Pump & Treat Barriere idrauliche

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Lucio Fabiani
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1 Università di Roma Tor Vergata Laura magistrale in Ingegneria per l ambiente e il territorio Corso di Bonifica dei Siti Contaminati Pump & Treat Barriere idrauliche Renato Baciocchi A.A

2 Definizione e Principio della tecnologia Il Pump and Treat può essere definito come: Una tecnologia di messa in sicurezza (d emergenza o permamente) Una tecnologia di bonifica (in particolare se combinata con aggiunta di reagenti) Il principio consiste nel generare una depressione piezometrica per controllare ed interrompere il flusso delle acque sotterranee. L obiettivo è di catturare tutto il pennacchio contaminato mediante la depressione generata.

reagenti) Il principio consiste nel generare una depressione piezometrica per controllare ed interrompere il

3 Modalità applicative 1) Contenimento idraulico controllo del flusso sotterraneo delle acque contaminate; evitare l espansione del pennacchio di contaminante a) Barriera costituita da pozzi per arrestare il flusso b) Barriera costituita da dreni (trincea) per arrestare il flusso c) Prelievo da pozzi per integrare sistemi di isolamento fisico della fonte di inquinante

pozzi per arrestare il flusso b) Barriera costituita da dreni (trincea) per arrestare il

4 Modalità applicative 2) Trattamento riduzione della concentrazione di sostanze inquinanti (spesso non raggiunge gli obiettivi di bonifica) in figura accoppiamento del trattamento con pozzi per intercettazione del plume integrato con pozzi di reimmissione per aumento efficacia desorbimento degli inquinanti.

figura accoppiamento del trattamento con pozzi per intercettazione del plume

5 Contaminanti Contaminanti caratterizzati da elevata solubilità (influenza l efficienza di rimozione dall acquifero) Va accoppiata con rimozione prodotto libero in presenza di NAPL Sostanze organiche e inorganiche (influenza la trattabilità)

acquifero) Va accoppiata con rimozione prodotto libero in

6 Contaminanti

7 Parametri idrogeologici Parametri che influenzano l efficacia dell intervento e la progettazione

8 Limiti e condizioni di applicazione In tabella sono riportate le condizioni idrogeologiche e quelle chimiche dei contaminanti in relazione alle condizioni di applicabilità del P&T da (1) facilmente applicabile a (4) difficilmente applicabile

contaminanti in relazione alle condizioni di applicabilità

9 Limiti e condizioni di applicazione Tailing: al procedere dell estrazione di acqua sotterranea (pumping on), il tasso di diminuzione della concentrazione di sostanze inquinanti si riduce progressivamente Rebound: a seguito dell interruzione delle operazioni di estrazione (pumping off), si può osservare un aumento della concentrazione

inquinanti si riduce progressivamente Rebound: a seguito dell interruzione delle

10 Limiti e condizioni di applicazione Motivazioni del tailing I contaminanti sono mobilizzati quando sono (a= solubilizzati dal NAPL o (b) desorbiti dal suolo; Quando la concentrazione in fase adsorbita scende sotto un certo limite, la velocità di desorbimento è così bassa da rendere praticamente inutile il trattamento, in quanto si finisce per estrarre acqua quasi pulita.

fase adsorbita scende sotto un certo limite, la velocità di desorbimento è così bassa da

11 Limiti e condizioni di applicazione Motivazioni del rebound Quando si riduce la velocità della falda, che torna al sua valore naturale, la concentrazione degli inquinanti aumenta in quanto ora il tasso di desorbimento/dissoluzione è aumentato rispetto alla velocità della falda Esistono zone a bassa permeabilità nelle quali si accumula il contaminante e che non sono state trattate adeguatamente dal P&T dal quale l inquinante si desorbe.

desorbimento/dissoluzione è aumentato rispetto alla velocità della falda Esistono zone a bassa permeabilità

12 Metodi di progettazione Sono basati sul concetto di ZONA DI CATTURA Orizzontale Verticale

13 Metodi di progettazione Il punto di partenza è la seguente equazione, che fornisce la portata necessaria per catturare un plume di ampiezza w e profondità b: Q= portata acqua da emungere Ki = U (velocità di Darcy) b = spessore dell acquifero Ipotesi: Acquifero omogeneo, isotropo e confinato o esteso infinitamente Pozzi di estrazione a completa penetrazione Gradiente idraulico regionale costante Stato stazionario Gradiente verticale trascurabile Assenza di altri flussi / sorgenti

acquifero Ipotesi: Acquifero omogeneo, isotropo e confinato o esteso infinitamente Pozzi di estrazione a completa

14 Metodi di progettazione Singolo pozzo La zona di cattura si definisce con la seguente equazione, che fornisce la portata necessaria per catturare un plume di ampiezza w e profondità b: Q= portata acqua da emungere Ki = U (velocità di Darcy) T=Kb (trassmissività) b = spessore dell acquifero Ipotesi: Acquifero omogeneo, isotropo e confinato o esteso infinitamente Pozzi di estrazione a completa penetrazione Gradiente idraulico regionale costante Stato stazionario Gradiente verticale trascurabile Assenza di altri flussi / sorgenti

= spessore dell acquifero Ipotesi: Acquifero omogeneo, isotropo e confinato o esteso infinitamente Pozzi di estrazione a completa

15 Si può anche usare l approccio grafico di Javandel e Tsang, basato sul concetto di curva tipo, basato sulla equazione della portata di emungimento: Q= B U TCV = T/K * K * I * TCV = T*I *TCV TCV= Q/ (B*U) Metodi di progettazione Singolo pozzo Q= portata acqua da emungere T=KB (trasmissività) B= spessore dell acquifero TCV = valore della curva tipo Ipotesi: Acquifero omogeneo, isotropo e confinato o esteso infinitamente Pozzi di estrazione a completa penetrazione Gradiente idraulico regionale costante Stato stazionario Gradiente verticale trascurabile Assenza di altri flussi / sorgenti

spessore dell acquifero TCV = valore della curva tipo Ipotesi: Acquifero omogeneo, isotropo e confinato o esteso infinitamente Pozzi di estrazione

16 Metodi di progettazione Pozzi multipli L approccio grafico di Javandel e Tsang, basato sul concetto di curva tipo, si può usare anche per pozzi multipli: 2 pozzi 3 pozzi Q= portata acqua da emungere T=KB (trasmissività) B= spessore dell acquifero TCV = valore della curva tipo

anche per pozzi multipli: 2 pozzi 3 pozzi Q= portata acqua da

17 Metodi di progettazione Pozzi multipli Qualunque sia il numero di pozzi, occorre in ogni caso verificare che la portata di emungimento non determini un eccessivo abbassamento piezometrico (Δh), che possa addirittura eccedere lo spessore dell acquifero. Per un pozzo:.. Per due pozzi:... Q= portata acqua da emungere T=KB (trasmissività) S = storativity B = spessore dell acquifero rw = raggio del pozzo r = distanza tra i due pozzi (dove rilevante)

eccedere lo spessore dell acquifero. Per un pozzo:.. Per due pozzi:.

18 Metodi di progettazione Pozzi multipli Esempio di applicazione: Plume di TCE Obiettivo bonifica: 10 ppb Spessore acquifero: 10 m i=0.002 K= 10 4 m/s Storativity: Porosità efficace: 0.2 Abbassamento piezometrica max: 7 m

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