Oprensning af blandingsforurenet jord

4. Teknikker til behandling af blandingsforureninger

4.1 Jordvask
4.1.1 Teknisk beskrivelse
4.1.2 Status
4.1.3 Rensningseffektivitet
4.1.4 Omkostninger
4.1.5 Sammenfatning
4.2 Elektrokinetik
4.2.1 Teknisk beskrivelse
4.2.2 Status
4.2.3 Rensningseffektivitet
4.2.4 Omkostninger
4.2.5 Sammenfatning
4.3 Phyto-oprensning
4.3.1 Teknisk beskrivelse
4.3.2 Status
4.3.3 Rensningseffektivitet
4.3.4 Omkostninger
4.3.5 Sammenfatning
4.4 Stabilisering
4.4.1 Teknisk beskrivelse
4.4.2 Status
4.4.3 Rensningseffektivitet
4.4.4 Omkostninger
4.4.5 Sammenfatning
4.5 Kombinerede behandlingsmetoder
4.5.1 Teknisk beskrivelse
4.5.2 Status
4.5.3 Rensningseffektivitet
4.5.4 Omkostninger
4.5.5 Sammenfatning

Teknikker til behandling af blandingsforureninger

I det efterfølgende kapitel er beskrevet følgende metoder til rensning af blandingsforurenet jord:

• Jordvask – afsnit 4.1
• Elektrokinetik – afsnit 4.2
• Phyto-oprensning – afsnit 4.3
• Stabilisering – afsnit 4.4
• Kombinerede behandlinger – afsnit 4.5

For de enkelte rensningsmetoder er opgivet priser i danske kroner pr. ton jord. Priserne er omregnet fra den lokale valuta i juli 1999.

4.1 Jordvask

Vasketeknologier, der har deres oprindelse i mineralindustrien, har vist sig egnede til oprensning af både organiske og uorganiske forureningskomponenter i jord. I Miljøprojekt nr. 407, 1998 /1/ findes en grundig gennemgang af vaske- og ekstraktionsteknikker rettet mod tungmetaller. I nærværende afsnit, er der derfor lagt vægt på beskrivelse af udstyr, der anvendes i vaskeanlæg samt på beskrivelse af teknologier, der er udviklet specifikt med henblik på oprensning af organiske forureningskomponenter. Ekstraktion med organiske ekstraktionsmidler kan opfattes som en videreudvikling af jordvask på grund af de mange sammenfaldende enhedsoperationer. Det er dog valgt at beskrive ekstraktion som en selvstændig oprensningsmetode, og da den primært i Danmark har været benyttet på tjære/PAH'ere, er den tekniske beskrivelse placeret i afsnit 5.3.

4.1.1 Teknisk beskrivelse

Rensning ved jordvask baserer sig på, at både organiske og uorganiske forureningskomponenter primært er bundet fysisk eller kemisk til de mindste jordpartiklers overflader samt til det organiske materiale i jorden. I Jordvaskeanlæg skrubbes og separeres jorden således, at man opnår 4-5 fraktioner; fraktioner bestående af grus og sand med meget lave indhold af forureningskomponenter samt af meget forurenede fraktioner bestående af silt og ler (finfraktion) samt organisk materiale.

Finfraktionen kan oprenses yderligere ved andre rensemetoder (termisk eller biologisk) eller deponeres som processens restprodukt. Den organiske fraktion udgør som regel en lille del af den oprindelige jordmængde og kan efter udskillelsen deponeres eller behandles termisk.

Rækkefølge og sammensætning af procesenheder varierer fra anlæg til anlæg men fælles er, at der gennemføres en forbehandling af jorden, hvorefter der introduceres en kombination af udstyr til mekanisk bearbejdning/skrubning af jord opslæmmet i vand (evt. tilsat additiv) for at opnå våd frigørelse af forureningskomponenter/vådoplukning samt udstyr til separation af jorden i flere partikelstørrelsesfraktioner og endelig udstyr til afvanding samt vandbehandling.

Figur 4.1 Se her

Skematisk opstilling af jordvaskeprocessen./22/

Inden det besluttes at gennemføre en oprensning af jord ved jordvask kan der udføres indledende tests af den aktuelle jords egnethed til metoden. Testene vil være udformet som laboratorieforsøg eller fuldskalaforsøg og vil være indrettet, så den planlagte rensemetode afprøves. En væsentlig test i vurderingen af om en bestemt type jord er egnet til vask er, ved en sigteanalyse at bestemme jordens kornstørrelsesfordeling, idet især mængden af finfraktion (< 0,063 mm er bestemmende for mængden af forurenet opkoncentrat.

Før jorden er egnet til vask, konditioneres jorden typisk ved en frasortering og/eller nedknusning af sten og brokker større end 40-50 mm samt en fjernelse af magnetisk materiale.

Ved tilførsel af energi tvinges jordpartiklerne i en vandig opslæmning (slurry) i bevægelse, så partiklerne skrubbes ved friktion. Formålet er at gøre forureningen mere tilgængelig. Forureningskomponenter bringes til at gå i opløsning, agglomerater (sammenkittede komponenter) frigøres fra partiklernes overflader, og/eller ler og silt partikler frigøres fra større sand og gruspartikler.

Denne bearbejdning, der kan sammenlignes med at vaske tøj eller

med tandbørstning /23/, /24/, kan foretages i en eller flere enhedsoperationer, hvor princippet for frigørelsen af forureningskomponenterne adskiller sig ved den type mekanisk bearbejdning, der foretages på jorden.

I nedenstående afsnit beskrives forskellige former for procesenheder, der ofte anvendes til vådoplukning:

En vasketromle er karakteriseret ved et cylindrisk eller cylindrisk-konisk roterende proceskammer. Alt efter fyldningsniveau samt omdrejningshastighed af tromlen, vil opslæmningen enten bevæge sig i en rullende/glidende bevægelse eller ved høje omdrejningshastigheder bringe opslæmningen til at foretage frie fald. Såfremt der monteres medbringere/løftestænger i tromlen, kan "frit fald" effekten øges. Vasketromlen har primært effekt på opbrydning og dispersion af finfraktion /22/, /25/.

En knivvasker består af et vaskekar/-rende, med horisontalt placerede aksler, hvorpå der er monteret knive/sværd/stokke. Knivvaskeren har størst effekt på opbrydning og dispersion af finfraktionen /22/.

Figur 4.3

I et kammer er monteret én eller ofte to kraftige omrørere, som med både løftende og trykkende virkning medfører, at partiklerne i opslæmning bombarderer og slider på hinanden. Skrubbertanke, også kaldet attritionsskrubbere, kan anbringes i serie for større effekt. Der anføres opholdstider mellem 2 og 10 minutter /22/, /24/.

En kværn kan lades med sten, kugler eller stænger, som så maler partiklerne, med det formål at afslibe/nedbryde agglomerater af forureningskomponenter. De enkelte sandkorn skal ikke males, idet man dertil skal bruge for meget energi, og desuden vil det besværliggøre resten af rensningsprocessen. Skrubberkværn anvendes primært på sandfraktioner /24/.

