SOIL VAPOR EXTRACTION
Tổng quan
Quá trình trích ly hơi trong đất (SVE) là một trong công nghệ khắc phục hậu quả tại chỗ làm giảm nồng độ của các thành
phần dễ bay hơi trong các sản phẩm dầu khí hấp phụ trong đất không bão hòa.
Trong công nghệ này, áp suất chân không ứng dụng vào nền đất sẽ tạo ra một gradient áp lực đẩy hơi về phía giếng trích ly.
Thành phần dễ bay hơi dễ dàng được loại bỏ thông qua các giếng.
Hơi chiết sau đó được xử lý và thải ra bầu khí quyển hoặc chôn lấp dưới bề mặt(nơi cho phép).
Công nghệ này đã được chứng minh hiệu quả trong việc giảm nồng độ của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và một số
chất hữu cơ SVOCs được tìm thấy trong các sản phẩm dầu khí ở dưới lòng đất( bể chứa ngầm UST) ở nhiều nơi. SVE thành công khi
áp dụng cho các chất dễ bay hơi như xăng dầu. Còn nhiên liệu Diesel, dầu sưởi ấm, và dầu lửa có tỉ trọng lớn hơn so với xăng nên
việc xử lí bằng SVE khá khó khăn, các chất này có thể bị loại bỏ bởi ảnh hưởng của Sinh vật (Xem Chương III)
Đánh giá kế hoạch hành động khắc phục hiệu quả (CAP) trong đó đề xuất SVE là một biện pháp khắc phục cho đất bị ô
nhiễm dầu mỏ. Quá trình đánh giá, được tóm tắt trong một sơ đồ dòng chảy thể hiện trong Chú thích II-3, sẽ là quy trình cho các
quyết định bạn sẽ làm cho trong quá trình đánh giá. Danh sách kiểm tra cũng đã được cung cấp vào cuối chương và sẽ được sử dụng
như một công cụ để đánh giá tính đầy đủ của CAP. Quá trình đánh giá có thể được chia như sau bước.

•
•

•
•

Bước 1: Sàng lọc ban đầu cho hiệu quả SVE: Đánh giá hiệu quả SVE, SVE hiệu quả, hiệu quả vừa phải, hoặc không hiệu
quả.
Bước 2: Đánh giá chi tiết hiệu quả SVE: cung cấp các tiêu chí sàng lọc để xác nhận cho dù SVE có thể sẽ hiệu quả. Để
hoàn thành việc đánh giá chi tiết cần phải tìm đất cụ thể và đặc điểm thành phần và thuộc tính đất, quyết định nghiên
cứu thí điểm là cần thiết để xác định hiệu quả và đưa ra kết luận SVE có khả năng giải quyết các vấn đề tại vùng đất đó
như thế nào.
Bước 3: Đánh giá thiết kế hệ thống SVE: cho phép xác định việc thiết kế đã phù hợp với dữ liệu nghiên cứu hoặc các
nghiên cứu thí điểm khác trước đó hay chưa, các thành phần thiết kế cần thiết đã được cố định, và liệu thiết kế dòng
chảy quá trình xây dựng đã phù hợp với tiêu chuẩn thực hành.

Bước 4: Đánh giá kế hoạch hoạt động và giám sát: cho phép ta xác định xem điểm bắt đầu-kết thúc, xác định phạm vi
và tần số để đưa ra biên pháp khắc phục hậu quả thích hợp nếu có.

Hình I: mô hình SVE điển hình


Ưu điểm SVE

•
•
•
•
•
•
•

Sẵn có, thiết bị, công nghệ đơn giản.
Hiệu quả xử lí cao
Tối thiểu sự xáo trộn đến hoạt động của khối đất.
Thời gian xử lí ngắn: thường từ 6 tháng 2 năm trong điều kiện tối ưu.
Chi phí cạnh tranh.
Dễ dàng kết hợp với các công nghệ khác.
Phương pháp có thể được sử dụng trong các tòa nhà và các địa điểm mà không thể được khai quật, các vùng đất có
tính thấm thấp hoặc đất phân tầng.

Nhược điểm

•
•
•

•

Khó xử lý hơn 90% nồng độ ô nhiễm
Hiệu quả ít chắc chắn với đất thấm ít hoặc phân tầng
Có thể tốn kém cho xử khí trích ly khi xả khí đó vào không khí, phát thải cần giấy phép xả thải.
Chỉ xử lý khu vực đất - không bão hòa.



Sàng lọc của SVE hiệu quả


Xác định SVE sẽ làm việc tại một địa điểm nhất định không đơn giản. Kinh nghiệm và các tính toán cần thiết cần phải có. Tuy
nhiên chìa khóa để quyết định SVE là một biện pháp khắc phục khả thi cho một địa điểm cụ thể là:
Tính thấm của đất bị ô nhiễm dầu mỏ. Tính thấm xác định tỷ lệ mà tại đó hơi đất có thể được trích xuất.
Biến động của các thành phần dầu khí. Biến động xác định tỷ lệ (và mức độ) mà tại đó các thành phần dầu khí sẽ bốc hơi từ
đất hấp phụ nhà nước để nhà nước đất hơi.
Ví dụ: loại đất (đất sét, bùn, cát,…) sẽ xác định tính thấm của từng loại đất. Đất hạt mịn (đất sét và bùn) có tính thấm thấp hơn so
với đất hạt thô (đất cát, sỏi).
Các biến động của một sản phẩm dầu mỏ hoặc các thành phần của nó là một thước đo khả năng bay hơi. Bởi vì các sản phẩm
dầu mỏ rất phức tạp, từ các thành phần hóa học của hỗn ta có thể xác định được khoảng xấp xỉ điểm sôi của nó.
Chú thích II-4 là một công cụ sàng lọc ban đầu mà bạn có thể sử dụng để đánh giá hiệu quả tiềm năng của SVE cho một địa điểm
nhất định. Cung cấp một loạt các tính thấm cho các loại đất điển hình cũng như phạm vi biến động (dựa trên phạm vi nhiệt độ sôi)
cho các sản phẩm dầu khí điển hình. Sử dụng công cụ sàng lọc để đưa ra đánh giá ban đầu về tiềm năng hiệu quả của SVE. Sử dụng
công cụ này, bạn nên quét CAP xác định hiện tại loại đất và các loại sản phẩm xăng dầu trong đât.
Phụ lục 4: Sàng lọc ban đầu cho hiệu quả SVE

