Med de aktuelt fundne jordkoncentrationer kan det konkluderes, at der generelt ikke forekommer fri fase i jorden i større mængder, idet der kun i en enkelt jordprøve forekommer koncentrationer større end de maksimalt "opløselige" koncentrationer. Denne prøve er udtaget i E2 hvor der i niveauet 3 mut er fundet 480 mg PCE/kg og 35 mg TCE/kg. Her vil der med overvejende sandsynlighed være residual fri fase tilstede. Dette er ikke dokumenteret ved eksempelvis Sudan 4 påvisning i felten.

I forbindelse med afmeldingen af grunden blev det af Københavns amt besluttet at anvende poreluftmålinger til dokumentation af en tilstrækkelig oprensning. Udgangspunktet for poreluftkoncentrationen inden fuldskalaoprensningen, men efter forsøget med injektion i D1 blev igangsat, kan ses på figur 18.

Det observeres at udgangskoncentrationen i poreluften i de værst forurenede områder ligger i området 100-500 mg/m³. I forbindelse med tidligere undersøgelser på grunden er der fundet poreluftkoncentrationer op til 4000 mg/m³. Punkterne med højeste koncentrationer er sammenfaldene i samtlige undersøgelser.

På baggrund af PID prøver, jordprøver og poreluftprøver vurderes der, at være en relativt god beskrivelse af forureningsfordelingen forud for opstarten af oprensningen. Der hersker dog lidt usikkerhed for forureningsfordelingen i den umættede zone, specielt i de dybere niveauer i SØ retning, Ø for syregården, se figur 17.

Forureningen i mættet zone forud for oprensningen er dokumenteret ved vandanalyser fra en centralt beliggende boring, boring BK, ikke vist på tegningen, i syregården samt fra de nedstrøms boringer der anvendes af Kbh. Amt til afværgepumpning. Boring BK kollapsede i forbindelse med injektionsforsøget, da casingen i boringen var lavet af PVC. I forbindelse med godkendelsen af oprensningen stillede Kbh. Amt krav om etablering af to nye boringer benævnt G1 og G2. G1’ er placeret opstrøms/på kanten af det påvirkede område og G2 (ikke vist på tegningen) umiddelbart nedstrøms for bygning 01. Der blev inden injektionen af damp konstateret niveauer for summen af TCE og PCE i størrelsesordenen 300 m g/l i boring BK. Dette niveau skyldes dels forureningen på B&K men også en forurening opstrøms for grunden der transporteres ind på B&K’s ejendom med grundvandet.

Poreluftkoncentration af sum af TCE og PCE umiddelbart under betonoverfladen i bygning 01. Hvid-grøn angiver intervallet 0-1 mg/m³, grøn-gul 1-10 mg/m³, gul-rød 10-100 mg/m³, rød-lilla 100-500 mg/m³ og lilla-dyb lilla 500-1300 mg/m³.

På baggrund af de udførte analyser vurderes det, at det samlede påvirkede areal med klorerede opløsningsmiddel er i størrelsesordenen 800 m², selve hot-spottet med mest masse udgør heraf de ca. 250 m². Med en forureningsdybde ned til 15 mut i den umættede zone svarer dette til et totalt jordvolumen i størrelsen 12.000 m³, med den værst forurenede mængde ned til 13 mut. i hot-spottet svarende til 3.300 m³.

3.3 Dimensioneringsbetragtninger og indledende forsøg

Forud for etableringen af fuldskalaanlægget blev der udført et injektionsforsøg i selve hot-spottet for forureningen. Til forsøget var der etableret 4 boringer benævnt D1, E1, E2 og E3, samt 4 permanente poreluftspidser PL1-PL4. Figur 19 viser placeringen af de anvendte boringer.

Ingen af de anvendte boringer er digitaliseret. Placeringen på tegningsmaterialet er derfor omtrentlig. Jord • Miljø opgiver en afstand på hhv. 4, 8 og 10 m fra D1 for hhv. E1, E2 og E3. I tabel 17 er vist filtersætningsdybden af de fire filtre anvendt til injektionsforsøget.

Boringsplacering for den indledende test.

Tabel 17
Filtersætningsdybde af filtre anvendt til forsøg

Boring D1 blev anvendt til dampinjektion i perioden 21/5-97 til 27/5-97. Forud for injektionen var permeabiliteten ikke bestemt i formationen.

Det ses umiddelbart af tabel 18, at forureningen i D1 ikke er afgrænset nedadtil.

På forhånd var der en forventning fra Jord • Miljø til, at det ville være muligt at injicere i størrelsen 250 kg damp/h. Ved forsøget viste det sig, at der kunne injiceres 1000 kg/h (kedelens kapacitet) uden problemer. Dette blev udført ved et injektionstryk på ca. 1,2 bar svarende til en temperatur på ca. 105 °C. I perioden hvor generatoren kørte er der derfor anvendt et flow på ca. 1000 kg/h. Der blev ved forsøget i alt injiceret 164 tons damp, svarende til en samlet drift tid på 164 timer (knap 7 dg). Den samlede dampmængde kan beregnes til at indeholde ca. 120.000 kWh og at kunne opvarme knap 2200 m³ jord ved anvendelse af resultaterne i afsnit 3.1.

Hvis det antages, at varmen fordeles uniform som en cylinder med højde som filterhøjden svarer den injicerede mængde til, at opvarmningen er sket ud til ca. 9 m fra boring D1, svarende til en afstand mellem E2 og E3.

I tabel 19 er vist den teoretiske mængde damp der er passeret de tre ekstraktionsboringer samt 0,5 meter fra injektionsboringen under forudsætning af at hele højden af filteret er lige aktivt.

Den samlede mængde luft der er fjernet fra de tre ekstraktionsboringer er angivet til 40.000 m³, svarende til ca. 140 m³/h ved en driftstid på 12 døgn. Det samlede antal porevolumener er ikke forsøgt estimeret af Jord & Miljø. Hvis der tages udgangspunkt i 3 cirkler om E1, E2 og E3 med en radius på 10 m, en gennemsnitlig filterhøjde på 12 m, en luftfyldt porøsitet på 0,2 er der ved forsøget udskiftet 15-20 porevolumener.

Der blev ikke ved forsøget målt temperaturer regelmæssigt i den opsugede luft, så det er ikke muligt totalt at vurdere energistrømmen ud af systemet via luftfjernelsen Den opsugede vandmængde, der er kondenseret er anslået til ca. 800 l, hvilket svarer til 0,5 % af den injicerede mængde, så den opsugede energimængde er formentlig insignifikant i forhold til den injicerede.

Der er i den afsugede luft fjernet et total på ca. 200 kg TCE og 400 kg PCE, svarende til en gennemsnitskoncentration i den udsugede luft på hhv. 5.000 mg/m³ og 10.000 mg/m³ for TCE og PCE.

I jordprøverne der er analyseret i forbindelse med installationen af de 4 boringer er der konstateret ca. 20 mg/kg af de klorerede opløsningsmidler. Hvis det antages at denne koncentration var tilstede i hele det opvarmede volumen svarer dette til en samlet mængde i størrelsen 75 kg. Der er imidlertid fjernet knap 10 gange så meget. Dette afspejler dels problemerne med udtag af jordprøver for klorerede opløsningsmidler og i mindre omfang at ventilationsboringerne trækker luft fra andre områder end det opvarmede.

Påvirkning af poreluften blev fulgt ved udtag af daglige prøver igennem forsøget i PL1-PL4. I figur 20 er vist koncentrationsforløbet målt ved PID i de 4 poreluftpunkter.

PID koncentrationer i PL sonder

Det bemærkes at koncentrationen i alle 4 PL sonder stort set er 0 efter at vakuumventilationen startes 21/5/97. PL1 og PL2 er placeret 6-6,5 m fra en ekstraktionsboring. Der etableres således et vakuum her indenfor relativt få timer. PL3 og PL4 har afstande på hhv. 5,5 og 2 meter fra ekstraktionspunkter. Den 23. og 24. maj stiger koncentrationen voldsomt i PL3 og PL4. Dette sker efter at kondensationsfronten har passeret de to punkter, idet kondensationsfonten med den anvendte injektionsmængde den 23-24 maj har været 5,5-6,5 m fra D1. De høje koncentrationer der er konstateret kan derfor have to årsager. Der kan være tale om, at ekstraktionsflowet fra E1 og E3 ikke er tilstrækkeligt til at holde vakuum under betonen ved PL3 og PL4 pga., at der ikke kan transporteres luft på tværs af kondensationsfronten, eller at der ved dampens gennemskylning fjernes masse fra arealet mellem D1 og Pl3/PL4 ud mod kondensationsfronten. Efter stop af dampinjektionen ses, at ekstraktionen igen fint kan holde koncentrationen i poreluften på et meget lavt niveau.

I forbindelse med forsøget blev der efterfølgende udført boringer så tæt op ad de 4 tidligere udførte. Temperaturen blev målt ned igennem jorden og jordprøver analyseret i samme dybder som udtaget før injektionen. Pr. den 27 maj kunne der af Jord • Miljø konstateres temperaturprofiler ned gennem jorden i de 3 ekstraktionspunkter som vist på figur 21
Det ses umiddelbart, at den eneste boring der havde fuldt dampgennembrud er i boring E1, der var placeret ca. 4 m fra D1. Hvorvidt det skyldes fejl ved målingerne, at der blev registreret kogepunkts temperaturer langt under injektionsniveauet i D1 eller der er ægte skråtstillede lag der kunne lede dampen er uafklaret. Boring E2 og E3 der var placeret hhv. 8 og 10 m fra D1 baseret på oplysningerne fra Jord • Miljø (svarende til grænsen for den teoretiske dampudbredelse) viser at dampgennembrud ikke blev opnået. I boring E3 sås en opvarmning til næsten damptemperaturer i de øverste 4 m. Det indikerer, at permeabiliteten i dette lag er større en i de resterende dybder.

