de producto (no acuoso). Las leyes de Henry y Raoult (DiGiulio, 1990) son utilizadas comúnmente para entender las concentraciones de vapor de equilibrio que dirigen la volatización de líquidos. Cuando los productos contaminados están húmedos, la volatilidad relativa depende de la Ley de Henry. Bajo condiciones normales (libre de producto) donde los carbonos orgánicos volátiles (VOC's) son relativamente bajos, se asume que exista un equilibrio de suelo, agua, y aire. El compuesto, tetracloretano (PCE), tiene un coeficiente de cambio alto con una presión de vapor alta (atm.) y solubilidad acuosa baja (umole/1). Mejorando la capacidad de cambio al menos diez veces, el porcentaje de retirada debería acelerarse substancialmente.
El ozono es un oxidante efectivo utilizado para la ruptura de compuestos orgánicos en tratamiento de agua. El mayor problema en la efectividad es un tiempo de vida corto. Si se mezcla el ozono con agua superficial que contiene aguas cloacales, la vida media es normalmente de algunos minutos.
Sin embargo, si se mantiene en la forma gaseosa, la vida media del ozono puede extenderse hasta una media hora. Utilizando las burbujas micro-finas como agentes de extracción, sacando disolventes clorados fuera del estado disuelto en la forma gaseosa a medida que entran las burbujas de ozono. La relación alta de superficie a volumen de las burbujas pequeñas acelera a) el área de cambio y b) el consumo de HVOC dentro de la burbuja aumenta al máximo el término (C_{s}-C). En realidad, el proceso de limitación de porcentaje es la difusión específica del área (dominada por Henry's Constant), mientras la reacción de descomposición se produce rápidamente (suponiendo que existe ozono
suficiente).
El ozono reacciona rápidamente y de forma cuantitativa con PCE para producir productos de desintegración de ácido clorhídrico, dióxido de carbono, y agua.
Para eludir el periodo de vida corto, el ozono podría inyectarse con difusores microporosos, mejorando la selectividad de acción del ozono. Encapsulando el ozono en burbujas finas, las burbujas extraerían preferentemente compuestos volátiles como PCE a partir de las mezclas de compuestos orgánicos solubles encontrados.
La destrucción de orgánicos de ozono introduciría entonces orgánicos volátiles objetivo selectivamente dentro de las burbujas de aire fino. Incluso en una mezcla de aguas subterráneas de alto contenido orgánico como aguas cloacales diluidas, la retirada de PCE podría ser rápida.
La única combinación de extracción de burbujas micro-finas y degradación de ozono puede generalizarse para predecir los compuestos orgánicos volátiles sensibles a retirada rápida. La eficiencia de extracción es directamente proporcional a la ConstantedeHenry's Constant que sirve como un coeficiente de difusión para cambio gaseoso
(Kg).
En el tratamiento de aguas residuales, la teoría de dos películas de transferencia de gas (Metcalf and Eddy, Inc, 1991) indica que el porcentaje de transferencia entre fases de gas y líquido es generalmente proporcional al área de superficie de contacto y la diferencia entre la concentración existente y la concentración de equilibrio del gas en la solución. Indicado simplemente, si se incrementa la relación de contacto entre superficie y volumen, se incrementa el porcentaje de cambio. Si se consume el gas (VOC) que entra en la burbuja (o espacio de microporo unido por una película líquida), la diferencia se mantiene en un porcentaje de entrada más alto que si se permite que el VOC alcance el equilibrio de saturación. En su caso del HVOC, PCE, la reacción de gas/gas destructivo de PCE hasta subproductos de HCl, CO_{2}, y H_{2}O consigue esto.
La ecuación normal para la teoría de dos películas de transferencia de gas se indica: (Metcalf y Eddy, 1991)
Vm = kg A (C_{s}-C)
donde:
Vm = porcentaje de transferencia de masa
Kg = coeficiente de difusión para gas
A = área a través de la cual se difunde el gas
C_{s} = concentración de saturación de gas en solución
C = concentración de gas en solución,
el restablecimiento de la ecuación para considerar la transferencia interior de cambio de fase a partir de HVOC disuelto a HVOC gaseoso en el interior de la burbuja sería:
C_{s} = concentración de saturación de fase de gas en la burbuja
C = concentración inicial de fase de gas en volumen de burbuja.
La tabla 3 muestra las Constantes de Henry (Hc) para un número seleccionado de compuestos orgánicos y las segundas constantes de porcentaje (Rc) para el porcentaje radical de ozono de reacción. La tercera columna presenta el producto de ambas (RRC). Como un orden de efectividad. La práctica real de la difusión es limitación de porcentaje, dando como resultado la retirada más efectiva con PCE (tetracloretileno).