Đánh giá chi tiết hiệu quả SVE
Khi hoàn thành việc sàng lọc ban đầu và xác định SVE có hiệu quả đối với đất có sản phẩm xăng dầu hiện diện, ta sẽ tiếp tục
rà soát CAP để xác nhận tính hiệu quả của SVE.

Bắt đầu bằng cách xem xét hai yếu tố chính:


(1) Tính thấm của đất
(2) Thành phần không ổn định- bay hơi
Ảnh hưởng kết hợp của hai yếu tố này dẫn đến khối lượng chất gây ô nhiễm ban đầu sẽ giảm khi thực hiện SVE vì nồng độ
của các hợp chất bay hơi trong đất ( và hơi đất ) bị giảm.
Phụ lục 5: Tham số quan trọng để đánh giá tính thấm và sự bay hơi thành phần
Độ thấm của đất

Thành phần bay hơi

Tính thấm bản chất
Áp suất hơi
Cấu trúc đất và sự phân tầng
Thành phần và điểm sôi
Độ sâu mực nước ngầm
Định luật Henry
Độ ẩm
Phần còn lại của phần này mô tả từng thông số, tại sao nó quan trọng với SVE, phương pháp xác định, và những các giá trị
mà SVE có hiệu quả.
YẾU TỐ GÓP PHẦN TẠO NÊN TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

1. Tính thấm bản chất
Là thước đo khả năng truyền chất lỏng của đất và là yếu tố quan trọng nhất xác định hiệu quả của SVE.
Dãy tính thấm bản chất có hơn 12 giá trị dưới dạng luỹ thừa 10 ( từ 10 -16 đến 10-3 cm2) thích hợp với nhiều vật liệu đất, mặc
dù dãy giá trị ứng dụng cho những loại đất thông thường có giới hạn ( 10-13 đến 10-5 cm2).
Đất có hạt thô (cát ) có tính thấm lớn hơn đất có hạt mịn (đất sét hoặc bùn cặn ).
Khả năng đất cho lưu thông khí rất quan trọng trong SVE, mà nó lại bị giảm bởi sự có mặt của nước trong đất, do nước chặn
các mao quản và cản trở luồng khí. Điều này cực kỳ quan trọng trong đất hạt mịn, loại đất có xu hướng giữ nước.

Tính thấm này có thể được xác định bằng cách tiến hành kiểm tra độ thấm hoặc nghiên cứu thí điểm SVE, hoặc trong phòng
thí nghiệm bằng cách sử dụng mẫu đất từ vị trí xác định. Phương pháp thử nghiệm được mô tả bởi EPA (1991a).
Sử dụng các giá trị được trình bày tại Phụ lục II-6 để xác định tính thấm bản chất có trong phạm vi hiệu quả của SVE hay
không.

k >=10-8 cm2
10-8 >=k >=10-10
k < 10-10 cm2

Phụ lục 6: Tính thấm bản chất và hiệu quả SVE
Tính thấm bản chất
Hiệu quả SVE
Nói chung có hiệu quả
cm2
Có thể có hiệu quả, cần đánh giá thêm
Không hiệu quả

Tại vị trí đất trong vùng bão hòa cũngnhuw trong vùng không bão hòa, hệ số thấm của đất có thể được sử dụng để ước định
tính thấm của đất.
Hệ số thấm là một hệ số đo lường khả năng truyền nước của đất. Hệ số thấm có thể được xác định từ các kiểm tra tầng
nước ngầm. Chuyển đổi hệ số thấm sang tính thấm nội tại:
k'=K(µ/ρg)
k = tính thấm nội tại (cm2)
K = hệ số thấm (cm/s)
μ = độ nhớt nước (g/cm.s)
ρ = mật độ nước (g/cm3)


g = gia tốc trọng trường (cm/s2)
Tại 20°C: μ / ρg = 1,02. 10-5 cm.s

Để chuyển đổi k từ cm2 sang Darcy, nhân 108

2. Cấu trúc đất và sự phân tầng
Cấu trúc và sự phân tầng đất quan trọng đối với tính hiệu quả SVE vì nó ảnh hưởng cách và nơi hơi đất trong đất nền di
chuyển dưới điều kiện trích ly.
Đặc trưng cấu trúc như là vết nứt nhỏ có thể dẫn đến độ thấm cao hơn dự kiến đối với một số thành phần đất nhất định
(chẳng hạn như: đất sét ).
Tuy nhiên, khả năng dòng chảy tăng lên sẽ bị giới hạn trong môi trường bão hòa chứ không phải môi t rường chưa bão hòa,
dẫn đến việc không hiệu quả hoặc kéo dài đáng kể thời gian thực hiện.
Sự phân tầng của đất với độ thấm khác nhau có thể gia tăng lưu lượng hơi đất trong tầng thấm nhiều trong khi làm giảm
đáng kể dòng hơi đất thông qua các tầng ít thấm.
Có thể xác định cấu trúc giữa các hạt và sự phân tầng đất bằng cách xem xét đất khoan làm giếng và kiểm tra mặt cắt địa
chất.