I et rør er et antal dyser placeret i en cirkel og rettet ind, så vandstrålerne mødes i et "brændpunkt". Vand sprayes ind med højtryk (90-350 bar) og jordmaterialet passerer "brændpunktet", hvorved der opstår voldsom turbulens og forureningskomponenter knyttet til jordpartiklernes overflade bliver "skudt af " og flyttet over i vandfasen. Da der er undertryk i kammeret, er der samtidig en stripningseffekt af flygtige komponenter /22/, /26/.

Figur 4.5

I Harbauers anlæg transporteres opslæmmet jord af en lukket transportsnegl med en vibrerende aksel, hvilket medfører, at der opstår stor friktion (afslidning) ved sneglens yderkant /22/, /27/, /28/.

Figur 4.6

Ved separation af jordfraktioner og derved i rene og forurenede fraktioner anvendes diverse udstyr, som baserer sig på partiklernes egenskaber.

• Partikelstørrelse
• Vægtfylde
• Faldhastighed (overlap med størrelse og vægtfylde)
• Overfladekemiske egenskaber

Herunder beskrives nogle af de mest anvendte procesenheder til separering af partikler i opslæmning. Enhederne anvendes i kombination og/eller i serie af samme enheder konstrueret til adskillelse af forskellige partikelstørrelser.

Hydrocyklonen er egnet til at udskille en finfraktion (< 100 m m) fra sand fraktionen. Princippet er, at centrifugalkraft klassificerer partiklerne i forhold til masse (størrelse), så partikler med høj masse vil bevæge sig mod ydervæggen af cyklonen, nedad og ud i bunden, mens partikler med lav masse vil flytte sig til centret i cyklonen, opad og ud med overflow. Dette er illustreret på nedenstående figur 4.7.

Figur 4.7

Ved at kombinere et rektangulært sedimentationskar med en skråtstillet transportsnegl (evt. dobbeltsnegl), har man mulighed for at fraseparere sandfraktionen (0,8 - 0,075 mm), mens finfraktionen og organisk stof via overløb fra sedimentationskarret føres videre til den næste procesenhed /25/.

Princippet ved separering ved snegl hentet fra /25/.

Vibrerende sigter kan påmonteres sigtenet med forskellig maskevidde og er Figur 4.8 derfor anvendelige ved separering på mange størrelsesniveauer. Sigter er ofte udstyret med vanddysser, så der udover separering også opnås en vaskeeffekt /22/.

En separationsspiral er en lodret stående spiralformet rende, hvor tyngdekraften medfører at opslæmningen påvirkes af centrifugalkraft, hvormed der sker en separation af partiklerne. Tungere partikler bevæger sig mod centrum, mens lettere partikler bevæger sig mod den ydre kant. Separationen sker ved opsplitning af renden eller via udløb placeret længst inde mod centret af spiralen. Der kan desuden være mulighed for opdeling af let og middel-tung fraktion ved en yderligere opdeling af den yderste del af renden ved spiralens udløb /25/, /27/.

Modstrømsseparation anvendes ofte til yderligere finvask af sandfraktionen fra hydrocyklonseparationen. I en beholder mødes sandopslæmningen af et opadrettet vandflow, der vil medrive lette organiske dele og evt. resterende finfraktion /22/. 

I flotationsceller tilføres fint fordelte luftbobler i bunden af en omrørt tank, og boblerne vil på sin vej op gennem opslæmningen medrive partikler med hydrofobiske overfladeegenskaber, som dernæst kan fjernes fra overfladen. Der tilføres ofte kemikalier, for at skabe hydrofobe egenskaber på forurenede partikler, mens uforurenede partikler bliver i suspensionen eller bundfælder /27/.

Den rensede sandfraktion samt den forurenede finfraktion skal begge afvandes for at nedbringe mængden af restprodukter. Sandfraktionen afvandes på udstyr, nævnt i det foregående: Afvandingssigte (85-90 % tørstof) eller skråtstillet transportsnegl (80-85 % tørstof).

Finfraktionen, der højst indeholder 5-10 % tørstof efter separationsprocesserne, bliver opkoncentreret i en fortykner eller en lamelsedimentationstank, inden den afvandes ved filtrering på en sibåndspresse eller en membranfilterpresse.

Før opslæmningen opkoncentreres tilføres ofte jern- eller aluminiumsulfat for at øge sedimentationshastigheden af meget små partikler /24/.

En fortykner er en rund beholder med en konisk bund, hvori der sker en langsom omrøring. Slammet (finfraktionen) vil bundfælde og klart procesvand kan løbe fra fortykneren via overløb. Der kan opnås tørstofindhold på 15-20 % i en fortykner /24/.

Lamelsedimentation er i princippet en fortykner, med en række lameller, der er placeret i en vinkel på 55° . Herved har partiklerne kortere sedimentationsvej og kan efterfølgende glide på lamellens glatte overflade mod bunden. Klar procesvæske fjernes ved overløb. Da sedimentationshastigheden er højere i lamelsedimentationstanke optager de generelt mindre plads end fortyknere med samme kapacitet /25/.

Den koncentrerede finfraktion transporteres på et transportbånd forbi en række af valser, der gradvist øger trykket på båndet, hvorved vandet presses ud, og der resterer en filterkage. Tørstofindhold i filterkager er oplyst til mellem 50 og 55 % /22/, /24/, /25/.

Den koncentrerede opslæmning pumpes ind i kamre, hvis vægge er beklædt med filterdug, og hér kan procesvæsken så passere filterdugen, mens finfraktionen bliver tilbage i kammeret som filterkage. I mange tilfælde kan man øge presset på filterkagen med trykluft og dermed frafiltrere yderligere vand. Der kan opnås tørstofindhold på > 60 % /24/.

(378 KB)

I vådoplukningsprocessen samt separationen af partikler anvendes ca. 5-10 m³ vand pr. ton behandlet materiale /24/. Da jorden, der tilføres anlægget, er mere tør end de produkter, der kommer ud af anlægget, er processerne samlet set vandforbrugende, og det er oplagt at genbruge overskydende procesvand fra diverse afvandingsenheder.

Vandet fra de enkelte enheder tages enten direkte retur eller passerer et vandrensningsanlæg, før det tages retur til vaskeprocessen.

I vandrensningsdelen anvendes diverse processer, bl.a. biofilm nedbrydning, flotering, flokkulering samt filtrering i sand og kulfiltre. Teknikker og teori vedr. vandrensning er et stort emne, og der henvises til specifik litteratur herom. Hér skal blot nævnes, at der sammenlignet med spildevandsrensning, generelt er tale om forholdsvis små vandrensningsenheder.

