Automatizovaný cirkulační systém sanace podzemních vod RNDr. Jan Němeček, Ph.D., ENACON s.r.o. Ing. Petr Pokorný, ENACON s.r.o., Ing. Dr. Libor Novák, PRO-AQUA CZ, s.r.o., Vladimír Janeček, PRO-AQUA CZ, s.r.o., Mgr. Pavel Hrabák, Ph.D., Technická univerzita v Liberci, Ing. Lucie Jiříčková, Technická univerzita v Liberci 17. března 2016, Hustopeče

Proč chlorované uhlovodíky Hojné využívání (odmašťování ve strojírenství, chemické čištění, extrakce tuků, činění kůží), V České republice i celosvětově k nejčastějším a nejzávažnějším kontaminantům podzemních vod, Toxikologické a ekotoxikologické vlastnosti (dle US EPA: VC – prokázaný lidský karcinogen, TCE a PCE – pravděpodobné karcinogeny), Fyzikální vlastnosti (vyšší hustota než voda, těkavost, omezená rozpustnost), V horninovém prostředí jsou perzistentní (poločas rozpadu: stovky dní až roky)

Intruze par těkavých látek do budov

Chování ClU v horninovém prostředí (Keuper et al. eds. 2014)

Sanace zdrojových zón Fyzikální metody In Situ termické metody Air Sparging a venting Fyzikální kontejnment Sanační čerpání Promývání surfaktanty a rozpouštědly Odtěžba Biologické metody In situ bioremediace Chemické metody In situ chemická oxidace In situ chemická redukce MNA Kombinované metody Zastoupení jednotlivých technologií sanace zdrojových zón na 118 lokalitách (studie NAVFAC a Geosyntec, 2011)

Běžné způsoby aplikace činidel Přímé vtláčení (direct-push) Do vystrojených vrtů

Princip cirkulačního systému

In situ bioremediace Princip metody: metoda založena na biologické reakci, kterou baktérie získávají energii a růst tím, že je jeden nebo více atomů chlóru nahrazen vodíkem v anaerobním prostředí. v této reakci chlorované látka slouží jako akceptor elektronu a vodík jako donor elektronu vodík využitý v této reakci je zpravidla dodáván rozkladem organických substrátů (USEPA, 2000)

In situ bioremediace Princip metody:

Podmínky reduktivní dechlorace – fermentující substrát  H 2 - nejdůležitější (a v případě řady bakteriálních kmenů jediným) donorem elektronu při reduktivní dechloraci chlorovaných ethenů, Vzniká biologickým rozkladem (fermentací) substrátu jinými mikrobiálními kulturami a/nebo rozkladem biomasy Fermentující substráty: přírodní organické látky, kontaminanty (BTEX, mastné kyseliny), účelové dodávané substráty (mléčnany, glukóza, ethanol, rostlinný olej, rostlinné zbytky, mulč..)

Srovnání fermentujících substrátů Frekvence aplikace rostlinný olejmelasasyrovátka laktát >3 roky1 až 3 měsíce polylaktát Způsob aplikace laktátpolylaktát bez ohřevu bez recirkulace bez emulzifikace/ po emulzifikaci recirkulace vícenásobná injektáž vysoké tlaky viskózní někdy nutný ohřev syrovátka melasarostlinný olej kontinuálně až měsíčněročně - 2x ročně

Vhodnost/nevhodnost použití metody  Vhodná tam kde: - získaná data indikují, že ClU (včetně toxických produktů rozpadu) budou rozloženy autochtonními mikroorganismy v anaerobních podmínkách v rozumném čase - hydrogeologické poměry jsou vhodné k aplikaci a distribuci substrátu a k vytvoření in-situ reaktivní zóny - ekonomicko-technické zhodnocení prokáže výhodnost oproti jiným metodám (MNA, air-sparging, sanační čerpání, ISCO,..) Nevhodná tam kde: - jsou v blízkosti nebo již ovlivněny receptory znečištění (vodní toky, vodní zdroje) - je nepřístupná zdrojová zóna s výskytem ClU ve fázi - jsou komplikované hg. poměry znemožňující aplikaci/distribuci - jsou komplikované geochemické poměry (↑nebo ↓pH) znemožňující růst dechloračních baktérií - je požadavek na rychlé dosažení cílových koncentrací

Matematické modelování cirkulačního systému pasivní systém cirkulační systém po 2 týdnech po 5 týdnech

Shrnutí: - Neexistuje jedna technologie vhodná na všech lokalitách, - Návrh každé technologie vyžaduje detailní průzkum hg. poměrů a znečištění, - Cílové parametry musí být realistické, musí prioritně odstraňovat největší rizika (intruze par do budovy, šíření znečištění k vodnímu zdroji, apod.) - Zpravidla je výhodné kombinovat metody v prostoru a/nebo v čase (treatment trains) - Projektant sanace musí znát jak tradiční, tak i nové sanační technologie včetně jejich výhody ale i omezení, účinnost a náklady - Dynamické řízení sanace – pravidelně analyzovat výsledky, pružně na ně reagovat, systém průběžně optimalizovat Zásady navrhování a realizace sanace

Prvky automatizovaného cirkulačního systému

Dávkovací čerpadlo a měření výšky hladiny substrátu Filtr pevných částic Injektážní vrt, indukční průtokoměr a kulový ventil s dálkovým ovládáním Rozvaděč s řídící jednotkou

Prvky automatizovaného cirkulačního systému Obrazovka dispečerského pracoviště

Prvky automatizovaného cirkulačního systému Obrazovka dispečerského pracoviště s průběhy průtoků

Dosavadní průběh poloprovozní zkoušky po 3 měsících koncentrace TCE před zkouškou stupeň dechlorace

Testovaný automatizovaný cirkulační systém slouží k aplikaci substrátu do kontaminovaného kolektoru a jeho co nejlepší distribuci. Po náběhu systém vykázal prakticky nulovou poruchovost. Provozem automatizovaného cirkulačního systémem došlo k distribuci substrátu prakticky v celé oblasti poloprovozní zkoušky a k navození podmínek pro biologickou hydrogenolýzu (rozklad) ClU-Eth. To bylo potvrzeno vývojem celé řady sledovaných parametrů. Poloprovozní zkouška bude ukončena v roce Projekt je řešen za podpory Technologické agentury ČR v rámci programu Alfa 4. Shrnutí

Dotazy