TABLA 3 Coeficientes de porcentaje de retirada para el proceso de burbujas micro-finas/ozono -burbujeo-c
Compuesto orgánico Ozono K_{2} Segundo orden Hc Constant^{b} de Henry Coeficiente Retirada
Constante porcentaje^{b} Porcentaje
(m^{-1} SEG.^{-1})
Benceno 2 5,59 X 10^{-3} 0,0110
Tolueno 14 6,37 X 10^{-3} 0,0890
Clorobenceno 0,75 3,72 X 10^{-3} 0,0028
Tricloretileno 17 9,10 X 10^{-3} 0,1540
Tetracloretileno 0,1 2,59 X 10^{-2} 0,026
Etanol 0,02 4,48 X 10^{-5} 0,0000008
Rc . Hc = RRC
a. De Hoigne y Bader, 1983
b. De EPA 540/1-86/060, Superfund Public Health Evaluation Manual
Eliminación de la necesidad de extracción de vapor
La necesidad de control de vapor existe cuando los vapores de VOC's divididos de forma disuelta dentro de las burbujas micro-finas, alcanzan la zona no saturada, liberando vapores. Sin reacción con un gas de descomposición, tal como ozono, una masa grande puede transmitirse en un tiempo corto, creando problemas de salud potenciales cerca de las áreas de base residenciales.
El proceso de extracción/descomposición combinados tiene la capacidad de eliminar la necesidad de captura de vapor. Si el porcentaje de descomposición con ozono excede el tiempo de desplazamiento vertical, los vapores no se producirán o su concentración será tan baja que no requerirá captura. Controlando el tamaño de burbujas micro-finas e igualándolas a tiempos de elevación lentos adecuados, se elimina la necesidad de control de vapor.
El tiempo de elevación de burbujas de diferentes tamaños se calculó para el agua, dando la velocidad de gravitación ascendente. La velocidad ascendente proporciona la presión positiva para empujar las burbujas a través de los medios porosos, siguiendo la ecuación de Darcy. Cronometrando el porcentaje de elevación en el campo; puede calcularse el tiempo de elevación, proporcional a presión ascendente. El tamaño de burbuja es muy importante. Una vez que una burbuja excede el tamaño de cavidad del poro, es retardada o atrapada de manera significativa. El impulso de la fase de agua proporciona un aumento necesario para asegurar migración ascendente preparada y reducir la unión.
Diámetro burbuja ascendente Tiempo (minutos) Para Migración ascendente (3 metros)
velocidad en agua (Arena gruesa y grava)
10 mm 0,25 m/s 19 min.
2 mm 0,16 m/s 30 min.
0,2 mm 0,18 m/s 240 min.
Porcentaje de eliminación de PCE relativo a contenido de ozono
La reacción de ozono con tetracloretano (PCE) producirá productos de degradación de ácido clorhídrico, dióxido de carbono, y agua. Ajustando la concentración de ozono para igualar el nivel de PCE disuelto, el PCE puede retirarse rápidamente sin liberación de ozono en exceso al aire o liberación de vapor PCE dentro de la zona no saturada.
Por consiguiente, el objeto y propósito de la presente invención es proporcionar difusores microporosos para la retirada de contaminantes del suelo y el acuífero de aguas subterráneas que circulan por debajo de la superficie asociada, sin requerir la aplicación de un vacío para la extracción de subproductos de biodegradación.
Un objeto adicional es procurar que se produzca la purificación destruyendo material orgánico e hidrocarburo en el lugar sin la liberación de vapores de contaminación a la atmósfera.
La invención se describirá para los propósitos de ilustración solamente en conexión con ciertas formas de realización; sin embargo se reconoce que aquellas personas cualificadas en la materia pueden hacer varios cambios, modificaciones, mejoras y adiciones en las formas de realización ilustradas.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una ilustración esquemática en sección transversal de una formación de productos contaminados que muestran los métodos y aparatos de la presente invención.
La figura 2 muestra una tubería ampliada esquemática de la presente invención de la figura 1, que muestra la única cámara de producción de burbuja fina.
La figura 3 es un esquema eléctrico para un sistema de 3 pozos (Modelo 3503 ó 3603) de la presente invención de la figura 1.
La figura 4 muestra una presentación interna de la caja de Módulo de Control para un sistema de tres pozos (M-3503 o M-3603) de la presente invención o la figura 1.
La figura 5A muestra la geometría del panel inferior en el Módulo de Control que identifica las conexiones externas y puertos para tres unidades de pozo (M-3503 & 3603) de la invención de la figura 1.
La figura 5B es la vista lateral izquierda de la figura 5A.
