密西西比州维克斯堡-来自美国陆军工程研究与发展中心(ERDC)、美国陆军工程兵团(USACE)维克斯堡区、美国环境保护局和行业合作伙伴WaterStep的多机构研究人员和专家团队合作设计和测试了一种新方法,用于清洁和维护减压井,防止生物膜积聚。这项新技术被称为减压井维持(RWS)可部署弹性装置水净化和处理系统(DRIPS)移动拖车。
堤防系统是国家景观的一部分,也是美国陆军工程兵团洪水风险管理计划的一个重要方面。所有堤坝都会发生渗漏,这可能会导致地表以下压力过度积聚,从而导致结构破坏和安全问题。80多年来,美国工程兵团一直使用减压井系统来缓解堤坝和其他水工结构中的多余压力。美国各地有数万口减压井。随着时间的推移,它们可能会被腐蚀和生物膜覆盖,降低其有效性,并使它们所保护的结构面临故障的风险。
然而,油井的维护和保养成本很高,在某些情况下还会带来潜在的安全风险。目前使用草酸来缓解静水压力的治疗方法可能既苛刻又昂贵,美国陆军工程兵团每年花费数百万美元进行维护。这些井每3-5年处理一次,但最终目标是缩短时间。RWS DRIPS移动式处理拖车旨在净化大坝和堤坝的减压井基础设施,解决井内生物膜的生长问题,同时降低高成本和安全风险。
ERDC地理空间研究实验室的自然资源专家和研究生物学家克林特·史密斯博士说:“我们的系统使用相同的标准操作程序从减压井中抽出大约1000加仑的水,然后我们将漂白剂而不是草酸注入每口井中进行处理。”。Smith通过重新设计车轮上的水车为水坝和堤坝设计了新的减压井生物污染处理工艺,该系统通常由WaterStep用于联邦紧急情况和自然灾害后的响应,为受影响社区的非饮用水和饮用水供应提供高级产品水。
该系统通过允许使用便携式氯气发生器,成为一种更具成本效益和针对性的替代方案。它以受控和监测的方式将氯化钠电化学转化为次氯酸钠,允许使用氯气或溶解在水中的氯气。史密斯说:“处理过程是相似的,我们处理一天,然后盖上井,第二天带着一个操作团队回来,通过气压将水推出。”。“从本质上讲,所有处理过的材料和生物膜在一夜之间都会分解并被推出井外,从而释放压力,然后井就被认为得到了处理。”
该系统在密西西比州格林纳达的格林纳达湖大坝进行了现场测试,DRIPS拖车被添加到密西西比州麦格纳维斯塔密西西比河沿岸的堤坝上进行测试。初步测试表明,新方法与现有方法一样有效地减少了微生物的生长,降低了成本。与草酸相比,用高强度气体注入氯化系统处理的井没有检测到生长水平,并充分释放了减压井的压力,以允许适当的水流和使用。史密斯说:“我们正在评估设计,以及如何使流程更好。”。
“每次我们来到现场,我们都会改进流程。我们的目标是有效地处理这些井,有效地改进标准操作程序,以降低工程师在现场的成本和他们一天内可能处理的井的数量,并评估使用盐和购买草酸袋之间的成本差异。”在Magna Vista安装DRIPS拖车后,该团队为每个单独的减压井实施了一个处理计划,利用不同浓度和液体体积的高强度气体注入氯化或漂白剂进行水处理。史密斯说:
“我们正在对这一过程进行分析,以测量每口井需要多少漂白剂才能被视为经过处理,我们正在对草酸和气体注入漂白过程进行比较。”。“我们做了一些初步调查,每磅盐的成本百分比比草酸低得多,所以随着时间的推移,成本会节省下来。”美国陆军工程兵团的几个地区对这项技术感兴趣,并计划在2025财年进行更多的现场演示。史密斯说:“其他地区已经与我们联系,对治疗感兴趣,所以我们已经开始为他们进行成本分析。”。
“每个地区的运作方式因其责任范围而异,因此我们为他们提供了分析。”目前,ERDC手头有一辆RWS DRIPS移动治疗拖车,Magna Vista测试现场使用的设备已经转移到维克斯堡区供进一步使用。