Temperaturen som funktion af dybden efter 7 dages injektion i E1-E3

Rensningsgraden baseret på koncentrationer i samme dybde viser gennemsnitlige rensningsgrader på 99%, 62 %, 95 % og 79 % for hhv. D1, E1, E2 og E3. Alle tal er baseret på summen af TCE og PCE. Rensningsgraden i E2 på 95 % kan meget nemt være fejlbehæftet, da der i denne boring før injektionen blev konstateret en meget høj koncentration i en enkeltprøve. I prøver udtaget efter opvarmningen er der i det mest gennemvarme område, dvs. omkring D1 konstateret restforureninger op til 200 m g/kg TS. I området omkring E1 der er gennemskyllet med ca. 10 mindre damp end ved D1, jf. tabel 19, er der efterladt restkoncentrationer op til 2,3 mg/kg TS. I de uopvarmede boringer E2 og E3 er der efterladt op til knap 20 mg/kg TS.

I forbindelse med udtagning af jordprøverne til kemisk analyse er der udført bestemmelse af jordens vandindhold. Der ses ikke et entydigt billede af ændringer i vandindholdet afhængig af hvor prøverne er taget. Der ses både stigninger i vandindholdet i de enkelte dybder (op til 12 % point (w/w) i E3) og fald (op til 18 % point) i D1 og E1. Den gennemsnitlige udtørring i D1 og E1, der begge er opvarmet til 100 °C er i størrelsen 4 % point svarende til at der transporteres knap 70 liter vand/m³ jord ud til kondensatfronten eller op via vakuumekstraktionen. Dette svarer til ca. 40 % af jordens samlede vandindhold ved start af injektionen.

Der blev i forbindelse med injektionen udtaget en række grundvandsprøver af boring BK. I perioden varierede indholdet fra ca. 400 m g TCE+PCE/l ved start (21/5) op til 1000 m g TCE+PCE/l den 26/5, hvorefter koncentrationen aftog til ca. 400 m g TCE+PCE/l ved forsøgets slutning (30/5). Den højeste koncentration kan sandsynligvis kobles til kondensatfrontens passage af boring BK.

Det kan ud af de udførte forsøg umiddelbart ses, at opvarmning til kogepunktstemperaturer samt et vist antal gennemstrømmede dampvolumener er nødvendig til oprensning til lave niveauer i jorden. Yderligere kan det observeres at dampen ikke udbredes jævnt i hverken plan eller dybde.

Det viser sig også ved forsøget, at det er problematisk at kontrollere poreluftkoncentrationen med det anvendte setup, samt at den fjernede mængde langt overstiger, hvad man kunne forvente udfra de analyserede jordprøver.

Det er ikke med den anvendte målemetode muligt, at estimere tabet til grundvandet eller restforureningen efterladt i kondensatfronten, men et tab af væsentlige dele af den injicerede vandmængde til det underliggende magasin er sandsynlig.

3.4 Opbygning af fuldskalanlæg

På baggrund af injektionsforsøget blev det besluttet, at man ville injicere tidsforskudt og ikke samtidig i de 4 injektionsboringer D1-D4.

Der blev etableret en række ekstraktionsboringer, benævnt E1-E22, se figur 13 for placering i planen. De fleste af boringerne til ekstraktion og injektion blev etableret med minirig i 4", enkelte med traditionel snegl, og udbygget med filtre i stålrør eller polypropylen (high density). Injektionsboringerne blev alle udført i stålrør. Appendiks 4 indeholder profiler af samtlige D og E boringer.

3.4.2 Rørføring og manifold

Rørføring til injektionsboringerne bestod af en fleksibel special slange fra dampgeneratoren til den boring der var i drift. Dimensionen var 2". Det var således muligt at skifte rundt mellem de forskellige injektionsboringer efter kort tids stilstand.

Fra de enkelte ekstraktionspunkter blev der trukket uisolerede 2" galvaniserede rør frem til behandlingsanlægget. Rørene blev klodset op igennem bygningen, men lå ellers frit. Den del af bygningen der var under behandling var i perioden afspærret således, at uvedkommende ikke kunne komme ind, bl.a. pga. af riskoen for at få forbrændinger ved kontakt med rørene og boringsafslutningerne.

Manifolden var fleksibel således, at der fra rørene gik et stykke fleksibel slange op til selve manifolden. Manifolden bestod af en kugleventil for hvert indgangsrør og et flowmeter af rotameter typen. Fra manifolden var der afgang til 3 parallelle pumper, således at boringerne var delt i tre.

Hver boring var instrumenteret med et vakuummeter, et termometer og ved manifolden en flowmåler. Man kunne således følge med i temperatur og trykudviklingen manuelt. Data blev indført i logbog og senere indføjet i et regneark.

3.4.3 Behandlingsanlæg

I figur 22 er vist en principskitse af det byggede anlæg.

Baseret på de udførte forsøg blev det besluttet at bygge et anlæg med en lejet dampgenerator af samme type som anvendt til injektionsforsøget. Udlejningsaftalen indbefattede også drift og service af selve kedlen. Ydelsen på den anvendte kedel var ca. 1000 kg damp/time. Anlægget var oliefyret og fuldautomatisk.