La figura 6 es una ilustración esquemática de una formación de productos contaminados que muestran el método de la presente invención; y
La figura 7 es una forma de realización alternativa de un conjunto de punto de burbujeo microporoso de la invención de la figura 1.
Descripción detallada de la forma de realización preferida
La presente invención se refiere a método de burbujeo para la inyección de gas de oxidación en la forma de burbujas pequeñas dentro de las regiones acuíferas para animar a la purificación in situ de columnas de productos infiltrados que circulan por debajo de la superficie. En particular la presente invención emplea difusores microporosos que inyectan burbujas micro-finas que contienen burbujas de gas encapsuladas dentro de las regiones acuíferas para animar la biodegradación de columnas de productos infiltrados que contienen orgánicos biodegradables, o descomposición Criegee de columnas de productos infiltrados que contienen hidrocarburos clorados disueltos. La presente invención consigue esto empleando difusores microporosos que inyectan burbujas de gases múltiples que contienen un agente de oxidación de ozono dentro de las regiones acuíferas para sacar in situ y descomponer rápidamente orgánicos pobremente biodegradables o para acelerar la biodegradación de columnas de productos infiltrados que contienen orgánicos biodegradables que superan al menos algunos de los inconvenientes de la técnica anterior.
Los métodos de la presente invención emplean aparatos que constan de un sistema de burbujeo. El sistema de burbujeo-C (tm) está dirigido a la retirada a bajo coste de disolventes de hidrocarburo clorados disueltos tales como perc desde acuíferos de suelo y aguas subterráneas contaminadas. El sistema de burbujeo -C(tm) emplea difusores microporosos, a continuación Spargepoint(R) para producir burbujas micro-finas que contienen un agente de oxidación que descompone hidrocarburos clorados dentro de subproductos inofensivos. El burbujeo-C (tm) también incorpora medios de bombas para bombear la mezcla de oxidación de múltiples gases a través del Spargepoint(R) en aguas subterráneas en una formación de suelo. Una cámara de producción de burbuja fina que utiliza un punto microporoso para generar burbujas de tamaño diferente, un temporizador para retrasar el bombeo hasta que se han segregado burbujas grandes a partir de burbujas pequeñas por tiempo de elevación, y una bomba que fuerza las burbujas finas y líquido dentro de la formación. Los medios de bomba agitan intermitentemente el agua en el pozo en el que se instala el burbujeo-C que es efectivo para deformar la trayectoria en forma de cono invertido normal de las burbujas inyectadas por el punto de burbujeo a través de la formación de suelo y las distribuye de una manera aleatoria, asegurando el contacto mejorado entre el agente de oxidación (contenido en cada burbuja) sacando el contaminante de la solución en el agua dentro de la mini-atmósfera contenida en cada burbuja. La acción de impulso promueve el movimiento de las burbujas a través de la formación porosa. Esta es la acción de retirada in situ y mantenimiento de concentración de gas de disolvente bajo en las burbujas que aumenta la eficacia y la velocidad (y coste resultante) de purificación de un lugar.
En la presente invención los difusores microporosos y el agente de oxidación de gases múltiples encapsulados comprenden gas de oxidación encapsulado en micro-burbujas generadas a partir de difusores microporosos igualados a la porosidad del suelo. Un intervalo de tamaño de burbuja único se iguala a la porosidad de formación subterránea y consigue propiedades dobles de fluido como transmisión y extracción rápida de gases volátiles seleccionados, estando seleccionado dicho tamaño de manera que no es tan pequeño para perder la movilidad vertical. Con el fin de conseguir igualación adecuada, un procedimiento de ensayo de evaluación del lugar anterior es concebido para efectividad de ensayo de transmisión de fluido en el lugar que debe purificarse.
La ventaja de la selección controlada de tamaño de burbuja pequeño promueve la extracción rápida de compuestos orgánicos volátiles seleccionados tales como PCE, TCE, o DCE con una superficie excepcionalmente alta con respecto a la relación de volumen de gas. La capacidad doble de la inyección impulsada por la producción de burbuja pequeña y el tiempo de elevación se igualan al tiempo de vida corto de un gas oxidativo, tal como ozono para permitir la dispersión rápida dentro de las formaciones geológicas saturadas con agua predominantemente, y la extracción y descomposición rápida del material orgánico volátil. El método único para la presente invención proporciona eficiencia de extracción con economía resultante de funcionamiento aumentando al máximo el contacto con oxidante mediante extracción rápida selectiva que proporciona fluidez óptima para permitir que las burbujas se muevan como un fluido a través de los medios que pueden ser supervisados.