I det følgende beskrives vaskeprocesser, hvor der indgår specifikke enhedsoperationer til reduktion af organiske forureningskomponenter:

• Vask og bionedbrydning

• Fortecâ processen
• Toronto Harbour Commision Soil Recycling Process
• BioTrolâ Soil Washing System

• Tilslag af kul til vaskeprocessen
• Tilsætning af overfladeaktive stoffer
• Vask med NH₃-vand

Flere kilder har arbejdet med at kombinere gængs vasketeknologi (skrubning og partikelseparation) med bionedbrydning på den opkoncentrerede finfraktion:

Fortec^â processen (Fast Organic Removal Technology) er udviklet og beskrevet af det hollandske firma ARCADIS Heidemij Realisate BV, som et pilotprojekt i NATO/CCMS regi /29/. Der benyttes en mekanisk vaskeenhed efterfulgt af separation, hvilket producerer en relativt ren sandfraktion og en meget koncentreret finfraktion. Fortec^â processen anvendes dernæst på finfraktionen. Processen består i en indledende fotokemisk behandling med UV-stråling og/eller brintperoxid til nedbrydning af organisk materiale og samtidig frigørelse/nedbrydning af bundne kulbrinter. Dernæst behandles finstoffet (restproduktet) i en bioreaktor, hvor der tilføres kompressorluft gennem perforerede bunde. Opslæmningen holdes omrørt ved recirkulering og tilføres næringsstoffer i forhold til initial oliekoncentration /29/.

I et efterfølgende fuldskala-demonstrationsprojekt benyttes teknikken, dog uden indledende behandling med UV/brintperoxid, men med flere bioreaktorer i serie /30/.

Toronto Harbour Commission (THC) soil recycling process er indrettet på fjernelse af både uorganiske og organiske forureningskomponenter, således at der produceres et genanvendeligt materiale. Processen er sammensat af 3 teknologier på stribe: Først et attritionsvaskeanlæg, hvor der sker en frasortering af relativt svagt forurenede, grove sandfraktioner. Såfremt jorden indeholder uorganiske forureningskomponenter, ledes finfraktionen dernæst til en enhed, hvor opslæmningen (slurryen) forsures og efterfølgende tilføres chelaterende stoffer i en modstrøms reaktorenhed. Endelig kan organiske komponenter i slurryen forbehandles kemisk (neutraliseres), inden biologisk nedbrydning foregår i en opstrøms slurry reaktor. Metoden er baseret på nedbrydning ved hjælp af den naturligt forekommende bakteriepopulation /31/.

BioTrol er en patenteret vaskeproces, der oprindeligt blev udviklet til oprensning af jord forurenet med PAH og PCP. Processens kerne oplyses at være en flertrins modstrøms skrubberenhed med indbygget klassifikation. Finfraktionen behandles biologisk i en bioslurry reaktor (Tretrins EIMCO Biolift reaktor system) /32/.

Clean Soil Process er en proces der er udviklet i Canada og nu udbydes af det Canadiske firma TDEnviro Inc. I processen blandes jord, vand og fint knust kul. Opslæmningen varmes op til 90 ° C og vaskes mekanisk i en vasketromle. Da kul har høj affinitet for organiske forureningskomponenter, vil organiske komponenter adsorberes til kullene. Herefter separeres slurryen i en meget grov (<2,4 mm) og en finere fraktion. Den finere fraktion mixes og opvarmes igen, og efterfølgende kan jord og kul separeres i en kul/jord separator. Den frasorterede jord skulle hermed være renset, og den kontaminerede kulfraktion, som indeholder noget ler/silt, kan evt. genanvendes som alternativt/supplerende brændsel i f.eks. kulkraftværker eller cementovne /33/.

Overfladeaktive stoffer

Af /22/ fremgår det, at overfladeaktive stoffer kan benyttes til at frigøre kulbrinter fra jordpartikler og overføre dem til væskefasen. De overfladeaktive stoffer tilføres vandet, inden jord og vand passerer forskellige vaskeenheder, hvor opslæmningen tilføres mekanisk energi, f.eks. vasketromle, knivvasker, eller attritionsvasker. De præcise processer, der sker ved anvendelsen af overfladeaktive stoffer, er ikke beskrevet fyldestgørende. Frigørelsen af forureningskomponenter foregår i de partielle processer, hvor i diffusionsmekanismer spiller en væsentlig rolle /22/. Det anføres endvidere, at det på grund af kompleksiteten af disse processer, er nødvendigt at udvikle et specifikt additiv til hver enkelt opgave. I de fleste tilfælde består disse additiver af en blanding af non-ioniske og ioniske overflade aktive stoffer.

I LIFE-projekt udført på Valby Gasværk i København /34/, blev der udført en forholdsvis simpel vaskeprocedure på sten og knust beton. Der anvendtes en knivvasker som mekanisk vaskeenhed og vaskevandet var NH₃-vand. Vaskeprocesserne blev gennemført on site, og ammoniak viste sig at være et effektivt vaskemiddel overfor tjære adsorberet til overflader af hhv. sten og knust beton.

4.1.2 Status

Der henvises til Miljøprojekt 407 for status vedr. teknikker, der knytter sig til vask af tungmetaller /1/.

I /35/, der er en "Håndbog om jordrensningsteknikker", findes oplysninger vedrørende 37 vaskeprocesser, hvoraf nogle udbydes af samme firma. Både stationære centralt placerede anlæg samt mobile anlæg er medtaget. Kapaciteterne på anlæggene varierer typisk mellem 10–40 tons pr. time. Det anføres for stort set alle processernes vedkommende, at de er egnede til oprensning for både organiske samt uorganiske forureningskomponenter.

Den største tæthed af jordvaskeanlæg findes i Holland og Tyskland. Det er fra Tyskland oplyst, at der findes 7 mobile og 36 stationære jordvaskeanlæg /46/. Der foreligger ikke oplysninger om anlæggenes kapacitet og hvilke stoffer der renses for.

Fortec^â processen har været anvendt i et fuldskala-demonstrationsprojekt, der forløb i perioden maj 1996- maj 1997, hvor der blev oprenset 3000 tons sediment fra Petroleumhaven i Amsterdam /36/.

Vlaamse Instelling voor Technologisch Ondersoek (VITO) har ansøgt om EU-LIFE-midler til afprøvning af Clean Soil Process, i et demonstrations projekt på en tidligere gasværksgrund i Belgien, hvor der tilføres kul til vaskeprocessen /37/, /94/.

I Danmark er der hidtil ikke etableret egentlige vaskeanlæg og der er ikke beskrevet egentlige vaskeforsøg på forurenet jord.

I LIFE-projektet på Valby gasværk (se ovenfor) blev der med en meget simpel proces opnået så gode resultater, at vaskede sten og beton kunne genanvendes som fyld på grunden.

Der er desuden udført forsøg med vask af gadeopfej på mobilt vaskeanlæg opstillet på AV-Miljø i Hvidovre. Der findes ikke samlede analyseresultater af de enkelte fraktioner, men der skete en reduktion i indholdet af organiske stoffer samt en reduktion af metalindholdet i den rensede sand/grus fraktion således, at denne fraktion kunne genanvendes /38/.

