Venting (soil venting, soil vapour extraction, ventování, řízené odvětrávání nesaturované zóny) je široce používaná sanační technologie založená na odsávání vzduchu z kontaminované zeminy nebo horninového materiálu. V České republice je venting součástí běžné komerční nabídky většiny sanačních společností. Tato technologie je vhodná pro odstraňování těkavých a některých semitěkavých látek z nesaturované zóny. Často je uváděno, že technologie ventingu je použitelná pro odstraňování látek, jejichž parciální tlak par při 20°C je vyšší než 14 mm rtuťového sloupce (cca 1,8 kPa) a jejichž Henryho konstanta (bezrozměrná) je vyšší než 10. Tlaky par a Henryho konstanty některých organických látek jsou ukázány v Tabulce 8.1.1. Zde je ovšem nutné zdůraznit, že v souvislosti se sanačními technologiemi musí být tato zjednodušená kriteria používána velmi opatrně. Jak vyplývá z rovnovážných vztahů (kapitola 5), může jedna definovaná látka vykazovat zcela rozdílné transportní chování v závislosti na typu tuhé matrice.
Tabulka 8.1.1.: Tlaky par a hodnoty Henryho konstanty (bezrozměrné) při 20°C
| Tlak par při 20°C (mm Hg) | Hi (bezrozměrná) | ||
| aceton | 266 | 1 | |
| benzen | 95,2 | 225 | |
| chlorbenzen | 11,8 | 160 | |
| p-dichlorbenzen | 1,2 | 60 | |
| tetrachlorethylen | 19 | 1180 | |
| PCB-1260 | 4,05 . 10-5 | ---- | |
| Hg (kov) | 0,0012 | 470 |
Dojde-li k zasažení zeminy (horninového prostředí) těkavým kontaminantem, rozdělí se tento kontaminant mezi jednotlivé složky zeminy, jak bylo podrobněji popsáno v kapitole 5. V prvním přibližení můžeme předpokládat distribuci kontaminantu mezi plynnou (půdní vzduch), kapalnou (podzemní voda) a tuhou složku zeminy. Za statických podmínek můžeme tuto distribuci poměrně přesně popsat řadou rovnovážných parametrů, mezi kterými jsou nejdůležitější rozpustnost ve vodě, tlak nasycených par, Henryho konstanta a sorpce na tuhých složkách zeminy. Statickým podmínkám může být systém blízký například před zahájením sanace. Pokud statické podmínky změníme na dynamické, například tím, že začneme z kontaminované zeminy odsávat vzduch, potom se distribuce kontaminantu bude postupně měnit v reakci na úbytek kontaminantu odváděného s odsávaným vzduchem. Konečným důsledkem odsávání vzduchu z kontaminované zeminy tak bude postupné snižování koncentrace kontaminantu v plynné, kapalné i tuhé složce zeminy. Popis dynamického chování je výrazně složitější nežli popis chování statického, ale i při něm se vychází ze snadno dostupných rovnovážných parametrů.
Použitelnost ventingu primárně závisí na charakteristikách zeminy (propustnost vzduchu, porosita, textura, obsah vody, homogenita) a na charakteristikách kontaminantu (Henryho konstanta, tlak nasycených par, rozpustnost ve vodě, sorpční a rozdělovací konstanty). Sanace ventingem může být provedena způsobem in-situ nebo ex-situ. Modifikacemi ventingu jsou potom technologie označované jako bioventing a air-sparging.