El uso de puntos de burbujeo microporoso proporciona una distribución más uniforme de aire dentro de una formación saturada que el uso de pozos presurizados. Un sistema de burbujeo instalado para purificar aguas subterráneas contaminadas se hace de coste más efectivo por burbujeo de las diferentes partes del área de columna en tiempos secuenciados. A través de la colocación adecuada de lugares de burbujeo y control de secuencia, se elimina cualquier migración fuera de lugar posible de producto flotante. Con puntos de burbujeo estrechamente espaciados, la elevación de agua se utiliza para aventajar en la prevención de cualquier escape fuera de lugar del contaminante. El montículo se utiliza para agrupar producto que flota hacia los lugares de extracción. En la presente invención, los difusores microporosos y el agente de oxidación de gases múltiples encapsulado, referido a continuación como C-Sparger TM Systems están designados para retirar los orgánicos disueltos y disolventes (hidrocarburos clorados) tales como PCE, TCE, y DCE de aguas subterráneas contaminadas. Las burbujas micro-finas producidas por el Spargepoint(r) contienen oxígeno y ozono que oxidan los hidrocarburos clorados a gases inofensivos y ácidos débiles. Las concentraciones iniciales altas de estos orgánicos disueltos han sido, bajo (algunas circunstancias específicas, reducidas a niveles de 1 ppb o menos en periodos de pocas semanas. Ninguno de los modelos hasta la fecha está diseñado para medios explosivos.
La presente invención emplea una pluralidad de configuraciones que constan de modelos de Burbujeo-C de la Serie 3500 y la Serie 3600. La Serie 3600 es más grande y tiene más capacidad. Específicamente, la serie 3600 tiene un compresor mejor evaluado para uso continuo, un generador de ozono más grande, un segundo punto de burbujeo por debajo del primero en cada pozo, y tubería de gas de diámetro más grande. Ambas series de modelo tienen unidades de control que pueden soportar: uno (Modelos 3501 y 3601), dos (Modelos 3502 y 3602) y tres pozos separados (Modelos 3503 y 3603). Las diferencias entre una, dos, y tres modelos de pozo están en los números de reguladores, tubería interna, orificios externos y programación del temporizador/controlador.
El funcionamiento normal para sistemas de burbujeo-C TM incluye realizar, en series para cada pozo, las siguientes funciones sobre una base de tiempo: aire de tubería y ozono a través del Spargepoint(r) dentro de la formación de suelo, bombeando el agua aireada/de ozono en el pozo dentro de los suelos y que recupera el agua tratada anteriormente. El tratamiento es seguido por un periodo programable de tratamiento no externo y múltiples pozos están secuenciados a su vez. La agitación con agua bombeada perturba la trayectoria en forma de cono invertido normalmente de burbujas a través de los suelos y los distribuye de forma más amplia. Esto aumenta el contacto y mejora enormemente la eficiencia y velocidad de purificación. La captura de vapor no es necesaria normalmente.
Los sistemas de las series 3500 y 3600 incluyen un módulo de control (Box), uno a tres conjuntos de pozo dependiendo del modelo específico seleccionado, una línea de potencia-gas de bomba sumergible a 30 m (1-00 pies) para cada pozo, un medidor de flujo (para verificar los porcentajes de flujo de punto de burbujeo). Los Módulos de control de Modelo de Series 3500 y 3600 han sido desplegados con éxito fuera en medios benignos y moderados durante periodos prolongados de tiempo. El módulo de control debe montarse firmemente de manera vertical en postes 4x4 o una pared de edificio cerca de los pozos.
Las profundidades de colocación real, separaciones, número/tamaño de los pozos y geometría del sistema de purificación total son altamente variables. Las diferencias en contaminante específico, derrame, suelo, aguas subterráneas y características del clima pueden influir en gran medida en el diseño y la geometría del sistema de purificación total. Los pozos de supervisión son necesarios también normalmente. En resumen, las condiciones y circunstancias específicas son con frecuencia críticas, sin embargo, se muestra en la figura 1 un sistema global típico o genérico.
La figura 1 muestra una ilustración esquemática en sección transversal de una formación de suelo que muestra los métodos y aparatos de la presente invención, la Figura 2 muestra una tubería esquemática y la Figura 3 un esquema eléctrico para un sistema de 3 pozos (Modelo 3503 ó 3603). La producción de corriente modelos de Series 3500 y 3600 tienen un Interruptor de Fallo de Tierra interno y amortiguadores de corrientes transitorias incorporados en varios componentes eléctricos. La figura 4 muestra una representación interna de la caja de Módulo de Control para un sistema de tres pozos (M-3503 o M-3603). La Figura 5 muestra la geometría del panel de fondo en el Modulo de Control que identifica las conexiones externas y orificios para unidades de tres pozos (M-3503 y 3603). La tabla 1 proporciona la memoria descriptiva básica para los sistemas de Series 3500 y 3600. El dibujo muestra un sistema de pozo individual de Series 3600 (M-3601). Las Series 3500 no tienen el Spargepoint(r) inferior. Los modelos de pozo múltiples (3502, 3503, 3602 y 3603) reproducen precisamente las unidades de pozo que utilizan un Módulo de Control individual.