Der blev ved oprensningen anvendt 3 pumper af typen Rietchle SKG 420/2V. Disse pumper er af typen sidekanalbæsere og er karakteriseret ved at kunne flytte relativt store luftmængder ved lave til moderate vakuum (0-500 hPa D P). Ydelsen på de valgte pumper varierer stort set lineært i området mellem et flow på ca. 60 m³/h ved et D P=500 hPa til ca. 300 m³/h ved D P=0 hPa. Motorerne er på hver 7,5 kW, svarende til en samlet installeret effekt på 22,5 kW for pumperne.

Denne type af pumper anvendes normalt kun til tørre, ikke slidende medier, men blev ved denne oprensning anvendt til at trække opløsningsmiddeldampe og vandamp/luft igennem selve pumpen. Der blev ikke i driftsforløbet konstateret problemer med pumperne, men afsætning af diverse udfældninger af jern og kalk har ikke kunne undgås, ligesom varme klorerede opløsningsmidler har en stærkt nedbrydende effekt på en lang række pakningsmaterialer og smøremidler. Levetiden for pumper anvendt på denne måde må derfor formodes at være væsentlig mindre end den levetid som fabrikanten opgiver ved normal drift.

Principskitse af de anvendte behandlingsanlæg

Efter pumpen var monteret en vandkøler hvor den opsugede lufts indhold af vand blev kondenseret. Kondensatet blev separeret fra til videre behandling i en cyklon og luftfasen blev ført til et aktiv kulanlæg. Vand og luft havde en temperatur på ca. 25 °C efter passage af køleren. Vandet brugt som kølemiddel i veksleren blev recirkuleret over industrikølere og nedkølet til ca. 5 °, før det blev returneret til vekslerne.

De anvendte kulfiltre var utraditionelle i forhold til hvad der almindeligvis har været anvendt til oprensning herhjemme, idet de kunne regenerere kullene på stedet. Der blev anvendt to anlæg med forskellig størrelse, et med 250 kg kul og et med 500 kg kul. Omkobling mellem filtrene skete automatisk efter hver 6. time. Når filtret ikke var i brug blev kullene regenereret med en indbygget dampkedel i filterenheden. Kondensatet fra regenereringen blev sammen med kondensatet fra kølingen ledt til palletanke for destruktion på Kommunekemi.

Den overordnede driftsstrategi for oprensningen var først at køre en kort periode med ren vakuumekstraktion og herefter anvende de 4 dampboringer skiftevis til injektion i kombination med vakuumekstraktion. Efter en periode med dampinjektion skulle vakuumekstraktionen pågå indtil koncentrationen blev vurderet at være tilstrækkelig lav til at oprensningen kunne slutte.

I tabel 20 er vist i hvilke perioder der rent faktisk blev anvendt hvilket setup for driften. Jord • Miljø har anvendt terminologien driftsfase 1-8 som angivet i tabellen. Virkeligheden er lidt mere kompliceret, idet flowet på de enkelte boringer har varieret indenfor det angivne tidsrum. Dette gælder specielt i fase 7.

Overordnet driftsstruktur for oprensningen.

3.5.2 Energi/damp injektion i de forskellige områder

De temperaturer der refereres til for de enkelte boringer i det følgende afsnit er alle målt på den opsugede luft umiddelbart på borehovedet med et kontakttermometer. Da damp har så meget højere energiindhold end luft vil temperaturer på 100 °C i en boring kun udtrykke, at der slår damp ind i en del af boringen et eller andet sted over filterhøjden, og ikke at hele filterhøjden er opvarmet.

Ved en gennemgang af driftsfaserne ses det, at den første boring der injiceres i er boring D2 placeret i den vestlige del af forureningen. Boring D2 er filtersat over intervallet 1,5-13,5 mut. Ned til 5 mut. er den filtersatte længde placeret i sand og i intervallet 5-8 mut i silt. Herunder er konstateret sand til bund af filter. PID profilet viser, at forureningen her udelukkende er knyttet til siltlaget. Der er her injiceret med en mængde på ca. 1000 kg/h, i alt i 8 dg (15/9-22/9). Dette svarer til, at en samlet dampmængde på ca. 192.000 kg er injiceret i perioden. Med et opvarmningskrav på 75 kg/m³ svarer dette til, at en total jordmængde på 2560 m³ kan opvarmes til 100 °C. Med en filterstrækning på 12 meter svarer dette til en cylinder med radius på godt 8 m, når der ikke tages hensyn til varmetab. I øvrigt kan det ses af figur 23 at det område der teoretisk opvarmes ved injektionen i D2 overlapper området der blev opvarmet ved injektionsforsøget (Injektionen i D1). Hvor meget energi jorden i dette område besidder er ikke med det foreliggende datagrundlag muligt at estimere. Temperaturen på luften der suges op inden injektionen i D2 viser for E3, E5 og E9s vedkommende en temperatur på 20 °C. Damptemperatur opnås i E5 og E7 den 19/9. I E8 slår dampen igennem den 21/9. I E10 opnås 95 °C den 21/9, hvorefter temperaturen falder igen. E11 opnår temperaturer på 65 °C i slutningen af injektionsperioden, ligesom E12 påvirkes med temperaturer op næsten 100 °C. E4 påvirkes også med temperaturer op til 75 °C. Der observeres altså høje temperaturstigninger længere væk fra boringen end hvis varmen havde været jævnt fordelt over dybden. Dette skyldes relativt store forskelle i permeabilitet over injektionsdybden.

I driftsfase 3 er boring D4 anvendt til dampinjektion. Boring D4 er filtersat i intervallet 2-13,5 mut over en blandet geologi med flere silt og sandlag der veksler mellem hinanden. Boring 4 er samtidig den boring der står tættest på de specielle moniteringsboringer (M1-M3), der blev etableret som et led i teknologiprojektet. Som for boring D2 blev der her injiceret 8 døgn (22/9-1/10). Der blev i perioden injiceret ca. 150.000 kWh svarende til godt 205 tons damp. Med en filterhøjde på 11,5 m, svarer dette til en totalt opvarmet cylinder på 8,4 m i radius. Det kan ses af figur 23, at der stort set ikke er overlap af den teoretiske varmeudbredelse fra injektionen i D2 og kun begrænset overlap i forhold til injektionen i D1. E20 blev ikke anvendt i driftsfase 3. Gennembrud af damp ses i E4 den 28/9. Der opnås ikke fulde damptemperaturer i E16, men boringen lukkes for ekstraktion ved 90 °C den 28/9. E15 opnår damptemperaturer den 30/9 og i E6 og E18 opnås 80-90 °C ved periodens slutning. E17 påvirkes stort set energimæssigt ikke af injektionen. Der ses altså i dette område en relativt god overensstemmelse mellem det forventede og det observerede pga. af en mere ensartet permeabilitetsfordeling end omkring D2.

I driftsfase 4 var der damp på boring D1. D1 er jf. tabel 16 filtersat fra 2-10,5 mut over en variabel geologi. Mængden af stof omkring boringen var kraftigt reduceret i forhold til hvad PID profilet i tabellen angiver pga. injektionsforsøget i maj. Det var således 4 mdr. siden der havde været opvarmet ved forsøget. Opvarmningen strakte sig kun over et døgn (1/10-2/10), svarende til en injektion på ca. 24.000 kg damp. Udgangstemperaturen i det påvirkede område kendes kun delvist, idet boringen inden anvendelsen til dampinjektion blev anvendt til vakuumekstraktion. Ved ekstraktionen var temperaturen i den afsugede luft i intervallet 40-50 °C. Som udgangspunkt anvendes derfor en gennemsnits jordtemperatur på 50 °C til vurdering af opvarmningsvolumenet. Jf. tabel 8 findes en varmefylde på ca. 0,6 kWh/m³ °C i sedimentet. Dette svarer til, at der skal anvendes 30 kWh/m³ eller 41 kg damp/m³ for at opvarme jorden til damptemperatur. Den injicerede dampmængde vurderes derfor teoretisk at kunne opvarme en cylinder med radius 4,7 m, svarende til 585 m³. Der kunne ikke observeres temperatur stigninger i de omkringliggende boringer.

I driftsfase 5 blev der injiceret damp i D3. Boring D3 er filtersat 2-14 mut. Geologien består af blandede sand og silt forekomster med det øverste siltlag startende ca. 5 mut. De højeste PID målinger findes i dette siltlag. Der er injiceret med en rate på 1000 kg/h i en periode af 3 døgn (2/10-5/10) svarende til en samlet injiceret mængde på 72.000 kg damp svarende til 50.000 kWh. Dette giver et teoretisk opvarmet volumen på 960 m³, svarende til en cylinder med 5 m i radius. På figur 23 er de teoretisk beregnede dampzoner vist. Der ses kun et mindre overlap i forhold til injektionen i D4. På baggrund af dette forventes ikke et større opvarmet område en angivet på tegningen. E6 og E8 når begge til damptemperatur. E14 opnår næsten damptemperatur, hvorimod E13 kun bliver 48 °C i perioden. E12 bliver ca. 40 °C i perioden. Som for området omkring D2 eksisterer også større permeabilitetsforskelle der betinger en uensartet varmefordeling over dybden.

I driftsfase 6, der var den sidste med dampinjektion, blev boring E5 valgt til injektionsboring, efter en omkobling af rørsystemet. E5 var filtersat fra 2-10 mut over en blandet geologi. Den var i drift med injektion i en 4 døgns periode (5/10-9/10). Der blev injiceret ca. 96.000 kg damp svarende til ca. 70.000 kWh. Dette svarer teoretisk til en opvarmet cylinder på godt 7 m i radius hvis jorden havde været 10 °C som udgangspunkt. På figur 23 er vist den teoretisk varmeudbredelse. Som det ses af figuren overlapper injektionen fra E5 i meget stor udstrækning det allerede opvarmede område. Det må derfor antages, at varmen har udbredt sig et stykke ud over de allerede opvarmede områder. Dette understøttes af, at temperaturen i E3 stiger til næsten kogepunktet den 9/10. Temperaturen i E9 påvirkes ikke og D1 påvirkes kun svagt. E7 opvarmes til kogepunktet den 9/10.

Oversigt over den teoretiske opvarmningsradius i de enkelte driftsfaser. Nummer på faserne er angivet i cirklerne. Den mørkest skraverede cirkel angiver området opvarmet ved det indledende forsøg.

Den samlede dampmængde der er injiceret er 700.000 kg. Ved addition af mængderne angivet fra de enkelte faser fås en summeret mængde på 840.000 kg. Der er således injiceret mindre end angivet ved at summere de enkelte

driftsfaser. Dette hænger sammen med, at data for de nøjagtige start stop tidspunkter, nedlukningsperioder af kedlen for service etc., ikke var tilgængelige for forfatteren ved rapportens tilblivelse. De 700 tons damp svarer til godt 500.000 kWh, hvilket med de fundne varmekapaciteter kan opvarme godt 9.000 m³ jord til damptemperaturer, svarende til ca. ¾ af det forurenede volumen, hvis der ikke regnes med tab til omgivelserne.

3.5.3 Observationer af temperatur og tryk omkring D4, elementer i teknologiprojektet

Som et led i teknologiprojektet blev der etableret 3 moniteringsboringer benævnt M1, M2 og M3. Boringerne blev filtersat med tre 25 mm PPH filtre i hver boring i dybderne 1-3, 6,3-8,3 og 9,8-11,8 mut. I samme område blev der jf. kapitel 3.1 bestemt permeabiliteter omkring boring V1, bla. for at kunne lave nærstudier af injektionen i D4 og vurdere muligheden for at anvende simple modeller til beskrivelsen af temperaturudbredelsen. Som udgangspunkt for modelleringen anvendes en meget forsimplet geologisk model med en lagfølge som angivet i tabel 21, til beskrivelse af forholdet i nærfeltet.

Filtersætningen af D4 går fra 2-13,5 mut. Den gennemsnitlige udstrømning af damp igennem de tre lag kan udregnes ved forholdsregning, idet det antages, at trykket er ens over hele filteret. De højeste værdier af permeabiliteten svarer til at trykket i filteret vil antage værdier i nærheden af 250 hPa overtryk ved injektion af 1000 kg/h i et 11,5 m filter. Dette er i relativ god overensstemmelse med det observerede injektionstryk. Tilsvarende beregnes relativt små nødvendigt vakuum ved ektraktionsflow i intervallet på 10-60 m³/h, i størrelsen 5-30 hPa.

M1 var placeret ca. 1 m fra D4, M2 ca. 3 m fra D4 og M3 ca. 6 m fra D4. Som et led i teknologiprojektet var der installeret temperatur- og tryksensorer i boringerne. Disse sensorer var tilkoblet dataloggere, som opsamlede data med 15 minutters interval.

I perioden (22/9-1/10) blev der injiceret 1000 kg damp/h. Injektionen blev startet omkring 22/9 kl. 12.00. Fordelt ud fra simpel forholdsregning med permeabiliteterne svarer dette til hhv. 94 kg/h m, 66 kg/h m og 113 kg/h m filterhøjde i de tre lag, svarende til et gasflow på hhv. ca. 160 m³/m h, 110 m³/m h og 190 m³/m h. I figur 24 er dampfrontens teoretiske placering i de tre dybder (uden tab eller varmeledning til omgivelserne) vist som funktion af injektionstiden.

Teoretisk placering af dampfronten som funktion af tiden i de tre geologiske segmenter

Ekstraktionsboringerne E2, E4, E6, E15, E16, E17 og E18 var i gang i samme periode indenfor det område der påvirkes af injektion i D4.

I figur 25 er vist dampgennembruddet i M1 i de tre dybder. Ved anvendelse af modellen til fordelingen af varme i de tre dybder fås en ankomsttid på hhv. 2,5; 3,25 og 1,5 timer for fuldt dampgennembrud. Virkeligheden viser sig at være 3,0; 5,0 og 3,0, dvs. alle tre tider der er langsommere end

Dampgenembrud i M1, bemærk tidsaksen er forskellig fra figur 26 og 27

forudsagt ved den simple model. Dette indikerer, at der går energi ud af systemet, formentlig til opvarmning af sediment over og under filterdybden, samtidig med, at der forbruges energi til opvarmning af rørsystemet mv. Modellen forudsiger, at opvarmningen i det midterste lag vil foregå langsomst, hvilket bekræftes af observationerne.

Det kan også iagttages, at dispersionen af fronten er meget begrænset i det øverste filter, hvorimod der ses en større spredning af temperaturfronten for det nederste og specielt det midterste filter. Dette skyldes både variationer i ledningsevnen og dermed i transporthastigheden over filterhøjden, men også at varmeledningen spreder kurven når fronthastigheden ikke er tilstrækkelig stor til at være den dominerende varmeoverføringsmekanisme.