3. Độ sâu nước dưới đất
Sự biến động của mực nước ngầm cần được xem xét khi thực hiện CAP.
Sự biến động đáng kể theo mùa hoặc hàng ngày (thủy triều hoặc lượng mưa) có thể nhấn chìm một số đất ô nhiễm hoặc
một phần màn trích ly, cản trở luồng không khí. Điều này là quan trọng nhất đối với giếng trích ly theo chiều ngang, nơi màng song
song với mặt mực nước.
Phương pháp SVE nói chung không thích hợp với các điểm có mực nước ngầm ít hơn 3 feet bên dưới mặt đất. Đối với các
điểm có mực nước ngầm ít hơn 10 feet bên dưới mặt đất cần được xem xét đặc biệt bởi vì nước ngầm có thể trào lên dưới áp lực
chân không trong giếng SVE, che kín màng và giảm hoặc loại bỏ dòng hơi đất bị hút chân không. Sử dụng Phụ lục II-7 để xác định độ
sâu mực nước liên quan đến hiệu quả SVE.

4. Độ ẩm
Độ ẩm cao trong đất có thể làm giảm tính thấm của đất và hiệu quả của SVE bằng cách hạn chế dòng chảy không khí thông
qua lỗ rỗng đất.
Luồng không khí đặc biệt quan trọng đối với đất trong rìa mao quản , nơi phần lớn thành phần có thể tích lũy.
Đất hạt mịn tạo rìa mao quản dày hơn đất hạt thô.
Độ dày của rìa mao quản thường được xác định từ các mặt cắt lỗ khoan (tức là, ở rìa mao mạch, đất thường được mô tả là

ẩm hoặc ướt). Rìa mao quản thường kéo dài từ inches đến feet trên độ cao nước ngầm.
Nói chung SVE không có hiệu quả trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ các rìa mao quản. Khi kết hợp với các công nghệ
khác (ví dụ, bơm - xử lý để giảm mực nước hoặc sục khí từ rìa mao quản), hiệu suất của hệ thống dựa trên SVE là tăng lên đáng kể.
Phụ lục 7: Độ sâu của nước ngầm ảnh hưởng đến hiệu quả SVE (1feet = 30,48cm)
Độ sâu nước ngầm
Hiệu quả SVE
>10 feet
Hiệu quả
3 feet<độ sâu<10feet
Cần kiểm soát lại (VD: giếng khoan
<3 feet
Không hiệu quả
Độ ẩm của đất lớn khi có mưa, nhất là khi trên bề mặt đất không có lớp phủ của thực vật, khu vực đó nước bị ứ đọng không
thể thể thoát theo các dòng chảy trên mặt.
Và còn phụ thuộc và cấp hạt của đất, nếu cấp hạt mịn như sét thì quá trình xâm nhập chậm, quá trình khử nước có thể cản
trở hiệu suất SVE và kéo dài thời gian hoạt động.
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH BAY HƠI
Áp suất hơi


Áp suất hơi là đặc trưng thành phần quan trọng nhất trong đánh giá các ứng dụng và hiệu quả tiềm năng của một hệ thống
SVE.
Là thước đo quá trình bốc hơi. Chính xác hơn, đó là áp lực hơi nước áp dụng khi khi cân bằng với các chất lỏng nguyên chất
hay dạng rắn.
Thành phần áp suất hơi cao hơn được trích ly dễ dàng hơn bởi các hệ thống SVE . Với những nơi có hơi áp suất cao hơn 0,5
mm Hg thường phù hợp hoàn toàn cho khai thác bởi SVE.
Như đã thảo luận, xăng, nhiên liệu diesel, và dầu hỏa đều bao gồm hơn một trăm thành phần hóa học khác nhau. Mỗi thành
phần sẽ được giải nén một tỷ lệ khác nhau bởi một hệ thống SVE, nói chung theo áp suất hơi của nó.
Phụ lục 8: Hơi áp lực của thành phần dầu phổ biến
Thành phần

Áp suất hơi (mmHg at ở 20 độ C)
Methyl t-butyl ether
245
Benzene
76
Toluene
22
Ethylene dibromide
11
Ethylbenzene
7
Xylenes
6
Naphthalene
0.5
Tetraethyl lead
0.2
Thành phần sản phẩm và điểm sôi:
Các sản phẩm dầu khí thường gặp nhất từ UST là xăng, nhiên liệu diesel, dầu hỏa… và dầu bôi trơn máy móc.
Vì thành phần phức tạp của nó, các sản phẩm của dầu khí thường được phân loại theo điểm sôi, vì điểm sôi của một hợp
chất chính là điểm bay hơi của hợp chất đó. Các ứng dụng của SVE cho một sản phẩm dầu mỏ có thể được ước tính từ điểm sôi.

Phụ lục 9:Điểm sôi một số sản phẩm của dầu khí
Sản phẩm
Xăng
Dầu lửa
Nhiên liệu diesel
Dầu nóng
Dầu bôi trơn


Phạm vi điểm sôi
40-225
180-300
200-338
>275
Nonvolatile

Nhìn chung, các thành phần trong các sản phẩm dầu khí có nhiệt độ sôi nằm trong khoảng 250-300°C, đủ ổn định để loại bỏ
bởi SVE. Vì vậy, SEV có thể loại bỏ gần như tất cả các thành phần của xăng, một số các thành phần chứa trong nhiên liệu diesel…SEV
không thể loại bỏ các loại dầu bôi trơn.
Hầu hết các thành phần của dầu khí được phân hủy. Tuy nhiên, phần lớn các thành phần của xăng dầu là hợp chất dễ bay
hơi có thể loại bỏ bằng quá trình bay hơi, nếu không khí khô và nóng giúp quá trình này diễn ra nhanh hơn vì nhiệt độ tăng thì áp
suất cũng tăng theo.
Định luật Henry:
Bằng các ghi nhận các chỉ số khác nhau về sự biến động của các thành phần, là hệ số phân vùng liên quan tới nồng độ của
một thành phần hòa tan trong nước với áp suất riêng phần của nó trong pha khí theo điều kiện cân bằng.
Nói cách khác, nó mô tả tương đối quá trình hòa tan các thành phần, phân vùng giữa pha lỏng và pha khí.
Vì vậy, định luật Henry là một thước đo mức độ mà các thành phần được hòa tan trong đất ẩm (hoặc nước ngầm) sẽ bốc hơi
để loại bỏ bởi hệ thống SVE.
Chú thích 10: Các thành phần của dầu khí theo định luật Henry
Thành phần
Hằng số định luật Henry