Es bien reconocido que la efectividad del tratamiento es dependiente de la uniformidad de dispersión del gas a medida que se desplaza a través de la formación. Una estructura porosa con envasado adecuado iguala la condición de los poros del suelo con el treinta por ciento (30%) de distribución del poro. La dispersión de burbujas como un fluido puede verificarse con la ecuación de Darcy.
El uso de materiales microporosos en el "Spargepoint(r)^{tm}" para inyectar gases dentro de las formaciones saturadas de aguas subterráneas tiene ventajas especiales por las siguientes razones:
1. Igualación de permeabilidad y tamaño del canal;
2. Igualación de la porosidad;
3. Mejora de la fluidez, que puede determinarse in situ.
El intervalo más efectivo de espacio de poro para el material difusor seleccionado depende de la naturaleza de la formación no consolidada que debe inyectarse dentro, pero lo que sigue sirve como una guía general:
1. Porosidad de material poroso: treinta por ciento (30%);
2. Espacio de poro: 5-200 \mum;
a. arena muy fina llena de lodo 5-20;
b. arena media 20-50;
c. grava y arena gruesa 50-200.
La envoltura de arena circundante colocada entre el punto de burbujeo 26 y el material natural para llenar la zona de excavación por perforación debería ser compatible también en tamaño de canal para reducir la unión de las burbujas producidas.
El intervalo de permeabilidad para la función de inyección de fluido sin fractura seguiría:
1. 10^{0,2} a 10^{0,6} cm/seg., que corresponde de 2 a 2000 Darcy's; o
2. 20^{0,2} a 10^{0,6} cm/seg.; o
3. 30-0,003 m/día (100 a 0,01 pies/día) de conductividad hidráulica.
La permeabilidad es la medida de la facilidad de movimiento de un gas a través del suelo. La capacidad de un suelo poroso para pasar cualquier fluido, incluyendo gas, depende de su resistencia interna para fluir, dictada ampliamente por las fuerzas de atracción, adhesión, cohesión, y viscosidad. Puesto que la relación del área de superficie con respecto a la porosidad aumenta a media que disminuye el tamaño de partícula, la permeabilidad está relacionada con frecuencia con el tamaño de partícula observado.
Equipo
Con referencia a las figuras se muestra una unidad de burbujeo-C que consta de un difusor(es) microporoso en combinación con agente de oxidación de gases múltiples encapsulado 10, el sistema 10 consta de una unidad maestro 12 y una o más unidades de burbujeo en el pozo 14. Cada unidad maestro 12 puede funcionar por encima hasta un total de tres pozos simultáneamente, y tratando un área por encima de 15 m (50 pies) de ancho y 30 m (100 pies) de largo. El rendimiento actual depende de las condiciones del lugar. La captura de vapor no es necesaria normalmente. En la forma de realización preferida como se muestra en la figura 1 la unidad maestro 12 consta de lo siguiente: un generador de gas 16, un compresor 18, un control de bomba 20, un cronómetro 22, líneas de alimentación de gas 15, y una fuente de potencia 19. La unidad maestro 12 debe montarse firmemente en postes 4x4 40 o en la pared de una edificación 42 cerca de los pozos. Un cable de potencia de alta resistencia 44, que tiene una longitud no mayor que 15 m (50 pies), puede utilizarse para desplazar desde la fuente de potencia a la unidad maestro 12.
Con referencia a las figuras, la unidad de burbujeo en el pozo 14 consta de lo siguiente: un empaquetador fijo 24, difusor a continuación "Spargepoint(r)^{tm}" 26, bomba de agua 28, línea de aire/ozono, válvula de verificación 32, y ajustes 34. Con referencia al dibujo se muestra el "Spargepoint(r)^{tm}" 26, que emplea un difusor microporoso en lugar de un filtro de pozo ranurado estándar para mejorar la dispersión de burbuja a través del suelo y mejorar el porcentaje de cambio gaseoso. Un filtro de pozo de PVC de ranura-10 normal contiene aproximadamente el doce por ciento (12) %) del área abierta. Bajo presión mucho aire sale a las hendiduras superiores y radia hacia fuera en una modo de fractura en forma de estrella, manifestando la fractura de la formación.
