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September 29, 2014
Parte I – Peroxychem Overview
Química do Klozur® Persulfato
Tratamento e considerações sobre LNAPL residual
Considerações sobre dosage do Klozur® Persulfato
Parte 2 – A abordagem da ORIN
Estratégia da remoçao de fase livre
Estudo de casos
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Ânion Persulfato:
S2O8-2 + 2H+ + 2e-
2HSO4-1
E0 = 2.12 v
Principios da oxidação do Persulfato
“Oxidação Direta ”:
Exemplos:
Benz
15 S2O8-2 + C6H6 + 12 H2O 6 CO2 + 30 HSO4
-1
2 S2O8-2 + C2Cl4 + 4 H2O 2 CO2 + 4 Cl- + 4 H+ + 4 HSO4
-1
20,41Kg / kg
3,17 kg / kg
Obs: O radical livre Persulfato ativado » SO4•-
possui E0 = 2.6 v, é cineticamente mais rápido.
PCE
Mecanismos de ativação e formação de radicais livres Klozur® Persulfato
Gera radicais livre SO4• com maior poder de reação e cinéticamente mais rápido
A Peroxychem sempre recomenda a utilização de ativadores
O método mais adequado de ativação é definido em função dos contaminantes ,
a litologia e a hidrogeologia do site
S2O8-2 + ativator SO4•- + (SO4•- or SO4
-2)
Temp Fe2+ H2O2 pH (10,5 -12)
O Fornecimento de Klozur® Persulfato produzido pela Peroxychem ja inclui os direitos de
utilização de P.I referente as invenções cobertas e registradas na forma de Patentes
no preço do produto .
Solução SUSTENTAVEL Utiliza Energia Hidroéletrica
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1. Temperatura
• Cinética rápida
• Trata uma larga e diversificada
• faixa de orgânicos
• 35° – 45° C
2. Metais Quelados
[FeEDTA]
• Cinética lenta
• Compostos Clorados etenos, BTEX,
MTBE, PAHs
S2O8-2 + heat 2 SO4•
M+2
Quelante
Quatro métodos de ativação do Klozur® Persulfato
3. Peroxido de Hidrogênio
• Cinética rápida
• Trata uma larga faixa de
orgânicos
• ~ 0.31kg H2O2 / kg persulfato
4. pH elevado (meio alcalino)
• Cinética moderadamnte rápida
Trata uma larga faixa de
orgânicos
• Faixa de pH recomendada
• 10.5 - 12
S2O8-2 + H2O2 2SO4• + 2OH•
Contaminantes + Oxidante + Solo → CO2 + componentes do solo oxidado + intermediarios estaveis
Demanda estequiométrica
• A demanda do contaminante é baseada na transferência de 2 eletrons do ânion persulfato
Demanda da decomposição natural
• A demanda depende da ativação química utilizada
Demanda de oxidante do solo (SOD)
• SOD aumenta a partir das reações com os compostos naturais do solo (nom) e
mineralogia redutora
• SOD valor médio = 1 g persulfato / kg solo, mas é dependente da litologia do solo
• O teste de sod protocolo Peroxychem pode ser realizado em varios labs qualficados
Obs: Recomendamos o teste de sod com amostras coletadas fora da area contaminada , para que o calculo de massa do oxidante possa ser calibrado e evitar o sub dimensionamento
Mineralização Demanda de oxidante do solo (sod)Estequiometria
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Cliente & SiteProduto & Método de
ativação Target Resultados
Earth Tech, Edwards
AFB, CA (Pilot)
Ativação alcalina
Klozur with A/S
CVOCs e JP-4 Querosene
de aviação LNAPLCVOCs e LNAPL oxidados
WSP, Coastal Plains
of Florida
Klozur CR(Remediação
combinanda ) +
PermeOx Plus
LNAPL origem petroleo e
pluma de fase dissolvida
LNAPL fase livre de 1-3 cm a < 1 cm,
70% de redução na área da pluma de
fase dissolvida
MECx, Trento, Italy
(Pilot)
Klozur H202 catalizado
(CHP) com
recirculação
PAH LNAPLLNAPL eliminado,
PAHs dissolvidos < 50 µg/L
MECx, Kentwood, LA Klozur com baixa
dosagen H2O2 + Fe2+
Produtos refinados de
petroleo (pipeline) LNAPL
0.304 cm até 30,4 cm de fase livre de
LNAPL eliminada,
Decréscimo de 70% de TPH dissolvido
MECx, Dallas/Fort
Worth, TX
Klozur com baixa
dosagen H2O2 + Fe2+LNAPL e fase dissolvida
de hidrocarbonetos leves
LNAPL eliminado
BTEX redução de 95%,
MTBE redução de 66%
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Utilização inicial típica na remoção física
• ISCO funciona melhor em espessuras menores nas camadas de LNAPL residual
Uma caracterização(delineamento) deficiente sempre é
um problema
• Uma boa compreensão da natureza e da extensão é necessária
• O retorno de rebound no longo prazo
Altas concentrações dissolvidas podem indicar fase
residual de NAPL
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ContaminanteSolubilidade ( 20 a 25ºC)
ppmSolubilidade de 1%
ppmSolubilidade de 10%
ppm
Benzeno 1790 17,9 179
Tolueno 530 5,3 53
Naftaleno 30 0,3 3
TCE 1000 10 100
PCE 150 1,5 15
Tetracloreto de Carbono 8 0,08 0,8
Clorobenzeno 472 4,72 47,2
Tabela 1: Compostos Químicos e suas solubilidades em água, e suas respectivas concentrações são indicativos da presença de NAPLs.