Hos K.K. Miljøteknik A/S opstilles i maj 1999 et mobilt vaskeanlæg, indlejet fra det tyske firma Werner Frantzen Bau GmbH. Hensigten er at afprøve anlægget på forskellige forureninger og jordtyper for at vurdere metodens egnethed under danske forhold. Princippet i anlægget fremgår af figur 4.13.

 Figur 4.13

I /39/ anføres det, at jordvask har haft begrænset anvendelse i USA, til trods for at det samtidig anføres, at jordvask er "cost effective" og en miljømæssig bedre løsning end stabilisering og deponering.

THC soil recycling process har indgået i EPA´s SITE Demonstrations program i 1991-1992 /31/. Af konklusionerne ses det, at man ikke formåede at oprense til opstillede kriterier med hensyn til PAH'er og olie/fedt. Teknologien er ikke længere tilgængelig gennem en entreprenør, men EPA kan kontaktes for yderligere information.

BioTrolâ Soil Washing System blev demonstreret i fuldskalaforsøg under US-EPA´s SITE program i 1989 og er tilsyneladende en tilgængelig teknik /32/.

4.1.3 Rensningseffektivitet

I nedenstående tabeller er gengivet rensningseffektiviteter af organiske forureningskomponenter uddraget af diverse udvalgte referencer. Tabel 4.1 angiver resultater opnået ved generelle mekaniske vaskeprocesser.

I udvælgelsen blandt referencer vedr. generelle mekaniske processer, er det forsøgt at få forskelligartede processer repræsenteret og desuden er det forsøgt at bruge referencer, hvori der er oplysninger om jordstrukturen.

Med indre andet er angivet er der i tabel 4.1 og 4.2 tale om projekter i fuldskala.

Det gælder for samtlige resultater i ovenstående tabel, at de opgivne koncentrationer og renseeffektiviter på den rensede sandfraktion, typisk partikelstørrelser > 0,063 mm. Generelt er renseeffektiviteten høj og restkoncentrationerne forholdsvis lave. Der er i referencerne ikke opgivet mængde og koncentration af forureningskomponenter i restfraktioner.

Tabel 4.2 angiver resultater opnået ved processer, hvor der er introduceret speciel teknik specifikt rettet mod organiske forureningskomponenter

Som for processerne beskrevet i tabel 4.1, gælder det også for disse processer, at den grove fraktion eller sandfraktionen er forholdsvis "ren". Ved anvendelse af biologiske teknikker på finfraktionen opnås høje rensningsgrader (70-90 %). Startkoncentrationen i denne fraktion er imidlertid meget høj, hvilket medfører at restkoncentrationen efter biologisk nedbrydning stadig er forholdsvis hø

4.1.4 Omkostninger

For informationer vedrørende omkostninger for jordvask på tungmetalforurenet jord henvises til Miljøprojekt 407 /1/.

Nedenfor er listet priser oplyst fra diverse kilder:

Heijmans Milieutechniek (1998) anfører priser til 230 - 330 DKK pr. ton /44/.

Heidemij (1997) oplyser priser varierende til 200 - 325 DKK pr. ton /36/.

I Wille (1993) er der i afsnit vedr. procesoplysninger (37 processer) anført priser der varierer mellem 200 og 1300 DKK pr. ton, med hovedvægten mellem 400 og 750 DKK pr. ton /33/.

Van Dueren (1997) angiver et middeltal for behandling ved vask i USA på 1240 DKK pr. ton /39/.

4.1.5 Sammenfatning

Vaskeprocesser er kendt og gængs anvendt teknik, både til oprensning for metaller og organiske forureninger. Der findes mange referencer med oplysninger om samtidig oprensning af metaller og organiske forureningskomponenter, og det er sandsynligvis den mest anvendte teknik til behandling af blandingsforureninger.

Anvendelse af vasketeknikker er først og fremmest begrænset af jordens struktur, idet en stor andel af finstof i jordmatricen er afgørende for henholdsvis renseeffektivitet og omkostninger i forbindelse med efterbehandling og/eller deponering af restprodukter. På nuværende tidspunkt anføres det i /22/, at det kun er jord med et indhold af silt og ler < 30 %, der er kommercielt interessant i forhold til jordvaskeprocesser.

Jordvask har den fordel i forhold til andre teknikker, at der produceres genanvendelige fraktioner (rene sten, rent grus og rent sand) ved rensningsprocessen. Biologiske processer, der har til formål at oprense finfraktionen fra vaskeprocessen for organiske forureningskomponenter, vil nok kunne reducere indholdet, men til niveauer der er langt højere end danske myndigheders krav til renset jord.

4.2 Elektrokinetik

Oprensning af tungmetalforurenet jord ved elektrokinetik er en af de behandlingstyper, der er beskrevet i Miljøstyrelsens Miljøprojekt nr. 407, 1998 /1/. Metoden vil derfor kun blive kort beskrevet i dette projekt og for detaljer henvises til Miljøprojekt nr. 407. Metoden er almindelig kendt i Danmark og udlandet.

Man har ved projekter i udlandet udviklet metoder til elektrokinetisk oprensning af også organiske forureninger. Denne metode er beskrevet i nærværende kapitel, men metoden er så vidt vides ikke afprøvet i pilot- eller fuldskala i Danmark.

Oprensning af blandingsforureninger ved elektrokinetik i Danmark i dag vil kræve, at jorden gennemgår 2 behandlinger. Den indledende behandling vil så være for fjernelse af organiske forureninger og kunne være en biologisk behandling efterfulgt af elektrokinetisk behandling for tungmetallerne. Dette gennemføres dog ikke i praksis, idet udgiften til denne dobbelte rensning af jorden ikke vil være økonomisk konkurrencedygtig.

4.2.1 Teknisk beskrivelse

Ved elektrokinetisk oprensning af forurenet jord sendes jævnstrøm gennem jorden, der medfører en mobilisering af metallerne. Denne oprensningsmetode består af flere forskellige processer, der virker samtidig i jorden:

• Elektroosmose
• Elektromigration
• Elektrophorese
• Elektrolyse

Metalionerne er positivt ladede ioner og vil bevæge sig i væskefasen til katoden. Metalionernes mobilitet kan øges ved at øge jordens vandindhold, justere pH, tilsætte komplexbindere eller tilsætte stoffer til elektrodekammeret, som hindrer udfældning af metaller på elektroderne m.m. Alle disse processer er mere detaljeret beskrevet i /1/, hvorfor der henvises hertil for yderligere information.

I USA har man gennemført forsøg med oprensning af organiske forureninger ved hjælp af elektrokinetik. En af metoderne hedder Lasagna^TM,

og er beskrevet i /49/, /50/ og /51/.