Los puntos de burbujeo incluyen varias configuraciones únicas como sigue:
a. Substituto directo para filtro de pozo, 30% de porosidad 5-50 \mum de resistencia de tamaño de canal para fluir solamente 7-20 Kpa (1 a 3 PSI), puede adoptar un flujo de volumen alto, necesita envase anular selectivo (dimensionado para la formación). Polietileno o polipropileno de alta densidad es de peso ligero, rugoso económico.
b. Difusor en el extremo del tubo vertical de diámetro estrecho KVA 14-291. Esto reduce el tiempo de residencia en el volumen del elevador.
c. Difusor microporoso protegido que es inyectado con un martillo vibratorio hidráulico o manual. El material microporoso es moldeado alrededor de una tubería perforada de metal(cobre) interna y fijado a un ancla que saca el punto de burbujeo cuando se retrae el árbol de inserción protector. La unidad está conectada a la superficie con tubería de polipropileno de 4.8 ó 6.4 mm (3/16 ó 1/4 pulgadas) con un ajuste por compresión.
d. El punto de burbujeo fino con tubería moldeada puede insertarse hacia abajo del árbol estrecho para uso con herramientas de empuje o vibratorias con puntos desmontables. El árbol es empujado hasta la profundidad deseada, entonces el punto de burbujeo es insertado, el árbol es tirado hacia arriba, sacando el punto de accionamiento desmontable y exponiendo el punto de burbujeo.
e. La combinación de difusor microporoso/bomba colocada dentro de un filtro del pozo de tal manera que es secuenciada la producción de burbujas y el bombeo con un retraso para permitir la separación de burbujas grandes a partir de las burbujas de "champán" finas deseadas. Se permite que la presión a partir de la bomba desvíe la formación de contrapresión para permitir la inyección de las burbujas finas restantes dentro de la formación.
Mejoras
En la presente invención, la mejora comprende varios diseños de equipo nuevos asociados con los puntos de burbujeo. Más importante es la sumisión para el material poroso HDPE con ajustes de pozo y diseño de paso continuo que permite la presión individual y el control de flujo como se muestra en la figura 7.
En segundo lugar, los puntos de toma de empuje se han desarrollado para uso con herramientas neumáticas, en lugar de la inserción con taladro de perforación sobre los controles, el conjunto de cabecera de pozo de espejo de ángulo recto necesita una protección mejor.
Las mejoras en el punto de burbujeo burbujeo-C/microporoso. Uno de los problemas de puntos de burbujeo de paso continuo mayores en el burbujeo horizontal es la distribución uniforme de las burbujas de aire. Si el flujo de entrada es fijado al final de un filtro, la presión cae continuamente a medida que el aire es liberado del filtro. La distribución resultante de flujo provoca que se produzcan más burbujas donde la conexión se produce con flujo que alterna hacia fuera. El final del filtro produce pocas o ninguna burbuja.
Para permitir una distribución uniforme de las burbujas, o bien son concentrados los puntos de burbujeo individuales (método de tubo spagetti) o el punto de burbujeo se construye de una manera única que permite conexiones de tubería de intervalo con control de flujo y presión para cada región de punto de burbujeo con la disposición propuesta, conectando la tubería, a puntos de burbujeo pasa a través del punto de burbujeo internamente sin interferir con función de producir burbujas pequeñas en una superficie externa uniforme (2) la penetración de tubería que reduce el volumen de gas interno del punto de burbujeo, reduciendo así el tiempo de residencia para gases oxidativos (importante puesto que el ozono tiene solamente un cierto tiempo de vida antes de la descomposición), y permite 3 a 4 puntos de burbujeo que deben realizarse simultáneamente con flujo y presión iguales. Cada punto de burbujeo puede programarse también para impulsar en un secuenciador de tiempo, ahorrando costes eléctricos y permitiendo ciertos modelos de burbujas vertical y horizontal únicos. Los puntos de burbujeo pueden montarse con Thread F480 con ajustes de compresión y desviación internos:
Ventajas: (2) Ajusta el filtro de pozo estándar;
(3) Permite el control de presión/flujo individual;
(4) Reduce el tiempo de residencia;
(5) Permite la envoltura/burbujeo en lugar del generador de burbujas continuo.
El uso de Puntos Inyectables configurados como Moldeados: HDPE 450 mm (18 pulgadas) 10 mm (0,40 pulgadas) moldeados dentro de una tubería de 4,8 mm (1/4 pulgadas) pp o tubería HDPE permite que el tubo uniforme se inserte dentro de una toma de empuje con punto desmontable. El uso de puntos de burbujeo pre-empaquetados "Bullet": con cilindro de arena pre-empaquetada "sistema pesado" KVA y cilindro de bentonita colocados sobre la tubería y punto poroso. Además el uso de un punto poroso reforzado con tubo metálico interior (perforado) para permitir que la tubería a lo largo de toda la resistencia resista la desintegración del plástico durante la inserción.