Venting in-situ
In-situ venting (Obr.8.1.1) je nejčastějším uspořádáním této sanační techniky. Na kontaminované lokalitě se vyhloubí systém vertikálních (méně často horizontálních - při mělké kontaminaci) odsávacích vrtů, ze kterých je odčerpáván vzduch více či méně nasycený kontaminujícími látkami. Odtažený vzduch je na povrchu čištěn tak, aby jeho následné vypouštění do atmosféry bylo v souladu s příslušnými limity. Běžnými způsoby čištění jsou sorpce na aktivním uhlí (při nízkém obsahu kontaminantů) a katalytické spalování (při vysokém obsahu kontaminantů). Vzduch odváděný z vrtů přichází nejprve do mechanického odlučovače vlhkosti, jehož úkolem je ochránit sorpční materiál před zvlhčením nebo zamezit vstupu vlhkosti do spalovací komory. Za odlučovačem vlhkosti bývá někdy umístěn tepelný výměník, jehož úkolem je zabránit provozním problémům, které by mohly vyplývat z nízkých teplot. Poté je vzduch přiváděn do kolony s aktivním uhlím (případně jiným sorbentem) nebo je katalyticky spalován. V případě aktivního uhlí je na výstupu z kolony periodicky sledována kvalita vyčištěného vzduchu a tím i funkčnost sorbentu. Základní výhodou oproti ex-situ uspořádání je možnost sanace bez finančně náročného vytěžení a transportu kontaminovaného materiálu. Základní nevýhodou ve srovnání s ex-situ uspořádáním je podstatně horší možnost kontroly celého procesu a praktické vyloučení případné předúpravy kontaminovaného materiálu.
Obr.8.1.1: Technika ventingu v uspořádání in-situ
Venting ex-situ
Ex situ venting (viz Obr. 8.1.2.) je technologie rovněž vyvinutá do provozního měřítka, i když její použití není v České republice tak časté jako u ventingu v in-situ variantě. Při ex-situ ventingu je vytěžená zemina umístěna na nadzemní síť potrubí napojeného na čerpadla kterými je odsáván vzduch, přičemž mechanismus sanace je obdobný jako u in-situ uspořádání. Vlastní sanace je obvykle prováděna na zabezpečené ploše. Součástí sanačního systému je rovněž zařízení pro čištění odsávaného vzduchu. Předností ex situ uspořádání před in situ provedením této technologie je zejména to, že při odtěžení se vytváří nová poréznější struktura zeminy, proces není omezován přítomností podzemní vody, umožňuje odběr průsaků a celý sanační proces ošetření probíhá lépe kontrolovatelným a snadno monitorovatelným způsobem. Při ex-situ uspořádání bývá běžná předúprava kontaminované zeminy, takže vliv heterogenní struktury není zdaleka tak významný jako v in-situ variantě. Ex situ uspořádání je použitelné pro stejné skupiny látek jako in situ technologie. Nevýhodou ex-situ uspořádání je potřeba zabezpečené sanační plochy, risiko ohrožení zdraví a bezpečnosti pracovníků při odtěžení a transportu zeminy (vzdušné emise, kontakt pokožky s kontaminovaným materiálem) a následně tedy i výrazně vyšší finanční náročnost.
Obr. 8.1.2.: Technika ventingu v uspořádání ex-situ
Air-sparging
Technika air-spargingu se používá pro odstraňování těkavých nebo semitěkavých kontaminantů ze saturované i nesaturované zóny. Princip této techniky spočívá ve vhánění vzduchu pod hladinu podzemní vody, stripování kontaminantů do nesaturované zóny a jejich následnému odvádění prostřednictvím odsávacích vrtů. Obvyklý systém ventovacích vrtů je tedy v tomto případě doplněn o určitý počet vrtů vtlačovacích. Zpracování odváděného vzduchu na povrchu je potom v zásadě stejné jako u klasického ventingu. Technika air-spargingu je tedy vhodná v případě lokalit, na kterých je kontaminace těkavými nebo semitěkavými látkami rozšířena jak na nesaturovanou, tak i saturovanou zónu.
Obr. 8.1.3.: Air-sparging
Základními faktory, kterí určují efektivnost ventingu a jeho modifikací tedy jsou:
Použitelnost ventingu může tedy být zásadně omezena nebo snížena například u: