Historisk redegørelse

Valby Gasværk (depot 101- 0017) var et af Danmarks største gasværker med et areal på 270.000 m². Værket producerede kulgas fra 1907 og frem til 1963.

Arealanvendelse

I midten af 60´erne blev alle bygninger revet ned og to større boligbyggerier blev etableret på grunden. De centrale og østlige dele af grunden blev udlagt dels som grønne arealer dels til genbrugsstation og oplagspladser. Desuden ligger i dag Københavns Belysningsvæsen, I/S Datacentralen (CSC Danmark), Den Russiske Handelsrepræsentation, flere børneinstitutioner og et plejehjem på området.

Jordforurening

Der er i perioden 1987-1989 udført en række forureningsundersøgelser på gasværket /14,15,16 /. Jordforurening med tjære blev konstateret i tilknytning til de tidligere produktionsanlæg; tjærebassinerne, benzolfabrikken og gasbeholderne. Forureningen var dog meget inhomogent fordelt. Cyanidforurening blev konstateret spredt ud over arealet, hovedsagelig i det øverste jordlag, og især i området tæt på det tidligere rensehus. Ved de tidligere gasbeholdere var der indikationer på, at brugt myremalm var blevet genbrugt som fyldmateriale i fundamenter.

Grundvandsforurening

Forureningsundersøgelser /16/ har påvist en grundvandsforurening i det sekundære grundvand. De højeste koncentrationer blev fundet nær særlige punktkilder som benzolfabrikken og tjærebassinerne.

Risikovurdering

Den væsentligste jordforurening med tjære og cyanid blev vurderet at medføre en risko ved direkte eksponering i forbindelse med arealanvendelse til boligområder og tilhørende grønne arealer, samt at udgøre en alvorlig trussel mod grundvandet. Tjæren i tjærebassinerne udgjorde en risiko for fortsat udvaskning af bl.a. BTEX til det sekundære grundvandsmagasin. De gamle tjærebassiner lå på en ubebygget del af grunden.

Det primære grundvandsmagasin blev vurderet som særlig sårbart over for nedsivende forureninger, idet det beskyttende dæklag af moræneler på selve gasværksgrunden var gennembrudt af dybde kældre og udgravningen til gasbeholderen. Ligeledes manglede morænelerdæklaget fuldstændigt nedstrøms gasværksgrunden.

Det blev vurderet, at forurenet grundvand i det sekundære magasin kunne strømme til det primære grundvandsmagasin. Det primære grundvandsmagasin indgår i indvindingsoplandet til Hvidovre Vandforsynings kildeplads, som ligger 700 m sydvest for gasværket.

Målsætning for afværgeprojektet

Målsætningen for afværgeprojekterne var således at afværge over for stærkt forurenet eller overfladenær forurenet jord for at fjerne risikoen for direkte eksponering ved den eksisterende arealanvendelse som boligområde. Mod grundvandsforureningen var der behov for at afværge over for kraftig og eventuel dybereliggende jordforurening. I det omfang diffus jordforurening kunne udgøre en kilde til forurening af grundvandet var der også behov for afværgeforanstaltninger. Herudover var der planer om afværgetiltag over for både det sekundære og primære magasin ved at oppumpe og rense grundvandet.

Afværgeprojektet under gasværkspakken har endvidere omfattet oprydning af jordforurening omkring de gamle tjærebassiner.

Efterfølgende vurderinger

Fordele ved on-site behandling

Ved valg af oprensningsteknik er der udover de økonomiske og tekniske aspekter lagt vægt på, at nærmiljøet eksponeres så lidt som muligt. Da tung, støjende og forurenet transport til og fra grunden er en stor gene for omgivelserne, taler dette for, at forureningen i størst mulig udstrækning oprenses på grunden, således at den rensede jord kan genplaceres umiddelbart efter rensning.

Termisk behandling on-site

Til oprydning af jordforureningen omkring de gamle tjærebassiner er der valgt en on-site termisk behandling.

Ulemper ved on-site behandling

Ved termisk behandling kan emission af røggasser være problematisk, hvorfor afdampning (emission) til nærområdet skal minimeres. Ligeledes skal støv- og støjemissioner, f.eks. ved nedknusing af beton, begrænses.

Afgravningskriterier

Der blev defineret et afgravningskriterie på 0,2% tjære (2.000 mg total tjære/kg jord) og 150 mg cyanid /18/.

Oprensningskriterierne var defineret som 50 mg total cyanid/kg og 10 mg total tjære/kg, heraf max. 1 mg /kg for hver af de 18 analyserede PAH´er /18/.

Demonstrationsprojekt

Projektet er udført under gasværkspakken, og er betegnet som et fuldskala- demonstrationsprojekt med anvendelse af et termisk destillationsanlæg (Soil Recovery) /18/.

Jorden renses i et to-trins on-site rensningsanlæg. Anlægget har en kapacitet på ca. 2 tons jord/time ved et tjæreindhold på 2-5%. De to behandlingstrin foregår i to separate containere, forbundet med en transportsnegl. Figur 3 viser en skitse over anlægget.

Figur 3 Se her

Trin 1

Trin 1 er en lav-termisk proces, hvor vand, flygtige tjærestoffer og BTEX´er fordampes ved 180 – 300^oC i en roterende reaktor, opvarmet ved hjælp af varmetransmissionsolie. Jorden opvarmes således til 300^oC under et svagt overtryk genereret med kvælstof. Flygtige kulbrinter og damp ledes til en kondensator og omdannes til væske, som samles i en separationstank, således at olie/organiske stoffer separeres fra vand og pumpes til særskilte beholdere. Disse væsker sendes til destruktion på Kommunekemi i Nyborg. Gasser, som ikke kondenserer, ledes videre og afbrændes i en gasbrænder. Produktet fra trin 1 er et tørt materiale.

Trin 2

Trin 2 foregår ved at jorden på en skruetransportør transporteres gennem en opvarmet reaktor ved ca. 750 - 900^oC i en atmosfære af kvælstof. Herved afdampes de tunge og svært nedbrydelige tjærekomponenter, PAH´er. Der genereres næsten ren tjære som affaldsprodukt. Dette sendes til forbrænding hos Kommunekemi i Nyborg.

Processen adskiller sig fra traditionelle forbrændningsanlæg ved, at der her er tale om en desorption og ikke en forbrænding, idet begge trin foregår i en nitrogen atmosfære.

Miljøbeskyttelse

On-site rensningen blev udført i et tæt bebygget område, hvorfor opgravningen foregik i et ventileret telt for at forhindre luftforurening i området. Teltet var 40 m x 50 m med en frihøjde på 10 meter midt i teltet. Teltet blev ventileret med tre kraftige ventilatorer med en kapacitet på 40.000 m³/time, hvilket gav et luftskifte tre gange i timen. Luften blev renset over et aktiv kulfilter.

Afgravning og forbehandling

På trods af at undersøgelserne havde indikeret, at tjærebassinerne ikke gav anledning til særlig kraftig forurening, viste forureningsniveauet i dybden i tjæretanken sig at være højt. Årsagen til dette er formentlig, at bassinerne hovedsagelig var intakte, således at tjæren fandtes blandet med fyld og især lå i bunden af bassinerne.

Tjæreslam

I bunden af tjæretankene fandtes tjæreslam som en særskilt fase, der var tungere end vand. Der blev fundet koncentrationer på op til 90.000 mg tjære/kg. Det høje tjæreindhold nødvendiggjorde, at slammet skulle blandes med knust beton for at det kunne håndteres. Tjæretankene var desuden fyldt med forurenet vand /19/.

Vaskeanlæg

Meget lidt af fyldet i tjærebassinerne bestod af jord, og det blev nødvendigt at etablere et omfattende frasorterings- og vaskeanlæg til brokker og jord samt et større spildevandsanlæg med mekanisk filter og aktiv kul til behandling af bassinvandet (forurenet vand fra tjæretanken) og vaskevandet.

Genbrug

Store betonbrokker blev fjernet og vasket i bassinvandet. Herefter blev materialet sorteret, således at forurenet materiale kunne viderebehandles ved højtryksspuling og i vasketromle, mens uforurenet materiale gik til genbrug. Dette materiale blev tørret, armeringsjern fjernet, og betonen herefter knust og genbrugt til genopfyldning af bassiner.

Sortering

Opgravet jord og andet materiale blev sorteret på sold med maskestørrelse 25 - 50 mm. Alle jerngenstande blev fjernet. Den grove fraktion >50 mm blev vasket i det forurenede vand i tjærebassinerne og herefter i vasketromlen. Mellemfraktionen (25 – 50 mm) blev vasket i vasketromlen. Den fine fraktion samt groft sand <25 mm fra vasketromlen blev behandlet on-site med termisk behandling.