El uso de cabeceras de Presión/flujo; Rodómetro/ espejo; el conjunto de espejo para rodómetro montado a nivel (medidor de flujo), permite la lectura desde el fondo vertical y controla el flujo de líneas laterales para ajustar la contrapresión desde los tipos variables de formaciones (ranura, arena, grava).

Claims (29)

  1. \global\parskip0.950000\baselineskip
    1. Un método de retirada de compuestos orgánicos volátiles en una formación de suelo, que comprende:
    inyectar aire que incluye un gas dentro de la formación de suelo en concentraciones para efectuar la retirada de compuestos orgánicos volátiles, caracterizado porque dicho gas es ozono y el aire que incluye ozono es inyectado dentro de aguas subterráneas de un acuífero que circulan por debajo de la superficie como burbujas finas con un tamaño de burbuja inicial en un intervalo de aproximadamente 5 a 200 \mum, reaccionado dicha zona con dichos compuestos orgánicos volátiles.
  2. 2. El método de la reivindicación 1, donde las burbujas finas están dimensionadas de acuerdo con una porosidad característica de la formación de suelo.
  3. 3. El método de la reivindicación 1, donde la inyección comprende adicionalmente:
    proporcionar una pluralidad de pozos de inyección y que introducen el aire ambiente y el ozono como burbujas finas entre aproximadamente 5 a 200 \mum a través de los pozos de inyección.
  4. 4. El método de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente agua que se agita de forma intermitente en el pozo.
  5. 5.El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente impulsar periódicamente el ozono que incluye aire inyectado.
  6. 6. El método de la reivindicación 1 donde la inyección comprende adicionalmente:
    mezclar el aire ambiente con el ozono.
  7. 7. El método de la reivindicación 1 donde la inyección comprende adicionalmente:
    mezclar el aire ambiente con el ozono; y
    administrar el aire ambiente y el ozono a través de una pluralidad de difusores micro-porosos para producir las burbujas finas de aire ambiente y ozono.
  8. 8. El método de la reivindicación 1, donde los compuestos orgánicos volátiles en la formación de suelo están descompuestos por interacción de ozono con átomos de carbono de enlace doble de los compuestos orgánicos volátiles.
  9. 9. El método de la reivindicación 1, donde las burbujas finas tienen un tamaño de burbuja inicial al menos entre 50 a 200 \mum.
  10. 10. El método de la reivindicación 1, donde las burbujas finas tienen un tamaño de burbuja inicial al menos entre 20 a 50 \mum.
  11. 11. El método de la reivindicación 1, donde las burbujas finas tienen un tamaño de burbuja inicial al menos entre 5 a 20 \mum.
  12. 12. El método de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente:
    proporcionar una pluralidad de pozos de inyección e inyectar el aire ambiente y el ozono como burbujas a través de los pozos de inyección utilizando un difusor micro-poroso correspondiente para cada una de la pluralidad de pozos de inyección;
    rodear los difusores micro-porosos con un envase de arena dispuesto entre los difusores micro-porosos y la formación de suelo circundante.
  13. 13. El método de la reivindicación 1, donde la retirada de compuestos orgánicos volátiles puede producirse sin una extracción de vapor.
  14. 14. El método de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente agitar con agua bombeada para distribuir dichas burbujas a través de la formación de suelo.
  15. 15. El método de la reivindicación 1, donde la formación de suelo contiene hidrocarburos clorados.
  16. 16. El método de la reivindicación 1, donde la formación de suelo contiene material orgánico e hidrocarburo.
  17. 17. El método de la reivindicación 1, donde los compuestos orgánicos volátiles incluyen disolventes clorados que incluyen dicloreteno, tricloreteno, y/o tetracloreteno.
  18. 18. El método de la reivindicación 1, donde los difusores microporosos se utilizan para generar dichas burbujas finas y los materiales micro-porosos de los difusores micro-porosos tienen un tamaño de poro seleccionado para igualar una característica de porosidad de la formación de suelo circundante.
  19. 19. El método de la reivindicación 18, donde los materiales micro-porosos de los difusores micro-porosos tienen un tamaño de poro seleccionado para igualar una característica de porosidad y una característica de permeabilidad de la formación de suelo circundante.
  20. 20. El método de la reivindicación 1, donde los difusores micro-porosos se utilizan para generar dichas burbujas finas y los materiales micro-porosos de los difusores micro-porosos tienen un tamaño de poro seleccionado para igualar una característica de permeabilidad de la formación de suelo circundante.
