Theoretical investigation of pneumatic soil vapor extraction

Other Title(s)

دراسة نظرية لإستخلاص بخارالتربة الهوائي

Joint Authors

Abbas, Talib R.
Abd al-Majid, Muhammad A.
Ghazi, Inmar N.

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 29, Issue 1 (31 Jan. 2011), pp.96-109, 14 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2011-01-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

14

Main Subjects

Earth Sciences, Water and Environment

Topics

Abstract AR

يعتبر استخلاص بخار التربة الهوائي تقنية جديدة تهدف لتحسين إزالة المواد العضوية المتطايرة من المناطق ذات النفاذية الواطئة من المنطقة الغير مشبعة من التربة.

و خلافا لاستخلاص بخار التربة التقليدي و الذي يتم فيه استخلاص و بصورة مستمرة خلال مضخة تفريغ، فإن استخلاص بخار التربة الهوائي يعتمد على أحداث سلسلة من تخللات الضغط في التربة للمساعدة على إزالة البخار من مناطق التربة المحددة بعملية الانتشار.

تم استخدام نموذج رياضي ببعد واحد لدراسة العوامل الحاكمة و لتوضيح وزن الآليات المختلفة المسؤولة عن تعزيز إزالة الملوثات خلال هذه العملية.

من خلال الحل التحليلي يتبين بأن الطور الغازي في المناطق ذات النفاذية الواطئة من التربة يتحرك بسرعة جيبية تتناقص سعتها مع العمق.

و يمكن تمييز حيزين، الأول و الذي يتمكن الغاز فيه من الوصول إلى المناطق ذات النفاذية العالية من التربة و يختلط باستمرار بالهواء النظيف و يكون سبب تعزيز إزالة الملوثات في هذا الحيز هو حركة الهواء.

يتراوح عمق هذا الحيز من 0.05 إلى 0.6 متر.

في الحيز الثاني و الذي لا يوجد فيه صافي إزاحة للملوثات فإن الآلية المسؤولة عن تعزيز إزالة الملوثات هي التشتت الهيدروديناميكي، حيث تتراوح قيمة معامل التشتت الهيدروديناميكي في هذا الحيز 7 إلى 700 مرة من قيمة معامل الانتشار الجزيئي الفعال.

و بغياب الطور السائل من الملوثات في الحيز الأول فبالإمكان اعتباره حيز نظيف موصل و لا يسبب أي معاوقة لانتقال بالملوثات من الحيز الثاني (رياضيا، يمكن نقل الحدود العليا إلى أسفل الحيز الأول).

تم اختيار النموذج الرياضي بمقارنة نتائجه مع نتائج تجريبية منشورة في بحث سابق.

و بصورة عامة كانت المقارنة جيدة.

أظهرت الدراسة بأن تقنية استخلاص بخار التربة مؤملة.

و لكي تكون التقنية ذات تعزيز لإزالة الملوثات فإن قيمة النفاذية المنطقة ذات النفاذية الواطئة أن تكون على الأقل 1 x10-12 م2 (1 دراسي).

Abstract EN

Pneumatic Soil Vapor Extraction (SVE) is a new remediation technique targeting to improve removal of Volatile Organic Compounds from low permeable areas in heterogeneous soil settings in unsaturated zone.

In contrast to traditional SVE, in which soil vapor is extracted continuously by a vacuum pump, pneumatic SVE is based on enforcing a sequence of large pressure drops on the system to enhance the recovery from the low-permeable areas to enhance removal from areas subject to diffusion limitation.

This technique has been shown to be promising at laboratory scale.

A one-dimensional mathematical model was used to study governing factors and to clarify and quantify the mechanisms responsible for enhanced contaminant removal during this process.

From analytical solution it is clear that the gas phase inside low permeable area moves with sinusoidal velocity whose amplitude decreases with depth.

Two zones can be distinguished.

First in which the gas phase can reach the high permeability area and continuously mixed with clean air, the enhanced removal mechanism is advection.

The depth of this zone may range from .05m to .6m.

Second is in which there is no net contaminant advection, the enhanced removal mechanism is hydrodynamic dispersion.

The hydrodynamic dispersion coefficient may reach a value range from 7 to 700 times the effective molecular diffusion coefficient.

In the absence of non-aqueous phase liquid in the first zone, it can be considered a clean conductive zone and impose no transport resistance on the second zone (i.e.

mathematically, the upper boundary can be lowered just below the first zone). The model was tested by comparing its results with experimental results published by a previous study.

Overall, comparisons appear to be reasonably good.

Investigation shows that pneumatic SVE is promising at field setting.

In order for this technique has significant removal enhancement the gas phase permeability in the low-permeability region should be at least on order of 1*10-12 m2 (1 darcy).

American Psychological Association (APA)

Abbas, Talib R.& Abd al-Majid, Muhammad A.& Ghazi, Inmar N.. 2011. Theoretical investigation of pneumatic soil vapor extraction. Engineering and Technology Journal،Vol. 29, no. 1, pp.96-109.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-259459

Modern Language Association (MLA)

Abbas, Talib R.…[et al.]. Theoretical investigation of pneumatic soil vapor extraction. Engineering and Technology Journal Vol. 29, no. 1 (2011), pp.96-109.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-259459

American Medical Association (AMA)

Abbas, Talib R.& Abd al-Majid, Muhammad A.& Ghazi, Inmar N.. Theoretical investigation of pneumatic soil vapor extraction. Engineering and Technology Journal. 2011. Vol. 29, no. 1, pp.96-109.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-259459

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 105-107

Record ID

BIM-259459