Enhanced trichloroethylene remediation with a polymer-aided alcohol flushing

Abstract

In situ flushing for remediation of dense non-aqueous phase liquids (DNAPLs) contaminated soil and groundwater is done by the injection of a solvent solution into the contaminated zone. The system is followed by downstream extraction of a mixture of groundwater, flushing solution and the contaminants for an aboveground treatment. Permeability is the principal cause which the flushing solution moves through a porous medium and, therefore, determines how effective the remediation is. DNAPLs entrapped in low permeable zones are not easily flushed out diminishing overall treatment efficiency. Moreover, residual DNAPLs are released over a long period of time, which makes our health and safety risky. The objective of the research is to evaluate effectiveness of polymers to modify permeability for in situ flushing of DNAPLs in the heterogeneous subsurface setting. Trichloroethylene (TCE) was tested as the target DNAPL compound and 5% methanol was used as the flushing solution. Both biopolymers and synthetic polymers were utilized. The parameters measured were the pressure developed due to polymer injection and the time for flushing, transport extent and concentration of TCE. Different methanol concentrations and flushing modes were also evaluated. Natural soils having dissimilar properties were tested. Results indicated that the biopolymer injection could reverse permeability contrast and thereby increase overall TCE removal.

El enjuague in situ para la remediación de agua subterránea y suelos contaminados con líquidos en fase no acuosa densos (DNAPLs) es realizada por la inyección de una solución solvente dentro de la zona contaminada. El sistema es seguido mediante la extracción aguas abajo de una mezcla formada de agua subterránea, solución de enjuague y contaminantes para un tratamiento en la superficie. La permeabilidad es la principal razón de cómo la solución de enjuague se mueve a través de un medio poroso, y por lo tanto, determina cuán efectivo la remediación es. DNAPLs atrapados en zonas de baja permeabilidad no son fácilmente lavados en detrimento de la eficiencia total del tratamiento. Por otra parte, los DNAPLs residuales son liberados durante un largo periodo de tiempo, lo cual pone en riesgo nuestra salud y seguridad. El objetivo de esta investigación es evaluar la eficacia de los polímeros para modificar la permeabilidad mediante un enjuague in situ en configuraciones de superficies heterogéneas. Tricloroetíleno (TCE) fue utilizado como el compuesto de estudio del DNAPL y metanol al 5% fue usado como solución de enjuague. Ambos, bio-polímeros y polímeros sintéticos fueron usados. Los parámetros medidos fueron la presión desarrollada debida a la inyección del polímero y el tiempo de enjuague; el alcance del transporte y la concentración de TCE. Diferentes concentraciones de metanol y modos de inyección fueron también evaluados. Los resultados indicaron que la inyección de bio-polímeros puede revertir el contraste de permeabilidad y por lo tanto incrementar la remoción total de TCE.