  21. 21. El método de la reivindicación 1 comprende adicionalmente:
    generar un agente de oxidación que comprende ozono en concentraciones para efectuar la retirada de contaminantes;
    mezclar el aire ambiente con ozono para producir el aire que incluye ozono.
  22. 22. Aparato para la inyección de un gas dentro de regiones acuíferas para la retirada de compuestos orgánicos volátiles por reacción con ozono que comprende:
    un generador de gas para generar un agente de oxidación que comprende ozono para la inyección de aire que incluye ozono dentro del acuífero;
    una carcasa;
    un empaquetador dispuesto a través de la carcasa;
    un paso de inyección de aire a través del empaquetador y la carcasa y acoplado al generador de gas,
    una bomba dispuesta a través de la carcasa y que tiene una entrada por encima del empaquetador y una salida por debajo del empaquetador, y
    un difusor microporoso acoplado al generador de gas, incluyendo dicho difusor microporoso un cuerpo que tiene una porción porosa con un tamaño de poro en el intervalo de aproximadamente 5-200 \mum.
  23. 23. El aparato de la reivindicación 22 que comprende adicionalmente:
    un filtro de salida acoplado a la carcasa.
  24. 24. El aparato de la reivindicación 23, donde el filtro de salida es acoplado a la carcasa en una porción inferior del mismo y con el aparato que comprende adicionalmente:
    un filtro de entrada acoplado a la carcasa en una porción superior de la carcasa.
  25. 25. El aparato de la reivindicación 22 que comprende adicionalmente:
    un compresor acoplado al generador de gas para proporcionar el gas al filtro de salida y el difusor microporoso a una presión elevada.
  26. 26. El aparato de la reivindicación 22, donde el difusor microporoso está dispuesto fuera de la carcasa.
  27. 27. El aparato de la reivindicación 22, donde el difusor microporoso está dispuesto dentro de la carcasa.
  28. 28. El aparato de la reivindicación 22, donde el difusor microporoso es un primer difusor microporoso dispuesto dentro de la carcasa y donde el aparato comprende adicionalmente:
    un segundo difusor microporoso dispuesto por debajo de la carcasa.
  29. 29. El aparato de la reivindicación 22 donde la carcasa y el aparato están dispuestos dentro de un pozo, el pozo previsto en un sitio que tiene un acuífero, y donde dicho aparato comprende, además:
    un filtro de salida dispuesto en el acuífero, y
    un filtro de entrada dispuesto por encima de dicho filtro de salida.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0946431A1 (en) * 1996-11-15 1999-10-06 K-V Associates, Inc. Groundwater remediation with microporous diffusor
CN103145232B (zh) * 2012-02-21 2014-04-02 清华大学 用微纳米气泡对地下水原位修复的方法及系统
US10252303B2 (en) 2015-06-01 2019-04-09 Michael Lindstrom Method to remediate soil and groundwater
CN111360060B (zh) * 2020-04-10 2023-05-30 中节能大地（杭州）环境修复有限公司 土壤/地下水集成式注射系统及其单源、双源及混合微纳米气泡液注射方法
CN111762984A (zh) * 2020-06-29 2020-10-13 煜环环境科技有限公司 原位真空降水修复方法
CN115784420B (zh) * 2022-09-07 2024-05-10 河北工程大学 一种原位去除地下水中污染物的装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5721995A (en) * 1980-07-15 1982-02-04 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd High-efficiency aerating method
CH642563A5 (en) * 1982-09-09 1984-04-30 Buchs Utb Umwelttechnik Ag Method for introducing air bubbles or oxygen bubbles into sewage sludge, and appliance for implementing the method
GB2185901A (en) * 1985-12-13 1987-08-05 James Frederick Pankow Treating groundwater by sparging
US5205927A (en) * 1987-09-25 1993-04-27 Battelle Memorial Institute Apparatus for treatment of soils contaminated with organic pollutants
GB2216113B (en) * 1988-03-15 1991-10-16 Water Res Centre Activated sludge process
JP2977852B2 (ja) * 1990-03-17 1999-11-15 株式会社日本ネイチュアロマン オゾン水発生装置
US5049320A (en) * 1990-07-03 1991-09-17 International Environmental Systems, Inc. Gas dissolving system and method
JPH04126542A (ja) * 1990-09-17 1992-04-27 Nomura Denshi Kogyo Kk 気泡発生器
JPH0623378A (ja) * 1992-07-09 1994-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水中有害物質の除去方法
DE69327228T2 (de) * 1992-08-27 2000-08-10 United States Department Of Energy, Washington Biologische entsorgung von verunreinigtem grundwasser

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