I figur 26 er vist dampgennembruddet i M2. Dampgennembruddet i øverste filter fås efter ca. 25 timer og i nederste efter ca. 11 timer. Ved den teoretiske beregning fås en ankomst tid i det øverste filter på ca. 23 timer, hvilket svarer godt overens med det observerede. For det nederste filter fås en teoretisk ankomsttid på 12-13 timer. Der ses en umiddelbar god overensstemmelse også for dette lag. For det midterste filter i det mest lavpermeable ses et kurveforløb for temperaturstigningen, der viser at processen sker både ved varmeledning såvel som direkte varmeoverføring. Det observerede dampgennembrud ses efter ca. 70 timer. Den teoretiske gennembrudstid beregnet ved den simple model giver en ankomsttid af fronten efter 32-33 timer. Efter 30-35 timer er temperaturen i målepunktet kun i størrelsesordenen 50 °C. Der må således være noget energi der er transporteret andet steds hen i systemet. Da der ikke er nogle ekstraktionsboringer, der trækker energi ud på dette tidspunkt, må varmen være fordelt i andre retninger end mod M2 i siltlaget.

Dampgennembrud i M2, bemærk tidsaksen er anderledes end i figur 25 og 27

Gennembrud i M3

Dampgennembruddet i M3 er vist på figur 27. Dampgennembruddet ses i det øverste filter at komme efter ca. 8 døgn (1/10). Ved anvendelse af en simpel varmetransportmodel kan det beregnes at dampfronten var forventet i 6 meters afstand i øverste niveau efter knap 4 døgn. Dette indikerer, at der sker et signifikant varmetab ud af det område der regnes på. Ved at granske temperatur data fra ekstraktionsboringerne kan det ses, at der sker dampgennembrud i boringerne E4, E16 og E15 i perioden. Ved alle 3 gennembrud til ekstraktionsboringerne ses et tydeligt fald i temperaturen i M3 forårsaget af, at varmetabet ud af nærområdet omkring M3 (1-3 mut) er større end tilførsel af ny energi. Den samlede energimængde der fjernes via ekstraktionsboringerne kendes ikke specifikt. Hvis der regnes med, at der er 100 % relativ fugtighed i den afsugede luft kan den samlede vandmængde der fjernes med oppumpningen beregnes. Under disse forudsætninger fjernes der i størrelsesordenen 4.900 kWh i injektionsperioden fra de boringer der ekstraheres fra. Den samlede injektion i perioden var i perioden knap 160.000 kWh, heraf ca. 15.000 kWh i det øverste segment, hvis der tages udgangspunkt i den geologiske model. Den samlede energifjernelse med boringerne svarer til 3 % af den injicerede mængde og ca. 1/3 af mængden injiceret i det øverste segment. Det ses, at den udsugede energimængde ved vakuumekstraktionen kan have stor indflydelse på dampzonernes videre udbredelse. Ud over tab via ekstraktionen er der stor sandsynlighed for, at en del af dampen strømmer op imod overfladen pga. lækagen. Den højde der opvarmes er derfor sandsynligvis noget større end den ene meter der regnes med i den simple model. Et vist energitab må også forventes henover betongulvet pga. af varmeledning jf. afsnit 2.4.4.

For det midterste filter når temperaturen ikke i nærheden af kogepunktet i opvarmningsperioden. Der opnås maksimalt temperaturer i størrelsen 50 °C. Ved anvendelsen af den simple model var det forventet at dampen skulle bryde igennem i dette niveau efter ca. 5,5 døgn. Som det ses af figur 26 har temperaturen på dette tidspunkt lige nået sit maksimum. Der er altså sket en strømning af energi i anden retning end mod M3 i dette niveau.

I det nederste filter ses en meget skarp temperaturfront som i boring M1 og M2 i dette niveau. Temperatur gennembruddet sker efter knap 3 døgn. Der ses en periode hvor varmeledning dominerer temperatur stigningen, efterfulgt af selve gennembruddet af dampen, der sker over få timer.

Dampgennembrud i M3, bemærk tidsaksen er anderledes end i figur 25 og 26

Ved den simple varmetransport beregnes fronten at komme efter 2 ¼ døgn, hvilket er svagt hurtigere end det der observeres.

Konkluderende kan det bemærkes, at den simple fordelingsmodel kun er i stand til at forudsige temperaturfrontens ankomst i det nederste filter med tilfredsstillende nøjagtighed, hvorimod den ikke forudsiger dampfronten særlig godt i øverste og midterste filter. Der foreligger sandsynligvis to forskellige forklaringer for de to lag. For det øverste filter er de to mest sandsynlige forklaringer opvarmning over filterniveauet samt udtræk af energi via ekstraktionen. For det midterste segment med størst siltindhold vurderes den mest sandsynlige forklaring på den langsomme frontudbredelse at være, at permeabiliteten i andre retninger end mod M2 og M3 er større i dette niveau (anisotropi).

3.5.4 Forureningsfjernelse

Forureningsfjernelsen er blevet kontrolleret ved daglige målinger (i perioder to gange dagligt) på hver af de ekstraktionsboringer der var i drift. De kemiske målinger på den opsugede luft samt poreluften blev foretaget med en fotoakustisk måler udviklet af Brüel og Kjær selv. En videreudvikling af apparatet forhandles i dag af Innova, et Brüel og Kjær datterselskab. Der blev målt for TCE, PCE og CO₂ med måleren. Ved kontrol overfor kulrørsprøver analyseret på GC-ECD blev det konstateret, at værdier mindre end ca. 5 mg/m³ var behæftet med relativ stor usikkerhed. Ved værdier herover var målingernes kvalitet generelt glimrende, samtidig med at målemetoden er enkel. For at forhindre kondens i måleapparatet blev luftstrømmen der blev taget ud til måling ledt via et kølebad så vand i gassen (samt evt. fri fase) kondenserede ud inden målingen.