Den tekniske udformning ligner den udformning, der er beskrevet ved oprensning af tungmetaller, men er for organiske forureninger beskrevet som et in situ-projekt. Der udføres boringer i jorden og nedsættes elektroder, hvorfra jævnstrøm ledes ud i jorden og skaber et magnetisk felt. Herved etableres en anode og en katode, som skaber en vandbevægelse af jordens porevand. Sammen med vandet vil også forureningen i jorden bevæge sig, ikke kun hvis det er en vandopløselig forurening, men fordi organiske forureninger også er elektrisk ladede og derfor bevæger sig i et elektrisk felt.

Der er ved hver af polerne forinden etableret en sorberings- eller nedbrydningszone, hvor forholdene er optimeret for at sikre fjernelse af forureningskomponenter. De tilsatte eller indbyggede stoffer i denne zone kan være katalytiske stoffer, bakterier, oxidanter, adsorberende materiale eller andet. For at sikre at oprensningen fortsætter over en længere periode, skal jordens fugtighed bevares. Det kan gøres ved at recirkulere en væske ved elektroderne, som udover at forøge jordens ledningsevne kan tilsættes komponenter, der optimerer nedbrydningen. Hvis oprensningen er gået lidt i stå, kan man med fordel forsøge at vende strømmen, hvorved effektiviteten vil stige igen.

Et skematisk diagram over Lasagna^TM-metoden ses i figur 4.14 /49/.

Figur 4.14 Se her

4.2.2 Status

Også her henvises til Miljøprojekt 407 /1/, hvor det bl.a. fremgår, at eneste jordbehandler med elektrokinetisk oprensning i Danmark er A·S Bioteknisk Jordrens i Kalundborg, som har udviklet anlægget i samarbejde med Institut for Kemi og Institut for Geologi og Geoteknik ved Danmarks Tekniske Universitet. A·S Bioteknisk Jordrens har desuden indledt forsøg med elektrisk stimuleret nedbrydning af PAH’er (se bilag 4).

Ud fra de indhøstede erfaringer om oprensning ved elektrokinetik kan det ikke forudsiges, om det vil være muligt at oprense blandingsforureninger ved en samlet proces. Der findes ikke litteratur om, at en sådan oprensning er afprøvet i praksis og kun forsøg vil kunne vise, om det er muligt. Det vil sandsynligvis kræve en individuel vurdering, idet de forskellige metaller og organiske forureninger kræver stofspecifikke tilstande og tilsætninger for at opnå en effektiv oprensning.

Der er så vidt vides ikke gennemført fuldskalaforsøg med oprensninger af organiske forureninger ved elektrokinetik i Danmark. Der er gennemført forsøg med TCE i USA, hvor resultaterne er refereret som meget tilfredsstillende af firmaet /51/, /52/.

4.2.3 Rensningseffektivitet

Effektiviteten af elektrokinetisk oprensning har endnu ikke nået et stabilt niveau, men svinger fra 30-99 % fjernet metal. Specielt er jordtypen, jordens bufferkapacitet og dens indhold af komplexdannere stadig et område, som giver problemer ved oprensningerne. Der forskes imidlertid meget på området, og der køres en del forsøg med optimering af processen. Der kan derfor indenfor en kortere årrække forventes en mere stabil rensningseffektivitet.

Ifølge /49/ har man ved hjælp af Lasagna^TM-metoden gennemført et feltforsøg med oprensning for TCE med en opnået rensningsgrad på 98 % indenfor en 120 dages periode. Udgangskoncentrationen lå på mellem 100 og 500 mg TCE/kg og slutkoncentrationen var på ca. 1 mg/kg. Resultaterne er beskrevet i /51/ og /52/.

4.2.4 Omkostninger

Prisen på oprensning af blandingsforurenet jord er i dag meget afhængig af jordens forureningsgrad for begge forureningstyper. Da man stadig skal regne med 2 oprensninger eller, som det sker i praksis, en oprensning af den organiske forurening efterfulgt af deponering, er specielt tungmetalkoncentrationen afgørende for omkostningerne. Er jorden kraftig forurenet med både organiske komponenter og tungmetaller ligger udgiften på ca. 1.500-2.000 DKK/ton eller mere.

Firmaet som oprenser ved hjælp af Lasagna^TM-metoden oplyser i /53/, at prisen for oprensning ligger på ca. 365 DKK pr. ton jord.

4.2.5 Sammenfatning

Der foreligger flere resultater af forsøg med elektrokinetisk oprensning af henholdsvis tungmetalforurenet jord og organiske forurenet jord. Det vurderes på baggrund heraf, at der er et potentiale til udvikling af metoder til oprensning af blandingsforurenet jord ved elektrokinetik. Indledende forsøg med elektrisk stimuleret nedbrydning af organisk forurening er i dag i gang hos A·S Bioteknisk Jordrens i Kalundborg (se bilag 4), men der foreligger endnu ingen resultater.

4.3 Phyto-oprensning

Phyto-oprensning er en metode, hvor man ved hjælp af planter omsætter en forurening eller udnytter planternes evne til at optage og akkumulere forureningskomponenter fra jorden. Jorden renses således for forureningskomponenter over en årrække, og hvis der er tale om tungmetalforurenet jord, har man ved høst af planterne opnået en opkoncentrering og en fjernelse fra jordmiljøet. Ved organiske forureninger vil komponenterne blive omsat i planternes rodnet, og dermed fjernes forureningerne fra jordmiljøet.

4.3.1 Teknisk beskrivelse

Phyto-oprensning af tungmetalforurenet jord er detaljeret beskrevet i /1/, hvorfor der henvises hertil.

Teknikken er baseret på at udnytte en naturlig proces, hvor planter nedbryder, optager eller ved co-metabolisme medfører fjernelse af forureningskomponenter i jorden. Det er en forudsætning, at forureningen findes i overjorden. Planter kan kun gro, hvis ikke forureningen er så koncentreret, at den har en giftvirkning i jorden.

Phyto-oprensning af organiske forureninger består af flere forskellige processer: 

• Phyto-nedbrydning
• Rhizo-nedbrydning
• Phyto-fordampning

Phyto-nedbrydning betegner nedbrydningen af de organiske komponenter optaget i planten gennem de metaboliske processer og nedbrydningen af de organiske komponenter udenfor planten ved hjælp af de enzymer i jorden, som er produceret af planten. Planter indeholder naturligt enzymer, som nedbryder de kemiske bindinger i forureningskomponenter. Forureningskomponenterne nedbrydes til mere simple molekyler og indbygges i plantevævet som næringsstof. En skematisk opstilling kan ses på figur 4.15.

Figur 4.15

Rhizo-nedbrydning betegner processen, hvor forureningskomponenter i jorden nedbrydes af den mikrobielle aktivitet i planternes rodzone. Nedbrydningen i rodzonen er en mere langsommelig proces end den nedbrydning, der sker i planten. Mikroorganismer kan nedbryde de organiske forureninger til harmløse stoffer ved bionedbrydning. Ved naturlige processer i rodzonen afgiver planternes rødder sukker, alkoholer og organiske syrer, der tjener som kulstofkilde for mikroorganismerne i jorden. Forureningen virker derfor som en ekstra kulstofkilde for mikroorganismerne og øger derved den biologiske aktivitet.