Tetraethyl chì
Ethylbenzene
Xylenes
Benzene
Toluene
Naphthalene

Ethylene dibromide
Methyl t-butyl ether

4700
359
266
230
217
72
34
27

MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP KHÁC
Có những trường hợp khác cần xem xét khi đánh giá hiệu quả của quá một hệ thống SEV.
Ví dụ: SEV không hiệu quả trong những nơi vị trí đất có độ thấm thấp, và áp suất hơi thấp. Trong trường hợp này, quá trình
cung cấp oxi cho vi khuẩn trong đất là giải pháp thay thế tốt nhất ví dụ như là ở nơi đất có công trình xây dựng phía trên….
SEV có thể thích hợp cho việc ngăn chặn quá trình thấm nước vào các công trình xây dựng, dùng để kiểm soát quá trình
thấm nước.
CÁC NGHIÊN CỨU THÍ ĐIỂM
Ở giai đoạn này khi đi nghiên cứu ta sẽ rút ra được SEV có hiệu quả cao ở những vị trí nào, phần nào có hiệu quả hoặc
không hiệu quả. Nghiên cứu thí điểm là một phần vô cùng quan trọng trong giai đoạn thiết kế. Dữ liệu được cung cấp bởi các nghiên
cứu thí điểm để cung cấp thông tin cần thiết để thiết kết SEV. Nghiên cứu thí điểm cũng cung cấp thông tin về nồng độ các hợp chất
hữu cơ dễ bay hơi (VOC) mà có thể được tách ra trong giai đoạn đầu của hệ thống hoạt động SVE.
Nghiên cứu thí điểm là bước quan trọng được khuyến cáo để đánh giá hiệu quả SVE. Nghiên cứu thí điểm ngắn hạn thường
từ (1-30 ngày) quá trình tách hơi nước ra khỏi đất là một quá trình riêng biệt nó được giám sát tốt tại hệ thống này.
Tuy nhiên ngoài những nghiên cứu ngắn hạn thì có những nghiên cứu dài hạn thường là từ 6 tháng trở lên, nó sử dụng
nhiều hơn 1quá trình để thich ứng mạng lưới phức tạp hơn, tìm ra những điều kiện hoạt động tối ưu nhất.
Sự ảnh hưởng của chân không đến quá trình thoát hơi nước được đo bằng cách sử dụng máy thăm dò hoặc dựa vào mạng
lưới giếng khoan để thiết lập ra trường áp lực gây ra dưới bề mặt.
Nồng độ hơi cũng được đo tại nhiều khoảng thời gian trong quá trình nghiên cứu thí điểm để ước tính nồng độ hơi ban đầu

của một quy mô hệ thống đầy đủ. Nồng độ hơi, tỷ lệ bốc hơi nước và dữ liệu chân không cũng được sử dụng trong quá trình thiết kế
lựa chọn khai thác và xử lý.
Trong một số trường hợp, có thể đánh giá tiềm năng hiệu quả SVE bằng cách sử dụng một mô hình kiểm tra (EPA, năm
1993),để mô hình có hiệu quả ta cần phải ước lượng số lượng các giếng cần thiết. Mô hình SVE là một công cụ thiết kế dự báo.

Đánh giá thiết kế hệ thống SVE
Khi xác định SVE có thể áp dụng, ta có thể rà soát các thiết kế của hệ thống. Một nghiên cứu thí điểm có thể cung cấp dữ
liệu sử dụng cho việc thiết kế một cách đầy đủ hệ thống SVE rất được khuyến khích. CAP nên có các cuộc thảo luận về những lý do
của bản thiết kế và trình bày các khái niệm về kỹ thuật thiết kế. Tài liệu thiết kế kỹ thuật chi tiết phải dựa trên các yêu cầu của nhà
nước. Chi tiết về thông tin thảo luân về thiết kế được cung cấp dưới đây.
CƠ SỞ CHO VIỆC THIẾT KẾ
Hãy xem xét các yếu tố sau đây khi đánh giá thiết kế của một hệ thống SEV trong CAP
1.Ảnh hưởng thiết kế bán kính (ROI):
Là thông số quan trọng nhất trong việc thiết kế hệ thống SVE. ROI là khoảng cách lớn nhất từ giếng trích ly mà tại đó lượng
chân không và lưu lượng hơi đủ để tăng cường hết sự bay hơi và tách chiết của các chất gây ô nhiễm trong đất.


ROI phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm: độ thấm ngang và dọc, chiều sâu mực nước ngầm, có hay không đệm bề mặt, sử
dụng giếng bơm, và mức độ không đồng nhất của đất.
Thiết kế ROI có thể nằm trong khoảng từ 5 feet (cho đất tốt hạt mịn) tới 100 feet (đất thô).
Ở những vị trí có địa chất phân tầng, cần thiết kế ROI riêng biệt cho từng loại đất.
Hệ số ROI rất quan trọng cho việc xác định số lượng và khoảng cách thích hợp giữa các giếng trích ly.
ROI nên được xác định dựa trên kết quả của quá trình nghiên cứu thí điểm; tuy nhiên, tại các địa điểm không thể thực hiện
thí điểm, ROI có thể được ước lượng bằng mô hình dòng chảy không khí hoặc các phương pháp thực nghiệm khác.
2. Áp suất chân không miệng giếng:
Là áp suất chân không cần ở đỉnh của giếng trích ly để tạo ra tốc độ dòng trích ly hơi mong muốn từ giếng.
Mặc dù chân không phải được xác định thông qua các nghiên cứu thí điểm, nó thường được ước tính và dao động trong
khoảng từ 3 đến 100 inch.
Đất ít thấm thường cần as chân không miệng giếng cao hơn để có được một phạm vi ảnh hưởng (ROI) hợp lý.
Tuy nhiên cần chú ý rằng, áp suất chân không cao (>100 inch nước) có thể gây ra tràn nước và tắc các màn chắn của giếng.