I alt blev der opgravet og renset 12.000 tons tjæreforurenet jord/materiale fra de to tjærebassiner.

I figur 4 vises procesdiagram og massebalance for projektet.

Beton

I alt blev der oprenset ca. 3615 tons beton, delvis som betonstykker og delvis som knust beton. En del materiale blev gendeponeret i tjærebassinerne. Til opfyldning af tjærebassinerne blev endvidere anvendt oprensede sten, sand og grus samt ren jord fra andre grunde.

Jern

200 tons jern blev samlet og leveret til genbrug.

Tætning af tjærebassin

Tjærebassin I blev repareret og foret med en bentonitmembran for at forhindre overfladenært forurenet grundvand fra gasværksgrunden i at sive ind i bassinet og herefter nedsive til grundvandsmagasinet.

Forurenet vand

2300 m³ tjæreforurenet vand fra tjærebassinerne blev anvendt til vask af betonstykker og derefter behandlet i vandbehandlingsanlægget ved mekanisk filtration og aktiv kulfilter før afledning til kloakken. Udledningskriterierne var 1 mg/l for hver af de tre grupper af stoffer: BTEX, phenoler og naphthalener.

Figur 4 Se her

De resterende 8.362 tons jord blev renset efter vaskning og sortering. Heraf blev 750 tons renset on-site i det termiske destillationsanlæg, mens de resterende 7.632 tons blev behandlet termisk ex-site hos Kommunekemi og herefter anvendt ved anlægsarbejder, bl.a. til støjvolde. På grund af kapacitets-problemer på on-site anlægget blev det nødvendigt at sende større mængder jord end beregnet til behandling ex-site. Anlægget var designet til en kapacitet på ca. 2 tons, i døgndrift. Da anlægget indimellem havde driftsstop, hvor det var nødvendigt at stoppe produktionen og efterse maskineriet, havde anlægget, set over den samlede driftsperiode, kun en kapacitet på 1 - 1,2 tons. Lerjord gav også problemer i transportsneglen. Desuden var det ikke muligt at behandle jord med tjæreindhold større end 50.000 mg totaltjære/kg (5% tjære) på skruetransportøren.

Tjæreprodukt til Kommunekemi

Væsken fra lavtemperatur destillationsprocessen blev kondenseret og tjærefasen adskilt fra vandet. Væsken fra højtemperatur processen var nærmest ren tjære. Begge væsker blev destrueret af Kommunekemi.

Oprensning ved on-site behandling

Niveauet for den forurenede jord varierede fra 1.500 til 83.000 mg/kg, mens den rensede jord fra on-site behandlingen typisk indeholdt mellem 10-50 mg total tjære/kg TS. Rensningseffektiviteten var således 99,8 % eller nærmest 100% for BTEX. Der blev analyseret i alt 88 jordprøver før og efter den termiske destillationsbehandling. Prøverne blev analyseret gaschromatgrafisk (GC/FID) for total tjære efter ekstraktion med dichlormethan i 60 min. Prøverne blev også analyseret for 18 PAH´er ved massespektrometri (GC/MS-SIM) /18/.

For at beskytte Hvidovre Vandforsynings kildeplads blev der i 1992 iværksat en nødafværgepumping fra den værst forurenede boring i det primære magasin på Valby Gasværk. I 1992 havde grundvandet et indhold af ca. 1.500 µg benzen/l. Vandet blev renset ved hjælp af kulfilter og udledt til Harrestrup Å (Damhusåen). Der blev pumpet med en ydelse på 15 m³ over et kulfilter på 900 kg. Ved pumpestop i 1994 // var koncentrationen på ca. 900 µg benzen/l, og i 1995 blev der målt en koncentration på 950 µg benzen/l i grundvandet.

"Intrinsic bioremediation"

I moniteringsboringerne blev der målt aftagende koncentrationer i afstand fra kilden, hvilket indikerede, at der foregik en nedbrydning af forureningskomponenter i grundvandet /21/. Ved supplerende undersøgelser 1997 blev det yderligere bekræftet, at der foregår en betydelig naturlig nedbrydning /22/. De høje koncentrationer af phenoler, naphthalen, toluen og xylener målt ved kilden blev nu kun fundet i lave koncentrationer i boringerne umiddelbart nedstrøms for gasværket, mens der i flere boringer stadig blev fundet benzen i høje, men aftagende, koncentrationer. Dette forklares ved at benzen (jf. afsnit 2.3.1) er mindre nedbrydeligt under nitratreducerende forhold end de andre forureningskomponenter.