Phyto-fordampning betegner processen, hvor planten først optager forureningskomponenten i biomassen og transporterer stofferne med vandet op i planten, hvorefter der sker en fordampning af forureningskomponenter gennem bladene. Denne proces er primært fremherskende, når planter benyttes til rensning af forurenet grundvand og knap så fremherskende ved rensning af en jordforurening.

4.3.2 Status

Oprensning med planter har i flere år foregået indenfor spildevandsrensning, men er først de senere år begyndt at slå igennem indenfor jordrensning.

Forskningen har indtil nu koncentreret sig om at udvælge planter, som naturligt har evner til at oprense forureninger, og herefter udvikle og evt. forbedre disse planters evner. Foreløbig er der startet flere fuldskalaforsøg op i USA bl.a. under US EPA’s SITE program, men også andre projekter er i gang sat /54/, /55/, /56/.

I Danmark er der ydet støtte til to projekter under Miljøstyrelsens Teknologiprogram til udvikling af en teknik, som udnytter Planterødder til fjernelse af organiske forureninger i jord. I et 5. Projekt udvælges bakterietyper, som normalt koloniserer planterødder, og som ved hjælp af gensplejsning har fået tilført gener, som gør dem egnede til at nedbryde de ellers svært angribelige organiske forureninger. Projektet er et samarbejde mellem Danmark og forskningsinstitutioner i Spanien, Tyskland og USA.

I Danmark er der desuden igangsat et forprojekt med midler fra Teknologipuljen til oprensning af tungmetalforurenede grunde. Hvis forprojektet viser gode resultater, vil de blive fulgt op af mere konkrete projekter.

Der er ikke fundet referencer med oprensning af blandingsforurenet jord.

4.3.3 Rensningseffektivitet

For rensningseffektiviteter af tungmetal henvises til /1/.

Der er ikke referencer på gennemførte oprensninger for organiske forureninger hverken i Danmark eller udlandet. Der er endnu ikke opnået resultater fra de to projekter under Miljøstyrelsens Teknologipulje. Det er uden tvivl en oprensning, der kræver mange år for at opnå et på forhånd fastlagt slutkriterium. Forsøg har på den anden side vist, at man kan optimere planternes vækstbetingelser og derved sandsynligvis forcere oprensningen /55/.

I /55/ er refereret opstart af et afværgeprojekt med oprensning af fyringsolie. Prøver til dokumentation af oprensningen udtages først i efteråret 1999, altså efter dette projekts færdiggørelse.

4.3.4 Omkostninger

Der kan ligeledes ikke indhentes erfaringer om omkostningerne ved phytooprensning af blandingsforureninger.

4.3.5 Sammenfatning

Oprensning af tungmetaller ved phytooprensning gennemføres flere steder i verden, men er endnu kun et forsøgsprojekt i Danmark. Phytooprensning er en langvarig proces, og den har hidtil koncentreret sig om at udvælge planter med særlige hyperakkumulerende evner. I /1/ er refereret forskellige fuldskalaforsøg, som dog endnu ikke er afsluttet. Metoden må stadig anses for at være under udvikling, og der er et behov for at tilpasse metoden til danske klimaforhold.

Oprensning af organiske forureninger forsøges også i fuldskala, men der foreligger endnu ikke resultater hverken i Danmark eller udlandet.

Optag af tungmetaller og nedbrydning af organiske komponenter i samme jord er teoretisk en mulighed, som sandsynligvis vil være svær at omsætte i praksis. Det må formodes, at hvis man ved phytooprensning skal rense en blandingsforurenet jord, skal det foregå ved at dyrke forskellige planter samtidig. Desuden skal planter, som har optaget tungmetaller, høstes for at forhindre spredning i naturen, hvorimod planter til rensning for organiske komponenter ikke skal høstes. Dermed fremkommer nogen vilkår, som i praksis vil være svære at forene.

4.4 Stabilisering

Stabilisering har traditionelt været anvendt til immobilisering af forureningskomponenter i affald, herunder radioaktivt affald. I Danmark benyttes stabilisering ikke nævneværdigt.

Den eneste almindelige form for stabilisering, der benyttes i Danmark er asfaltering for at hindre en udvaskning fra den umættede zone til grundvandet.

Stabilisering er specielt velegnet til jord og slam, der er forurenet med tungmetaller. I USA er det bl.a. en meget benyttet behandling af tidligere lossepladser med høje tungmetalkoncentrationer /57/.

4.4.1 Teknisk beskrivelse

Stabilisering af forureninger i jord benyttes til at ændre forureningernes fysiske og kemiske egenskaber således, at især udvaskningen mindskes væsentligt. Ved at benytte stabilisering nedsættes mobiliteten eller mængden af de forurenede stoffer, der kommer over på opløst form, idet jordens egenskaber ændres i form af nedsat permeabilitet i jorden, der derved mindsker porevæske-koncentrationerne (fysisk barriere). Stabilisering er således ikke en metode, der fjerner forureningen fra jorden men en metode, der ændrer forureningens tilstandsform og/eller tilgængelighed.

Ved traditionel stabilisering kendt fra affaldshåndtering, sker der en tilsætning af forskellige additiver til jorden således, at forureningskomponenternes tilstandsform eller jordens struktur ændres.

Normale stabiliseringsadditiver er cement, flyveaske, ler, silikater eller en blanding af disse. Additiverne benyttes til at binde forureningsstofferne i matrixen. Tilsætningsmængden er bestemt dels af koncentrationerne af de forurenede stoffer samt af forureningstypen. Det bedste resultat opnås ved en optimal opblanding. Stabilisering sker hovedsageligt ved, at jorden opgraves og behandles i et etableret bassin.

Stabilisering kan også foregå ved, at jorden opvarmes, for at smelte specielt metallerne. I den efterfølgende størkningsproces vil de bindes i en slags glasagtig masse.

Kommercielle firmaer specielt i USA, der har specialiseret sig inden for stabilisering, har udviklet deres egne metoder med forskellige tilsætningsformer, udstyr og additiver. Mange af disse metoder og additiver er patenterede.

De nedenfor beskrevne metoder benyttes i USA, og er specifikt udvalgt, da metoderne kan benyttes til oprensning af blandingsforureninger herunder jordforureninger med kulbrinter. Ligeledes repræsenterer de beskrevne metoder de stabiliseringsteknikker, der er på markedet i øjeblikket.

Stabilisering af tungmetaller er detaljeret beskrevet i Miljøstyrelsen Projekt nr. 407 /1/.

Mange af de traditionelle tilsætningsstoffer, der benyttes til tungmetaller, er ikke nær så effektive til at immobilisere organiske forureninger. Ler behandlet med forskellige tilsætningsstoffer er i USA blevet studeret m.h.t. stabilisering af organiske komponenter. Brug af silikat og forskellige organiske forbindelser som bindingsstof har ved forskellige tests vist sig at kunne immobilisere mellemflygtige og tungere organiske forbindelser som f.eks. PAH’er /57/.