3. Tốc độ dòng hơi trích ly:
Là tốc độ lưu lượng dòng chảy hơi đất được trích ly từ mỗi giếng.
Tốc độ dòng chảy, chân không miệng giếng, ROI phụ thuộc lẫn nhau.
Tốc độ dòng hơi trích ly nên được xác định từ các nghiên cứu thí điểm nhưng vẫn có thể được tính toán bằng cách sử dụng
các mô hình toán học hay vật lý (EPA 1993).
Tốc độ dòng chảy sẽ góp phần vào yêu cầu thời gian hoạt động của hệ thống SVE.
Tốc độ điển hình nằm trong khoảng từ 10 đến 100 feet khối trên mỗi phút mỗi giếng.
4. Nồng độ hơi các chất ban đầu
Có thể được đo trong các nghiên cứu thí điểm hoặc ước tính từ các mẫu hơi đất hoặc mẫu đất.
Chúng được dùng để ước tính tốc độ loại bỏ khối lượng các thành phần và yêu cầu về thời gian hoạt động của hệ thống SVE
để xác định xem cách xử lý sẽ ưu tiên cho xả khí hay hay bơm vào lại.

5. Nồng độ yêu cầu các chất sau cùng:
Trong đất hay hơi hoặc được xác định bởi các quy định của nhà nước như là “khắc phục hậu quả”, hoặc được xác định trên
cơ sở các vị trí cụ thể bằng cách sử dụng những hậu quả tất yếu, mô hình vận chuyển và đánh giá rủi ro.
6. Thời gian khắc phục hậu quả bắt buộc:
Có thể còn ảnh hưởng tới thiết kế của hệ thống.
Nhà thiết kế có thể giảm khoảng cách của cái giếng để tăng tốc độ khắc phục , đáp ứng đường thời hạn xử lý hoặc sự ưu
tiên của khách hàng như yêu cầu.
7.Khối lượng đất xử lý:
Được xác định bởi mức độ trạng thái hoạt động hoặc đánh giá rủi ro từng vùng cụ thể bằng cách sử dụng những dữ liệu về
đặc tính của đất.
8. Tính toán lượng lỗ rỗng:
Thường được sử dụng cùng với tốc độ dòng chảy trích ly để xác định tỷ lệ trao đổi lỗ rỗng.
Tỷ lệ trao đổi được tính bằng cách chia khoảng hở đất trong khu vực xử lý đất ô nhiễm theo tốc độ hơi trích ly.
Khoảng hở trong khu vực xử lý được tính bằng khối lượng đất đá được xử lý nhân độ xốp của đất.
Tính toán thời gian cần thiết để trao đổi một khối lượng hơi đất thông qua các lỗ rỗng bằng cách sử dụng công thức sau đây:


E= thời gian trao đổi khối lượng lỗ rỗng ( hr)


V= thể tích đất được xử lý ( m3)
Q= tổng lưu lượng hơi chiết suất ( m3 hoi/hr)

CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT HỆ THỐNG SVE
Một thiết kế SVE điển hình sẽ bao gồm các thành phần và thông tin sau:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
-

Giếng trích ly
Hướng của giếng, vị trí và các thông số chi tiết xây dựng
Mạng lưới đường ống
Thiết kế hệ thống tiền xử lý hơi
Chọn thiết bị thổi
Thiết kế hệ thống đo đạc và điều khiển
Tùy chọn thành phần hệ thống SVE
Giếng bơm
Đệm bề mặt
Bơm giảm nước ngầm
Hệ thống xử lý hơi.
Hình: Sơ đồ mạch của một hệ thống SVE.

-


Condensate separator : Thiết bị phân tách ngưng tụ
Particulate filter: lọc hạt
Water storage tank: bể chứa nước
Vapor extration blower: máy quạt gió trích ly hơi
Silencer: bộ phận giảm thanh
Slotted vertical extraction vent pipe (typical): Ống thông trích ly theo khe dọc.


-

PI pressure indicator: chỉ số áp lực
SP sampling port: Cổng lấy mẫu
Flow control valve: Van điều khiển lưu lượng
Flow meter: Đo lưu lượng

Các phần phụ sau đây cung cấp để hướng dẫn xem xét cấu hình hệ thống, các thành phần hệ thống tiêu chuẩn và các thành
phần hệ thống bổ sung.
Giếng trích ly
Hướng giếng: Một hệ thống SVE có thể sử dụng giếng trích ly theo chiều dọc hoặc ngang. Định hướng giếng phải dựa trên
nhu cầu và điều kiện từng vị trí cụ thể.
Vị trí và số lượng giếng: Xác định số lượng và vị trí các giếng chiết suất bằng cách sử dụng một số phương pháp, phương
pháp đầu tiên, bạn chia vùng đất cần xử lý dựa vào ảnh hưởng khu vực đối với một giếng duy nhất, từ đó xác định tổng số giếng cần
thiết.