Contato é Essential
• Klozur é hidrofílico , reações na fase aquosa
Klozur densidade das soluções
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Klozur Persulfato Propriedades das soluções
Solução wt% 5 10 15 20 25
Peso Específico 1.031 1.066 1.104 1.145 1.189
Metodos que melhoram o contato
• Ativação por temperatura (melhora a solubilidade e aumenta a reatividade )
• Ativação com H2O2 (aumento de tempetartura localizado )
• Ativação alcalina (Tensão superficial e polaridade )
• Klozur persulfato e surfactantes (utilizado com sucesso em varios casos )
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Distribuição KoW particionamento
• Água subterrânea e Solo , horizontal e vertical
Compostos
• Muito mais que somente BTEX e SOD
Quais são os principais condutores do processo ?
• LNAPL ?
• Concentrações da água subterrânea ?
• Ambos ou algo mais ?
• De uma maneira geral : Meta realística como % de remoção e destruição
através da oxidação
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Estabeleça meta adequada de remoção da fração da massa de LNAPL residual
% Redução necessária » Remover LNAP residual e metas para as concentrações, etc?
Identificar abordagens de injeção
• cenario 1 – Alta concentração, baixo volume de injeção (20 – 30 wt%)
• cenario 2 – Baixa concentração , alto volume de injeção (< 5 wt%)
Considerar múltiplas injeções se necessário
• Altas concentrações podem necessitar de maiores volumes de soluções diluidas
Estequiometria vs dosagem
• Nossas estimativas consideram sempre 100% destruição (mineralização) salvo
indicação em contrario)
• Plano de implementação prático / projeto ISCO
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O tratamento químico mobiliza os contaminantes adsorvidos
Facilita a remoção da contaminaçao das águas subterrâneas e / ou NAPL
Menor demanda do oxidante
Auxilia o tratamento químico na distribuição
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Injeção e extração corte transversal
Extração /poço de monitoramento Ponto de injeção
Injeção de oxidante
Superfície do solo
Ponto de injeção
Gradiente Hidraulico NA
- - - - - - - - - - -
Cone de elevação
Zona capilar
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Injeção e Extração corte transversal
Poço de extração /monitoramento Ponto de injeção
Injeção do oxidante
Cone de Depressão
Superficie do solo
Ponto de injeção
Gradiente hidraulico N.A
- - - - - - - - - - -
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Controle Hidraulico
• Formular o tratamento químico nas áreas impactadas
• Criar cones de elevação e depressão
Previne um excesso de acumulo da água subterranea
(mounding)
Melhora a desorção e a eficacia da injeção
• Extração em multiplas localizações simultanemamte
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Oxidação Química in situ com extração a vácuo
Remoção de fase livre
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Active Gas Station – Bamberg, South Carolina
Solo: areia argilosa
Profundidade da contaminação : 2,44 – 4,88m
Area: Aproximadamente 915 m²
Contaminantes: 16,1 cm LNAPL camada movel
Oxidante injetado: 15% Klozur® Persulfato ativado com PermeOx Plus®
Numero de pontos de injeção : 34
Numero de dias injetando : 2
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13,46 cm de LNAPL removido
Nenhum produto livre retornou com a diminuição da fase dissolvida
Status do site: Nenhuma outra ação necessaria. caso encerrado
Carga estequiométrica
baseada na demanda de oxidante Kg
Custo de implementação
utilizando a demanda
estequiométrica da carga de reagentes
químicos
Estratégia da carga utilizada pela Orin
kg
Custo de implementação
utilizando a carga de reagents da ORIN
Redução de custos
11839 $141,000.00 3309 $53,280.00 $87,720.00