Stabilisering benyttes ikke i samme omfang til behandling af organiske forureninger som til behandling af tungmetalforurenet jord. De nedenfor beskrevet metoder bygger hovedsageligt på test i laboratorier eller pilotforsøg, mens enkelte benyttes som afværgeteknik.

Cement tilsat forskellige additiver kan benyttes i forskellige stabiliseringsprocesser i forbindelse med forureninger med organiske komponenter. Dette afsnit givet nogle eksempler på forskellige tilsætningskombinationer til cementen. I referencelisten er nævnt yderligere metodebeskrivelser.

Cement tilsat flyveaske er i /58/ benyttet som stabilisering af jord forurenet med tungmetaller, olie og PCB. Blandingsforholdet af forurenet jord til cement til flyveaske var 13:2:3. Udvaskningstesten viste, at koncentrationsniveauerne for alle forureningskomponenterne på nær bly og arsenik var under detektionsgrænsen /58/ og /59/. Ulempen ved metoden er, at jordens densitet øges med 50-150 %, mens jordvolumen forøges med 25-50 % /27/, /60/.

I /60/ er der redegjort for reduktionen af forskellige organiske stoffer med tilsætning af 12 forskellige stabiliseringsadditiver. Chemical Waste Management /61/ udførte undersøgelserne ved at tilføre jord opblandet med 50 organiske komponenter og derefter teste effektiviteten af de 12 additiver. Koncentrationsniveauerne for tilsætningen varierede fra 5 til 2400 mg/kg. Af de 12 metoder der er beskrevet i /60/, fremhæves 3 additiver som effektive ; cement tilført carbon, cement med "organoclay" og cement tilsat KAX-100^TM. Alle tre metoder var hver især effektive overfor specifikke forureningskomponenter, men ingen af metoderne var effektiv for alle komponenter. En af konklusionerne på forsøget var, at flygtige stoffer ikke nødvendigvis fordamper ved stabiliseringsprocessen.

GEO-CON ("deep soil mixing")

En metode, der benyttes i USA, er GEO-CON "deep soil mixing", hvor opblandingen af den forurenede jord og tilsætning af kemikalierne enten kan ske in situ eller i et anlæg. De tilførte reagenser producerer en cementlignende masse. Reaktionen sker i to faser. I den første fase sker der en hurtig reaktion, hvor forureningskomponenterne danner komplekse bindinger. Derefter sker der i den anden fase en makromolekylær opbygning, over en længere periode. Opblandingsprocessen ("deep soil mixing") sker in situ ved hjælp af 2 sæt af skarpe blade, der mekanisk opblander jorden samtidig med at reagenserne tilsættes. Bladene er fastgjort til et lodret sneglebor, som roterer med ca. 15 omdrejninger/min. Injicering af reagenser (slam) og vand sker via to rør i sneglen. Den behandlede jordsøjle er ca. 90 cm i diameter og bliver udført i et overlappende mønster /62/.

Figuren viser en oversigt over "deep soil mixing" -metoden/60/.

Jordens densitet har afhængig af jordtypen vist sig at øges op til 21 % ved behandlingen, mens jordvolumen øges med op til 8,5 %.

Metoden er benyttet ved 40 in situ stabiliserings projekter i USA. Et af disse projekter var stabilisering af ca. 80.000 m³ jord på et tidligere gasværk. Grunden er nu erklæret oprenset og benyttes til bypark /62/. Af de øvrige projekter må den overvejende del vurderes at være pilotprojekter.

Metoden kan ligeledes benyttes til tungmetaller.

Metoden går ud på at immobilisere forureningen i jord ved at tilsætte den forurenede jord en masse, der indeholder reagenser og additiver samt pulver med keramiske egenskaber i form af speciel flyveaske, ovn støv eller cement. Opblanding sker i en batch mixer. Konsistensen af den behandlede jord minder om beton /63/, /64/.

Teknikken er kun testet ved en række demonstrationsforsøg. Ved udvaskningsforsøg har man påvist, at tungmetaller og PCB immobiliseres. Forfatterne antager, at metoden ligeledes, kan anvendes på andre typer af organiske forureninger /63/, /64/.

Denne metode er affødt af traditionel asfaltproduktion, der startede i 1920'erne. Metoden går kort fortalt ud på, at forurenet jord bliver opslæmmet med asfalt og derved indgår som en slags vejbelægning. Det tilstræbes, at processen udføres, uden at der tilføres ekstra varme således, at man undgå en fordampning af de mest flygtige forbindelser /60/, /65/, /66/, /67/.

I /66/ er gennemført en række forsøg med forskellige organiske forureninger bl.a. petroleum, flygtige komponenter og PAH’er. Metoden viste sig at være egnet til alle typer af forurening, men effektiviteten var meget afhængig af effektiviteten af opblandingen. Forsøgene viste, at forureningerne er immobile for PAH-koncentrationer op til 139 mg/kg, for total petroleum på op til 40.000 mg/kg og for flygtige komponenter til minimum 500 mg/kg. Hvor store mængder af forurenet jord, der kan tilsættes til en given mængde asfalt, er der ikke redegjort for i artiklen /66/.

Denne type af stabiliseringprocesser repræsenterer en teknologi, der er blevet forsket i i de sidst 20 år. Metoderne har ikke opnået kommerciel succes hovedsageligt på grund af, at omkostningerne er ret store.

Af metoder kan nævnes "vitrification", der er en termisk proces, hvor jord/affald bliver omdannet til glas og/eller krystaliseret materiale. Processerne foregår ved temperature på mindst 1200 ° C /60/, /18/. Ved disse temperature destrueres alt organisk materiale. Andre typer af "vitrification" opererer med endnu højere temperaturer /60/, /27/.

Phytostabilisering

Ved at tildække et område med planter kan man delvist hindre en nedsivning. Metoden er et alternativ til at tildække et område med lermembran, plastmembran eller anden traditionel form for tæt beskyttelse, der hindre nedsivning. Planter kontrollerer erosionen og minimere nedsivningen af vand.

Ved at benytte specielle planter som tildækning, kan der som sidegevinst ske en øget nedbrydning af forureningen (se afsnit 4.3). Metoden kan bl.a. benyttes til overdækning af lossepladser eller andre forureninger, der er begrænset til den umættede zone /54/, /56/.

4.4.2 Status

Stabilisering sker hovedsagelig i forbindelse med tungmetalforureninger, mens stabilisering ved organiske forureninger er på forsøgsstadiet og benyttes i meget begrænset omfang i USA.

I Danmark benyttes asfaltering, der er en form for stabilisering, idet man ved at "lægge låg på forureningen" hindre en udvaskning fra den umættede zone til grundvandet.

