Una planta petroquímica operativa en Bélgica está contaminada con diversos contaminantes (MTBE, BTEX, aceite mineral y MCB). Greensoil inició con éxito una prueba piloto en 2017 para demostrar la degradación biológica aeróbica de la contaminación, hasta llegar a la instalación de una barrera biológica que rodeaba el límite sur de la planta química en 2022.
Las condiciones del emplazamiento son complejas debido a la alta Demanda Química de Oxígeno (DQO) y a las fuertes condiciones reductoras. Es difícil llegar a la fuente de contaminación debido a la infraestructura de las zonas ATEX y a la presencia de tanques de almacenamiento. Desde la planta en producción, una pluma de agua subterránea muy extensa sale del emplazamiento aguas abajo, hacia un receptor fluvial cercano.
Unas pruebas de viabilidad anteriores (MPE e ISCO) fallaron debido a las fuertes condiciones reductoras y a la presencia de niveles muy altos de metano en las aguas subterráneas y en el vapor del suelo. GreenSoil sugirió un enfoque deremediación alternativo basado en la degradación biológica aeróbica. A pesar de que las condiciones reductoras del suelo eran muy avanzadas, Greensoil estaba convencida de que la geoquímica podría transformarse en condiciones aeróbicas en un tiempo razonable.
En general, el agua subterránea se extrae, se trata en superficie en un biorreactor patentado para el tratamiento de MTBE y se recircula en el acuífero para distribuir los nutrientes y las bacterias en el suelo. El sistema de recirculación del agua subterránea se combina con un sistema de biosparging y extracción de vapor del suelo para airear el suelo y proporcionar oxígeno a las bacterias.
Las pruebas piloto de campo se realizaron en diferentes áreas del emplazamiento. La prueba piloto 1 se llevó a cabo en una zona no contaminada para comprobar el radio de influencia del sistema de biosparging. Se observó un radio de influencia de entre 7 y 10 m.
El piloto 2 se llevó a cabo para probar la viabilidad de la biodegradación aeróbica estimulada en un área contaminada. El agua subterránea se extrajo de un pozo situado aguas abajo y, tras un tiempo de retención en el biorreactor, se reinfiltró en otro pozo situado aguas arriba.
Biorreactor sobre el suelo:
En los primeros 9 meses, el flujo del biorreactor de MTBE fue limitado debido a la alta DQO del agua subterránea y a las concentraciones de los afluentes bastante bajas (±1000 µg/l). Se comprobó que la elevada concentración de DQO/DBO se debía a un ácido orgánico hasta entonces desconocido. Tanto el MTBE como el Tertiary butyl alcohol (TBA) se degradaron con una eficiencia superior al 99% en el biorreactor hasta alcanzar concentraciones inferiores al límite de detección(<40 µg/l).
Biodegradación aeróbica in situ:
Al principio, las condiciones redox se mantuvieron muy reducidas, ya que la demanda natural de oxígeno tanto del suelo como de las aguas subterráneas era extremadamente alta. Después de 2 meses, las altas concentraciones de metano ya no estaban presentes, lo que permitió aumentar la aireación in situ. Después de 5-6 meses, la geoquímica pasó de ser anaeróbica a aeróbica. Después de 7 meses, se eliminaron los hidrocarburos y el monoclorobenceno (MCB) con una eficiencia superior al 99%, mientras que la eficiencia de eliminación del MTBE in situ osciló entre el 56 y el 93%.
Se observó que la degradación del MTBE in situ era significativamente mayor (93%) cerca del pozo de infiltración en el que se infiltraba el efluente del biorreactor de MTBE que en los pozos más alejados, lo que indica el efecto adicional del bioaumento connuestro biorreactor VITO patentado y cultivos de bacterias específicos para el bioaumento.
El resultado de las pruebas piloto demostró que la biodegradación aeróbica podría mejorarse considerablemente, lo que resultaría en una fuerte reducción de los contaminantes. Sobre la base de estos resultados, se diseñaron sistemas de remediación a gran escala, de los cuales el primero consistió en la instalación y operación de una barrera biológica aeróbica para mitigar la migración de la pluma de contaminante hacia el exterior.
Además de los contaminantes detectados en el área piloto, el tetrahidrofurano (THF) y el diciclopentadieno (DCPD) también están presentes en el lugar de la biobarrera.Las concentraciones de THF superan los 100 mg/l en la zona central.
El inicio de las obras de instalación estuvo precedido por el cuidadoso descubrimiento e identificación de las tuberías de alta presión existentes en cooperación con los operadores de la red. A continuación se procedió a la perforación individual de los pozos del sistema de recirculación y de los puntos de biosparging.
La barrera biológica tiene una longitud total de 325 metros (hasta 8 m de profundidad) y está configurada para crear un zona biológica muy activa para evitar la propagación de los contaminantes fuera del sitio. El THF está presente principalmente en la parte central de la biobarrera. Para abordar eficazmente la gran masa de THF, la biobarrera aeróbica se ajustó a un sistema de forma para separar el área con alto contenido de THF (en el centro) de las áreas exteriores de la barrera, con principalmente MCB, TPH, BTEX y MTBE. Ambos sistemas dependen de pozos de extracción separados y conducen a dos sistemas distintos de tratamiento de aguas subterráneas en la superficie.
El departamento de I+D de Greensoil está llevando a cabo más investigaciones de laboratorio sobre la biodegradabilidad y las tasas de degradación del THF y el DCPD en la parte central de la barrera biológica. Se ha demostrado que la degradación del THF y el DCPD ocurre con altas eficiencias. Los resultados positivos de laboratorio sobre el THF y el DCPD se están evaluando actualmente en el campo con respecto al funcionamiento general de la biobarrera.
· 17 km de tubos
· 67 pozos de infiltración (profundidad 8 m-bgl)
· 33 pozos de extracción (profundidad 9 m-bgl)
· 85 puntos de biosparging (profundidad 7 m-bgl)
· 85 puntos de biosparging (profundidad 9 m-bgl)
· 15 pozos de extracción de vapor de suelo
Biorreactores: Los dos biorreactores eliminaron aproximadamente 100 kg de masa contaminante acumuladaen un período de 6 meses (fase acuosa).
Sistema de extracción de vapor (SVE) del suelo:
Este eliminó aproximadamente 45 kg de masa contaminante acumulada en un período de 6 meses (fase de vapor).
Los datos se recopilan durante un año hasta la fecha mediante un monitoreo intensivo de múltiples parámetros:
· Recirculación de aguas subterráneas: caudales inyectados y extraídos, presiones del sistema, biorreactor de influentes/efluentes contaminantes; monitoreo del muestreo de pozos
· Procesode biosparging: flujos de aire extraídos e inyectados, humedad, temperatura
· SVE: vapor de suelo extraído (PID y LEL) y monitoreo analítico
Geoquímica: el cambio de la geoquímica anaeróbica a la aeróbica se refleja en el aumento de oxígeno y redox
Contaminantes: se observo una fuerte reducción (> 95%) durante los primeros 6 meses de funcionamiento en el caso del BTEX y el MCB. El MTBE muestra una tendencia a la baja, pero aun ritmo más lento.
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