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Oxidação Química in situ com extração a vácuo
Remoção de fase livre
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Posto de gasolina em atividade – Muscatine, Iowa
Solo : areia siltosa Depth of contamination: 2,74- 4,57m ou 4.26 – 6,1 m
dependendo da prof da água subterrânea Área: Aproximadamente 1981 m² Contaminantes: BTEX e 18,7 cm de LNAPL Oxidante injetado : 17-20% Klozur® Persulfato ativado
com PermeOx Plus®
Numero de pontos de injeção : 51 Numero de dias de injeção : 3
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18,7 cm de LNAPL removido
Sem retorno de fase livre do produto
Status do site : Nenhuma outra ação necessaria. caso encerrado
Carga estequiométrica
baseada na demanda de oxidante Kg
Custo de implementação
utilizando a demanda
estequiométrica da carga de reagentes
químicos
Estratégia da carga utilizada
pela Orinkg
Custo de implementação
utilizando a carga de reagents da
ORIN
Redução de custos
12,910 $203,996.00 3219 $74,220.00 $129,776.00
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Oxidação Química in situ com extração a vácuo
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Posto de gasolina em atividade – Davidson, Michigan
Solo: Argila e silte argiloso
Profundidade da contaminação : 1,2- 2,4 m
Area: Aproximadamente 3048 m²
Contaminantes: BTEX( dessorção de LNAPL durante as atividades de injeção )
Oxidante injetado: 17-20% Klozur® Sodium Persulfate ativado com PermeOx Plus®
Numero de pontos de injeçao : 47
Numero de dias de injeção : 4
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Pre-treatment
Post-treatment
Poço de monitoramento mais contaminado
Pré tratamento
Pós tratamento
Benzeno Tolueno Etil benzeno Xileno
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ppb
20,32 cm de LNAPL removido
Sem retorno de fase livre de produto
Status do site : Nenhuma outra ação necessaria. caso encerrado
Carga estequiométrica
baseada na demanda de oxidante Kg
Custo de implementação
utilizando a demanda
estequiométrica da carga de reagentes
químicos
Estratégia da carga utilizada pela Orin
kg
Custo de implementação
utilizando a carga de reagents da ORIN
Redução de custos
52057 $475,000.00 2041 $46,500.00 $428,500.00
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Oxidação Química in situ com extração a vácuoRemoção de fase livre
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Planta industrial desativada - Butler, Pennsylvania
Solo: areia argilosa e cascalho Profundidade da contaminação : 1,84 – 3,05 m Area: Aproximadamente 1676 m² Contaminantes: BTEX, Resíduo de tinta e 45,7 cm de
LNAPL Oxidante injetado: 18% Klozur® Sodium Persulfato ativado
com PermeOx Plus ®
Numero de pontos de injeção : 30 poços de injeção perfurados and 25 DPT(direct push technology) localidades
Numero de dias de injeção : 3.5
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57,9 cm de LNAPL removido
Sem retorno de fase livre de produto
Status do site : Nenhuma outra ação planejada
Carga estequiométrica
baseada na demanda de
oxidante Kg99793
Custo de implementação
utilizando a demanda
estequiométrica da carga de reagentes
químicos
Estratégia da carga utilizada
pela Orinkg
Custo de implementação
utilizando a carga de reagents da ORIN
Redução de custos
99,793 $813,550.00 14,479 $206,325.00 $607,225.00
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www.environmental.fmc.com
Larry Kinsman - Orin Remediation Technologies
Office: 608-838-6699 Cell: 608-445-7707
[email protected] /www.orinrt.com
Afonso Matsura -
+55-11-99641-2205
Josephine Molin -
1.773.991.9615
www.peroxychem.com
Paulino Rodriguez –
+55 11 42610440 Cel 994013982
Perguntas ? Obrigado pela atenção !
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