I udlandet findes der flere kommercielle firmaer, der tilbyder stabilisering af problematisk affald som f.eks. forbrændingsslagge, flyveaske eller metalholdigt affald, og der har været gennemført forsøg med stabilisering af jord i stor skala. I USA er stabilisering af opgravet jord indeholdende tungmetaller en etableret teknik, mens in situ teknikker stadig er på et indledende stadium. Yderligere informationer omkring status for stabilisering af tungmetaller kan læses i Miljøstyrelses Projekt 407 /1/.

4.4.3 Rensningseffektivitet

Der foreligger begrænset dokumentation for at effektiviteten af stabilisering til brug for organiske forureninger.

Demonstrationforsøgene har vist, at stabiliseringsmetoden har nogle begrænsninger og afledte problemer. Det kan nævnes at:

metoden er mindre velegnet til in situ, der i opblandingsprocessen kan ske en fordampning af organiske komponenter, som i batchanlæg kan det evt. kræve efterbehandling, der sker en forøgelse af den forurenede mængde ved tilførsel af bindematerialer, der sker en ændring af permeabiliteten af jorden. Senere beplantning af jorden vil kræve, at der udlægges af jord ovenpå det behandlede område, der kræves specifikke tests for at opnå en effektiv stabilisering af den specifikke jordtype og forurening, der skal behandles, lerjord ikke er nær så velegnet som sandjord, da et højt lerindhold vanskeliggøre opblandingen og dermed resultatet, der mangler data omkring stabiliseringsprocessernes effektivitet på længere sigt. Der kan være risiko for, at stabiliteten påvirkes af frost og tø, af sur nedbør og generel erosion.

4.4.4 Omkostninger

Idet mange af de beskrevne metoder kun er i forsøgsfasen, foreligger der meget få priser på behandling af organiske jordforureninger ved stabiliseringsmetoder. GEO-CON metoden, der kun anvendes i USA koster ca. 1460 DKK pr. ton eksklusiv reagenser /62/.

Priser for behandling af metalforurenet jord er i Miljøstyrelsens Projekt 407 /1/ for opgravet jord skønnet til at ligge i intervallet 500 til 900 DKK/ton, mens prisen for in situ-stabilisering er skønnet til mellem 500 og 3000 DKK/ton. Prislejet skønnes at være tilsvarende for traditionel stabilisering af organisk forurening.

4.4.5 Sammenfatning

Traditionel stabilisering i form af tilsætning af additiver benyttes hovedsageligt på metaller, men der er også udviklet enkelte tilsætningsstoffer, der er velegnet til organiske forureningen.

Stabiliseringsgraden afhænger i høj grad af effektiviteten af opblandingen. Den er igen afhængig af jorden, additivet, forureningskomponenterne og af den anvendte blandingsmetode. Det vil altid være nødvendigt at bestemme metodens specifikke effektivitet ved specifikke laboratorie- og pilotskalaforsøg samt at bestemme optimale mængder og tilsætningsmetode. Det er vanskeligere at stabilisere lerjord end sandjord, da det er sværere at få en god opblanding.

Mange af stabiliseringsmetoderne er patenteret således, at det er svært at indhente oplysninger om bl.a. tilsætningsformer, udstyr og additiver.

Metoden er bedst egnet til on site eller ex site, men kan ved hjælp af specielt udstyr også benyttes in situ. Visse typer af stabiliseringsprocesser kræver tilsætning af ret store mængder af additiv for at være effektive, hvilket umuliggør en in situ løsning. Ligeledes kan det være vanskeligt at udføre den fornødne opblanding tilfredsstillende in situ.

4.5 Kombinerede behandlingsmetoder

Ofte kombineres forskellige behandlingsmetoder, og bl.a. den oprensede finfraktion fra jordvask vil oplagt kunne kombineres med andre rensningsmetoder såsom, biologisk, elektrokinetisk eller termisk behandling.

Andre metoder til kombineret behandling kan være en indledende biologisk behandling af den organiske forurening efterfulgt af en stabilisering eller oprensning ved elektrokinetik af tungmetalforureningen.

Alle disse behandlingsformer er beskrevet i særskilte afsnit og vil derfor ikke blive beskrevet det tekniske afsnit herunder.

4.5.1 Teknisk beskrivelse

Det er ikke beskrevet i nogen referencer, men en kombination af jordvask med en efterfølgende elektrokinetisk behandling af den fine fraktion kunne være en mulighed, idet at ler med højt vandindhold (den fraseparerede finfraktion) lettere transporterer metalioner til elektroderne.

I /73/ er beskrevet hvordan isolerende vægge kombineres med in situ jordvask og vakuumekstraktion til behandling af flygtige organiske komponenter, pesticider og bly.

4.5.2 Status

Status for kombinationen af separation, oxidering og biologisk behandling i bioreaktor er afprøvet i et fuldskalaforsøg af det hollandske firma Heidemij Realisatie B.V. Projektet var under NATO/CCMS programmet, og der blev i alt behandlet 300 m³ jord /29/.

Der er på den amerikanske miljøstyrelse EPA’s hjemmeside på Internettet beskrevet mange projekter med kombinerede oprensninger af både blandingsforureninger og PAH’er. Projekterne er svære at overføre til danske forhold, da der typisk er tale om behandling af meget store og omfattende forureninger, som der kun er få af i Danmark. Samtidig er oprensningskriteriet i USA sat til et niveau, hvor mange danske forureningssager starter. Rensningseffektiviteter og omkostninger er derfor heller ikke sammenlignelige med danske afværgeprojekter.

I USA har man ifølge firmaet Kleinfelder (se bilag 5) forsøgt sig med kombination af termisk/biologisk oxidation med indkapsling af restforureningen med tungmetaller i smeltet stål, glas eller beton. Resultaterne er ikke yderligere beskrevet, og det må under alle omstændigheder betragtes som en kostbar løsning.

Oprensning af blandingsforurenet jord ved en dobbelt proces gennemføres så vidt vides meget sjældent i Danmark. Det kan økonomisk ikke svare sig, og normalt vil man i stedet betale for en deponering af den tungmetalforurenede restfraktion i stedet for en oprensning.

4.5.3 Rensningseffektivitet

Rensningseffektiviteter for kombinerede behandlingsmetoder vil ikke blive opgjort, men der henvises til de enkelte metodeafsnit.

4.5.4 Omkostninger

Der foreligger endnu ingen oplysninger om omkostningerne til kombineret oprensning.

Gennemførelse af en biologisk behandling suppleret med en elektrokinetik vurderes af A·S Bioteknisk Jordrens at ligge på mellem 1.500-2.500 DKK/ton.

4.5.5 Sammenfatning

Der kan nok ikke herske tvivl om, at der samlet opnås en bedre rensningseffektivitet ved først at gennemføre en separation af ler og sandpartikler, for på den måde at mindske den mængde jord, som skal behandles og bagefter supplere med en anden behandlingsform. Det er dog samtidig fordyrende for oprensningen, idet det kræver dobbelt eller tredobbelt behandling af jorden.