13. Локализация

13.52. Технические ограждения

Технические ограждения (или стены в грунте) используются для локализации загрязненных грунтовых вод, отвода загрязненных грунтовых вод от мест забора питьевой воды, отвода потоков незагрязненных грунтовых вод и/или в качестве ограждения системы очистки грунтовых вод.

Эти подземные ограждения состоят из вертикально прорытых канав, заполненных шламовой пульпой. Шламовая пульпа гидравлически укрепляет канаву и не допускает обрушения, а также создает фильтровальную корку, которая снижает скорость потока грунтовых вод. Стены в грунте часто используются в случаях, когда объем сточных вод слишком велик для очистки, а растворимые и мобильные элементы представляют непосредственную угрозу источнику питьевой воды.

Стены в грунте – это полноценная технология, которая используется десятки лет для долгосрочного предотвращения утечек. Такие стены часто используются одновременно с пустыми наносами. Технология доказала свою эффективность при локализации более 95% незагрязненных грунтовых вод; однако при использовании для локализации загрязненных грунтовых вод некоторые виды примесей могут ослабить компоненты стен в грунте и снизить их эффективность в долгосрочной перспективе.

Стены в грунте в основном состоят из земли, бентонита и водяной смеси. Бентонитовый раствор используется главным образом для стабилизации стен при проведении рытья канав. Затем землебентонитовый материал для обратной засыпки помещается в канаву (вымещая собой шламовую пульпу) для создания водонепроницаемой стенки. Стенки из этого состава обеспечивают низкую проницаемость и химическую устойчивость при низких затратах. При необходимости обеспечить большую прочность или в случае химической несовместимости бентонита и примесей для возведения стен могут использоваться другие материалы, например, цемент/бентонит, пуццолан/бентонит, аттапульгит, органически модифицированный бентонит или геомембрана из раствора шламовой пульпы.

Стены в грунте обычно размещаются на глубине до 30 метров (100 футов) и имеют толщину от 0.6 до 1.2 метров (от 2 до 4 метров). Возможно размещение на глубине более 30 метров (100 футов) при условии использования ковшевых трейферов, но при этом затраты на возведение участка стены увеличатся в три раза. Наиболее эффективно использовать стены в грунте для рекультивации или контроля загрязнения объекта можно возводя (зафиксировав) стену на глубине от 0.6 до 0.9 метров (2-3 фута) малопроницаемого слоя, например, глины или коренной породы, как указано на рисунке выше. Такое фиксирование обеспечивает эффективность работы основы и снижает до минимума вероятность утечки. Другим вариантом использования стен в грунте является установка «висящих» стен на уровень грунтовых вод, что препятствует движению примесей малой плотности или плавучих примесей, например масел, топлива или газов. «Висящие» стены используются реже, чем зафиксированные стены.

Стены в грунте локализуют сами грунтовые воды, их использование не направлено на противодействие определенной группе примесей. Они используются для локализации загрязненных грунтовых вод, отвода загрязненных грунтовых вод от мест забора питьевой воды, отвода потоков незагрязненных грунтовых вод и/или в качестве ограждения системы очистки грунтовых вод.

Ограничивающие факторы:

• Большинство подходов предусматривают обширное строительство.

• С помощью технологий примеси возможно локализовать только в определенном пространстве.

• Pемлебентонитовый материал для обратной засыпки не выдерживает воздействие сильных кислот, оснований, растворов солей и определенных органических химикатов. Для противодействия определенным химикатом можно разработать другие суспензионные смеси.

• С течением времени стены в грунте могут размываться или разрушаться.

• Применение этой технологии не гарантирует, что в будущем не понадобится предпринимать дополнительные действия по рекультивации.

13.53. Закачка в глубокие скважины

Обычная скважина нагнетания состоит из коаксиальных труб, уходящих вглубь на несколько тысяч футов в водопроницаемые зоны нагнетания с высоким содержанием соли, вертикально ограниченные водонепроницаемыми пластами. Нижняя часть трубы устьевой колонны располагается ниже основания каких-либо подземных источников питьевой воды и прикрепляется цементом к его поверхности для предотвращения загрязнения таких источников. Непосредственно внутри устьевой колонны находится длинная обсадная труба, которая достигает области нагнетания, а иногда и входит в нее. Обсадная труба наполнена цементом до самого верха, чтобы отделить нагнетаемые сточные воды от формаций выше области нагнетания и до поверхности. Эта труба отделяет сточные воды области нагнетания от находящихся выше формаций. Сточные воды нагнетаются через нагнетательную колонну внутри длинной обсадной трубы через отверстия в обсадной трубе или через отверстие, располагающееся ниже подножия длинной обсадной трубы. Расстояние между обсадной трубой и нагнетательной колонной, которое называется «затрубное пространство», заполняется инертной, сжатой жидкостью, а затем закупоривается снизу съемным пакером, предотвращающим попадание нагнетенной сточной воды в затрубное отверстие.

Целевыми группами примесей при нагнетании в глубокие скважины являются летучие органические углероды, полулетучие органические углероды, топливо, взрывчатые вещества и пестициды. Однако существующие объекты нагнетания в глубокие скважины предусматривают небольшое количество определенных отходов. Вероятность расширения существующих разрешений для контроля вредных отходов очень мала.

Ограничивающие факторы:

• Метод нагнетания не используется для отведения сточных вод в местностях, где существует вероятность сейсмической активности.

• Нагнетаемые сточные воды должны быть сопоставимы с компонентами системы нагнетательной скважины и формационной водой. Для проведения химической, биологической или термальной обработки сточных вод для последующего удаления примесей или компонентов может потребоваться источник отходов для изменения физических и химических особенностей сточных вод, обеспечивая их сопоставимость.

• Высокая концентрация взвесей (обычно >2мг/м³) может привести к закупорке впускного промежутка.

• Коррозионно-активные среды могут вступать в реакцию с компонентами скважины нагнетания, формацией зоны нагнетания или водоупорным пластом, что может повлечь нежелательные результаты. Сточные воды необходимо удалять.

• Высокая концентрация железа может привести к отказу системы в случае, если условия повлекут изменение валентного состояния пород и их превращение из растворимых в нерастворимые.

• Органический углерод может послужить источником энергии присущих или нагнетаемых бактерий, что приведет к быстрому росту их числа и последующему отказу.

• Для нагнетания потоков сточных вод, содержащих органические примеси в объеме, который превышает пределы растворимости, может потребоваться предварительная обработка.

• Чтобы определить пригодность месторождения для нагнетания сточных вод необходимо провести оценку месторождения и охарактеризовать водоносный слой.

• До получения одобрения надзорных органов необходимо провести полномасштабную оценку.