Forholdene i det primære reservoir er karakteriseret som oxiderende til nitratreducerende, muligvis Fe(III)-reducerende i enkelte boringer, hvor der ikke er nitrat til stede. Det er konkluderet, at der i grundvandsmagasinet sker en omfattende nedbrydning af tjærestoffer ved naturlig nedbrydning.

Der er truffet beslutning om en begrænset afværgepumping på 15 m³/time fra den værst forurenede boring i det primære magasin. Denne afværgepumpning, etableret fra Vigerslevparken, har siden 1996 kørt som et permanent "pump and treat" anlæg.

Oprensningsteknik for grundvandet

Det oppumpede grundvand (15 m³/t) med koncentrationer på ca. 900 µg benzen/l oprenses i et vandbehandlingsanlæg, baseret på afblæsning af forureningkomponenter i luftstripperkolonne.

Luftstripning og kulfilter

Luftstripning er en oprensningsteknik, som er velegnet til flygtige forbindelse, f.eks, chlorerede opløsningsmidler eller BTEX, men uegnet til vandopløselige og mindre flygtige forbindelse som phenoler eller NSO-forbindelser. Fordelen ved luftstripning og opsamling af gasserne på kulfiltre er, at der opnås en bedre (kul)økonomi end hvis vandet renses ved direkte filtration på aktiv kul. Efter behandling i sandfilter (jernfjernelse) udledes det rensede vand til Harrestrup Å.

Anlægstekniske detaljer

Anlægget består af to strippekolonner i serie, hver med en højde på 3,25 m. Grundvandet tilføres i toppen af kolonnen, hvor det beluftes i modstrømmende procesluft, der indblæses i bunden af kolonnen. Vandet pumpes herefter til toppen af 2. kolonne, hvor det beluftes endnu en gang.

Karbonatudfældning

Analyse og beregninger af råvandets karbonatsystem har vist, at beluftning af vand giver anledning til problemer med udfældning af calciumkarbonat. Anlægget blev derfor ombygget i 1998.

Luftafkast

På luftafkastet monteredes to parallelle kulfiltre med hver 260 kg kul for at fjerne benzen fra afkastet. Den tilførte benzenmængde er beregnet til 15 g/time, hvilket medfører en forventet kuludskiftning efter 3200 driftstimer (dvs. efter ca. 4 – 5 måneder).

Moniteringsprogram

I indkøringsperioden blev vand fra før og efter behandlingsanlægget analyseret for alkylbenzener (BTEX). Det rensede vand blev analyseret for jern og ilt. Herudover analyseredes vandprøver fra nærliggende moniteringsboringer. Som boringskontrol blev flere af vandprøverne desuden analyseret til dokumentation for de grundvandskemiske forhold.

Før udledning til recipienten, Harrestrup Å, fjernes jern på et trykfilter, med henblik på en reduktion fra ca. 3 mg jern/l til mindre end 0,5 mg jern/l. Kravene til kvaliteten af det rensede vand er som følger:

Forsøg med nødafværgepumpning og projektering og indkøring af afværgeanlæg for grundvandet er delfinansieret af Københavns Kommune og Miljøstyrelsen via Gasværkspakken. Optimering af anlæg samt driftudgifter afholdes alene af Københavns Kommune.

Driftsresultater

Afværgeanlægget har i perioden 1996 - 1998 overholdt de opstillede målsætninger, og der er i perioden oppumpet og renset i størrelsesordenen 150.000 m³ benzenforurenet grundvand, hvorved der er fjernet ca. 100 kg benzen fra grundvandet. Benzenkoncentrationerne i afværgeboringerne er faldet fra ca. 900 µg/l til 400 µg/l.

Der har imidlertid været en række problemer med dels for stor afsænkning i boringerne, således at der sker en iltning og udfældning i filter og magasin, med faldende boringskapacitet (i 1998 ned til 7 m³/t) til følge, og dels med uønskede jern- og kalkudfældninger i stripperkolonnerne.