-

Khu vực ảnh hưởng cho một giếng duy nhất
Số giếng cần thiết


Chú thích 12: Định hướng giếng và điều kiện khu vực
ĐỊNH HƯỚNG GIẾNG
ĐIỀU KIỆN KHU VỰC
Khai thác giếng theo chiều dọc
• Chiều nông sâu chất ô nhiếm ( 5-100 feet)
• Chiều sâu mực nước ngầm > 10feet
• Chiều sâu chất ô nhiễm (<25feet). Hiệu quả
Khai thác giếng theo chiều ngang
hơn các giếng thẳng đứng chiều sâu <10feet.
Xây dựng khó khăn ở độ sâu >25 feet
Trong phương pháp thứ 2, xác định tỷ lệ tổng lưu lượng trích ly cần thiết để trao đổi với khối lượng lỗ rỗng đất trong khu
vực xử lí ở 1 khoảng thời gian hợp lý (8-24h). Xác định số giếng cần thiết bằng cách chia tổng lưu lượng trích ly cho tốc độ dòng chảy
đạt được trong một cái giếng.

Số giếng cần =
ɛ= tính xốp của đất (m3 hơi nước/ m3 đất)
V= thể tích đất trong khu vực xử lí( m3 đất)
q= tốc độ hơi trích ly từ một giếng ( m3 hơi nước/h)
t= thời gian thay đổi thể tích (h)
Trong vd bên dưới thời gian trao đổi là 8h

Xem xét các yếu tố bổ sung sau đây trong việc xác định khoảng cách các giếng

•

Sử dụng khoảng cách giếng gần trong khu vực nồng độ chất gây ô nhiễm cao để tăng tỷ lệ loại bỏ hàng loạt


•
•


Nếu có bề mặt đệm trong thiết kế, đặt các giếng hơi xa nhau, vì không khí được rút ra từ một bên chứ không trực tiếp từ bề
mặt. Tuy nhiên, lưu ý rằng điều này làm tăng sự cần thiết cho giếng bơm khí.
Ở các khu vực đất phân tầng, giếng đặt ở các tầng có độ thấm thấp nên cách xa nhau hơn giếng ở các tầng có độ thấm cao.

Xây dựng giếng:
Xây dựng giếng thẳng đứng:
Giếng trích lý thường được xây dựng bằng vỏ và màn polyvinyl chloride (PVC). Đường kính giếng nằm trong khoảng 2-12
inches, tùy thuộc dòng chảy và tỷ lệ chiều sâu, phổ biến nhất là 4 inch. Nói chung giếng có đường kính 4 inch được ưa chuộng hơn 2
inch, vì giếng có đường kính 4 inch tốc độ lưu lượng trích ly cao hơn và tạo ra ít ma sát của áp lực chân không.
Chú thích II-13 mô tả một giếng trích ly điển hình theo chiều dọc. Nó được xây dựng bằng cách đặt vỏ và màn lọc trong giữa
lỗ khoan. Bộ lọc vật liệu được đặt trong không gian hình khuyên giữa vỏ bọc/ màn hình và các tường của lỗ khoan. Các bộ lọc vật liệu
kéo dài từ 1-2 feet trên đỉnh của màn lọc giếng và kèm theo đệm bentonite dày 1-2 foot.
Vị trí và chiều dài của bề mặt giếng trong khai thác giếng theo chiều dọc có thể thay đổi dựa trên độ sâu mực nước ngầm,
phân tầng của đất, vị trí và sự phân bố chất ô nhiễm. Thông thường, chiều dài màng ít ảnh hưởng lên RO. Tuy nhiên, do ROI bị ảnh
hưởng bởi tính thấm của đất trong thời gian sàng lọc ( tính thấm thấp hơn sẽ dẫn đến một kết quả ROI nhỏ hơn, các thông số khác là
như nhau).
 Tại một khu vực với điều kiện đất đai đồng nhất, bảo đảm rằng bề mặt giếng là xuyên suốt cùng ô nhiễm.Bề mặt
giếng cũng có thể đặt sâu như mực nước thấp theo mùa. Giếng sâu hơn giúp đảm bảo khắc phục hậu quả số lớn
nhất của đất ở điều kiện trong mùa mực nước ngầm thấp.
 Tại một khu vực với đất phân tầng hoặc thạch học, kiểm tra xem khoảng thời gian sàng lọc tỏng vùng thẩm thấu
thấp hơn bởi vì dòng chảy sẽ xảy ra trong khu vực có độ thấm cao hơn.


Xây dựng giếng nằm ngang:
Giếng nằm ngang hoạc hệ thống rãnh trong điều kiện nước ngầm nông, chú thích II-14 cho thấy chi tiết giếng nằm ngang.
Giếng trích ly ngang được xây dựng bằng đường ống PVC hệ thống ống dẫn gần cuối rãnh đào. Đắp sỏi xung quanh các
đường ống. Đệm bentonite hoặc lót không thấm được thêm vào để tránh rò rỉ không khí từ bề mặt.
Khi giếng ngang được sử dụng, bề mặt phải đủ cao trên mực nước ngầm mà bình thường biến động nước ngầm vùng cao
nguyên không nhấn chìm bề mặt. Ngoài ra, áp lực chân không nên được theo dõi để nó không gây tràn nước ngầm che kín màng

Đường ống phân phối
Đường ống phân phối kết nối các giếng trích ly với thiết bị thổi hơi.
Đường ống có thể được đặt trên hoặc dưới tùy thuộc vào khu vực hoạt động, nhiệt độ môi trường xung quanh và mã số xây
dựng địa phương.
Hệ thống đường ống có thể được phân phối trong khu vực thiết bị hoặc kết nối với một chân không phổ biến chính cung cấp
hàng loạt giếng , trong trường hợp van điều khiển doàng chảy đặt tại đầu giếng khoan.
Đường ống ở giếng nên để nghiêng về phía giếng để ngưng tụ hoặc cuốn theo mực nước ngầm sẽ chảy ngược lại về phía
giếng.

Tiền xử lí hơi
Hơi trích ly có thể gồm hơi nước, nước ngầm bị cuốn theo và các hạt bụi có thể làm hỏng các bộ phận quạt gió và ức chế hệ
quả hệ thống xử lí.
Để giảm thiểu nguy cơ thiệt hại cho máy thổi, hơi thường qua máy tách hơi ẩm và lọc hạt trước khi đi vào quạt gió.
Lựa chọn máy thổi khí
Loại và kích thước của máy thổi khí được lựa chọn phải được dựa trên cả yêu cầu chân không để đạt được áp lực chân
không tại các miệng giếng trích (kể cả hao hụt đường ống phía thượng lưu và hạ lưu) và tổng lưu lượng dòng chảy.
Yêu cầu lưu lượng dòng chảy phải được dựa trên tổng lưu lượng dòng chảy từ các giếng trích ly hơi.
Trongkhi dùng, các vụ nổ có thể xảy ra, máy thổi khí phải có động cơ chống nổ, và hệ thống điện. Chú thích II-15 mô tả các
đường cong hiệu suất cho ba loại cơ bản của máy thổi khí có thể được sử dụng trong một hệ thống SVE.


•

Máy thổi khí ly tâm (chẳng hạn như quạt lồng sóc) nên được sử dụng cho lưu lượng cao (lên đến 280 m 3 chuẩn mỗi phút),
ứng dụng chân không thấp (ít hơn 30 inches nước).

•
•

Máy thổi phục hồi và tua bin nên được sử dụng khi cần chân không cao hơn (lên đến 80 inches nước).

Thùy quay và máy thổi chuyển tích cực khác nên được sử dụng khi cần luồng không khí chân không cao và vừa phải (lớn hơn
80 inches nước).
Giám sát và kiểm soát
Các thông số thường theo dõi trong một hệ thống SVE bao gồm:

•
•
•
•

Áp lực (hoặc chân không)
Tốc độ dòng chảy không khí / hơi
Mức loại bỏ khối lượng chất gây ô nhiễm
Nhiệt độ của hơi xả thải

Các thiết bị trong một hệ thống SVE được sử dụng để theo dõi các thông số nhằm cung cấp các thông tin cần thiết để làm
cho hệ thống điều chỉnh thích hợp và theo dõi tiến độ khắc phục hậu quả. Các thiết bị điều khiển trong một hệ thống SVE cho phép
lưu lượng và áp suất chân không được điều chỉnh khai thác tốt tại mỗi hệ thống, khi cần thiết. Kiểm soát thiết bị thường bao gồm các
van điều khiển dòng chảy.Danh sách thiết bị giám sát và điều khiển điển hình được trình bày ớ trang II-16 cho một hệ thống SVE, nơi
mà mỗi mẩu thiết bị giám sát nên được đặt, và các loại thiết bị thì có sẵn.
Các thành phần SVE không bắt buộc
Nhữngthành phần gồm:

•
•
•
•

Giếng bơm và thu tự động
Đệm bề mặt

Bơm nước ngầm giảm áp
Hệ thống xử lý hơi


Giếng bơm và thu thụ động
Giếng bơm và thu khí được thiết kế để giúp phân phối điều chỉnh luồng không khí và có thể làm tăng mức lưu lượng không
khí từ các giếng trích ly bằng cách cung cấp một nguồn không khí chủ động hoặc thụ động dưới bề mặt.
Những giếng nước thường được sử dụng tại các địa điểm vùng sâu (tức là> 25 feet) dùng cho SVE hoặc khu vực xử lý bị cô
lập khỏi khí quyển bởi vật liệu có độ thấm thấp
Chúng cũng được sử dụng để giúp ngăn ngừa luồng không khí ngắn mạch khỏi khí quyển tại các vùng cạn hơn. Giếng thụ
động có ít ảnh hưởng trừ khi chúng không được đặt gần giếng trích ly.
Ngoài ra, việc bơm không khí được sử dụng để loại bỏ khu vực tích lũy tiềm tàng (các khu vực không có dòng chảy) đôi khi
tồn tại giữa các giếng trích ly

Giếng bơm không khí tương tự như xây dựng giếng trích ly nhưng có thể được thiết kế với một khoảng thời gian sàng lọc dài
hơn để đảm bảo dòng chảy không khí đồng đều..Lực giếng bơm hoạt động nén khí vào đất.
Giếng thu khí thụ động chỉ đơn giản là cung cấp một con đường giúp giếng trích ly kéo không khí xung quanh xuống dưới bề
mặt. Giếng bơm khí nên được đặt để loại bỏ khu vực ứ đọng nhưng không nên được đặt khi mà khí bơm nén các chất gây ô nhiễm
xuống nơi ma nó sẽ không được phục hồi.
Đệm bề mặt
Đệm bề mặt có thể nằm trong hệ thống thiết kế SVE để ngăn chặn sự xâm nhập nước bề mặt mà nó làm giảm tốc độ dòng
khí, giảm phát thải hơi không bền, ngăn chặn luồng không khí ngắn mạch thẳng đứng, hoặc tăng ROI thiết kế.
Những kết quả này được hoàn thành bởi vì đệm bề mặt buộc không khí sạch từ một khoảng cách lớn hơn xuống giếng trích
ly.
Nếu đệm bề mặt được sử dụng, áp suất gradients thấp hơn, kết quả vận tốc dòng chảy giảm. Điều kiện này có thể đòi hỏi
chân không cao hơn được áp dụng cho giếng trích ly.
Bơm hạ nước ngầm
Bơm hạ nước ngầm có thể cần thiết ở khu vực mực nước ngầm cạn.



Bơm hạ nước ngầm có thể làm giảm sự tràn của nước vào giếng trích ly, giảm mực nước và cho phép một khối lượng lớn
đất khắc phục.
Bởi vì việc hạ nước ngầm bị ảnh hưởng bởi giếng bơm, các giếng này phải được đặt để các bề mặt của nước ngầm bị hạ
trong tất cả các khu vực mà SVE đang diễn ra.
Tuy nhiên, bơm hạ nước ngầm, có thể tạo ra thêm 2 dòng chất thải đòi hỏi phải xử lý thích hợp:

•
•

Nước ngầm bị ô nhiễm với các hydrocacbon hòa tan;
Hydrocarbon lỏng.
Hệ thống xử lý hơi.

Hơi trích ly sẽ chứa nồng độ VOC vượt quá giới hạn khí thải của tiểu bang hoặc địa phương. Phương pháp xử lý hơi sẵn có
bao gồm hạt than hoạt tính (GAC), quá trình xúc tác oxy hóa, và quá trình oxy hóa nhiệt.
GAC là một lựa chọn phổ biến cho xử lý hơi bởi vì nó luôn có sẵn, hoạt động đơn giản, và có thể cạnh tranh chi phí. .Tuy
nhiên, xúc tác oxy hóa, nhìn chung là kinh tế hơn so GAC khi tải lượng chất gây ô nhiễm cao. Tuy nhiên, quá trình xúc tác oxy hóa
không được khuyến nghị khi nồng độ của các thành phần hóa học dự kiến sẽ được duy trì ở mức lớn hơn 20% giới hạn nổ thấp hơn
(LEL).của nó.
Trong trường hợp này, một chất oxi hóa thường sử dụng bởi vì nồng độ hơi cao, đủ cho đốt cháycác thành phần. Máy lọc
sinh học, đang nổi lên với kỹ thuật xử lý hơi pha sinh học, có thể được sử dụng với hơi ít hơn 10% LEL, có hiệu quả chi phí , đang
được xem xét.

Đánh giá của kế hoạch vận hành và giám sát
Hãy chắc chắn rằng một hệ thống hoạt động và kế hoạch giám sát đã được phát triển cho cả hai giai đoạn khởi động hệ
thống và cho hoạt động lâu dài. Vận hành và giám sát cần thiết để đảm bảo rằng hiệu suất hệ thống được tối ưu hóa và loại bỏ khối
lượng chất gây ô nhiễm.
VẬN HÀNH KHỞI ĐỘNG
Giai đoạn khởi động nên bao gồm từ 7 đến 10 ngày điều chỉnh van phân phối.
Các điều chỉnh này nên tối ưu hóa loại bỏ khối lượng chất gây ô nhiễm bằng cách tập trung áp lực chân không trên các giếng

trích ly đang sản xuất hơi với nồng độ chất gây ô nhiễm cao hơn, do đó tối ưu hóacân bằng lưu lượng và loại bỏ khối lượng chất gây
ô nhiễm.
Đo lường dòng chảy, đo chân không, và nồng độ hơi ghi nhận hàng ngày từ mỗi lỗ thông hơi trích xuất, từ các ống dẫn, và từ
ống khói dòng thải.
VẬN HÀNH DÀI HẠN
Giám sát dài hạn nên bao gồm cân bằng lưu lượng dòng chảy, và đo áp lực, và đọc nồng độ hơi. Đo lường này sẽ diễn ra hai
tuần một lần với các khoảng thời gian hàng tháng của thời kỳ vận hành hệ thống.


GIÁM SÁT TIẾN ĐỘ XỬ LÝ
Giám sát hiệu suất của hệ thống SVE trong việc giảm nồng độ chất gây ô nhiễm trong đất là cần thiết để xác định nếu tiến độ
xử lý đang được tiến hành ở một tốc độ hợp lý.
Khối lượng bị loại bỏ trong khoảng thời gian giám sát dài hạn có thể được tính toán bằng cách sử dụng nồng độ hơi nước và
các phép đo lưu lượng dòng chảy được thực hiện ở đường ống phân phối. Việc loại bỏ khối lượng tức thời và tích lũy sau đó được vẽ
theo thời gian.
Khối lượng chất gây ô nhiễm được loại bỏ trong một thời gian vận hành có thể được tính bằng cách sử dụng các phương
trình được cung cấp dưới đây.
Mối quan hệ này có thể được sử dụng cho giếng trích ly (và sau đó đạt tổng cộng) hoặc cho toàn bộ hệ thống , tùy thuộc vào
các dữ liệu giám sát đó là có sẵn.
M = C. Q. T
Trong đó: M = khối lượng tích lũy được loại bỏ (kg)
C = nồng độ hơi (kg/m3)
Q= Lưu lượng dòng chảy trích ly (m / h)
T = thời gian hoạt động (hr)
Thông thường, tiến độ xử lý của các hệ thống SVE thể hiện hành vi tiệm cận với đối với cả 2 việc giảm nồng độ hơi và loại bỏ
khối lượng tích lũy. (Xem chú thích 18.).Tại thời điểm này, các thành phần của hơi nước nên được xác định và so sánh với mẫu hơi
đất.Sự so sánh xác nhận là một đã có sự thay đổi trong thành phần về dạng ít bay hơi hơn. Mẫu hơi đất có thể cho biết các thành
phần và mức độ của chất ô nhiễm còn sót lại. Khi hành động tiệm cận bắt đầu xảy ra, người vận hành nên đánh giá chặt chẽ giải pháp
thay thế tăng tỷ lệ loại bỏ khối lượng chẳng hạn như tăng dòng chảy đến các giếng nước trích ly với nồng độ hơi cao hơn bằng cách
chấm dứt trích ly hơi từ các giếng trích ly với nồng độ hơi thấp hoặc rung động. Rung động liên quan đến việc tắt máy định kỳ và vận

hành khởi động của các giếng trích ly để cho phép môi trường dưới bề mặt đến trạng thái cân bằng (tắt máy) và sau đó bắt đầu trích
ly hơi lại (khởi động). Các bước khác tích cực hơn để kiềm chế hành động tiệm cận có thể bao gồm cài đặt của các giếng tiêm bổ sung
hoặc các giếng trích ly.