Flowmålinger blev foretaget ved aflæsning af rotametre (flydere) fra de enkelte boringer. Ved tilstedeværelse af kondensvand i boringer og rør kan det være forbundet med nogen vanskelighed at aflæse flowet nøjagtigt. Hvilke boringer der har haft usikkerheder på målingerne fremgår ikke af det indsamlede datamateriale.

Det samlede flow over pumperne er beregnet som summen af de individuelle flow.

Der er målt på afkastkoncentrationen efter kulfilteret, men ikke mellem kondenseringen og kulfilteret. Det er således ikke muligt at beregne fordelingen mellem de enkelte faser i det oppumpede.

Til kontrol af indholdet af opløsningsmidler i væskefasen der blev afleveret til Kommunekemi er der med mellemrum udtaget prøver fra blandstrømmen af kondensatet fra regenereringen af kulfilteret og kondensatet fra kølefladerne.

Poreluftkoncentrationer den 14/9 1997. Hvid-grøn angiver intervallet 0-1 mg/m³, grøn-gul 1-10 mg/m³, gul-rød 10-100 mg/m³, rød-lilla 100-500 mg/m³ og lilla-dyb lilla 500-1300 mg/m³.

I driftsfase 1 blev der ekstraheret luft inden jorden blev opvarmet. Perioden varede 3 døgn. Gennemsnitskoncentrationen i de anvendte boringer i fase 1 var godt 700 mg/m³ med et spænd fra 30-4800 mg/m³ (sum TCE+PCE). Massefjernelsesraten var i gennemsnit 43 g/d boring med et spænd fra 1 til 290 g/d. I alt blev der i perioden fjernet 38 kg. Boringerne D1, E17, E18 og E2 gav signifikant højere koncentrationer end de resterende boringer, alle mere end 1000 mg/m³. Bemærk i øvrigt at D1 står i centrum af det tidligere opvarmede område. Der er altså således ikke "rent" i det område som D1 trækker luft fra og som tidligere har været opvarmet.

Poreluften under betonkonstruktionen blev målt den 14/9 1997. Koncentrationsprofilet ses i figur 28. I forhold til opstarten ses, at alle poreluftkoncentrationer at være under de 100 mg/m³.
Bemærk at der ikke er målt i alle punkter til hver prøvetagningsrunde, hvilket kan give falsk lave værdier på figuren i de områder der ikke er målt.

Der blev i samlet perioden oppumpet ca. 45.000 m³ luft via ekstraktionen.

I fase 2 blev der sat damp på boring D2 i en periode af 8 døgn. Boringen nærmest injektionen var E7. I figur 29 er vist gennembrudskurven for dampen i E7 sammen med værdier af indholdet af klorerede opløsningsmidler. Bemærk at koncentrationsangivelserne er på en logaritmisk skala af hensyn til præsentationen.

Figur 29
Koncentrationer af opløsningsmidler og CO2 i den udsugede luft i E7 sammenholdt med temperaturen.

Det ses af figur 29 at koncentrationen af TCE og PCE i den udsugede luft ikke påvirkes specielt igennem perioden. Koncentrationsniveauet holder sig på ca. 200-300 mg/m³ selv da dampfronten er brudt igennem. Boring E7 havde heller ikke ved etableringen høje PID udslag i jordprøverne. Derimod ses en kraftig forøget CO₂ koncentration, da opvarmningen sker. Dette hænger sammen med at vandopløseligheden af CO₂ reduceres kraftigt ved opvarmningen. Baggrundsniveauet i E7 var inden opvarmning i størrelsen 2.000 mg/m³ og steg i forbindelse med opvarmningen til ca. 16.000 mg/m³. Til sammenligning er baggrundskoncentrationen i atmosfærisk luft i størrelsen 500 mg/m³.

Der ses ikke i nogen af de boringer der berøres af dampfronten store spring i den opsugede koncentration. Den største koncentrationsændring ses i figur 30, hvor boring E12 er afbildet. Her observeres en ændring i koncentrationen af TCE+PCE fra ca. 30-40 mg/m³ op til 120-130 mg/m³ svarende til 3-4 gange forøgelse af koncentrationen. For de resterende kurver henvises til appendiks 6.

Der ses således generelt ved opvarmningen af dette område ikke en voldsom stigning af koncentrationen. Dette hænger godt sammen med forureningsudbredelsen der har sit centrum øst for det påvirkede område.

Poreluftkoncentrationen under gulv blev også målt i denne fase. Der er vist et eksempel på målingerne i figur 31. Det ses, at poreluftkoncentrationen under gulvet stiger i forhold til situationen fra før varmen blev sat på, sammenlign figur 28 og 31. Dette hænger sammen med, at vakuumet på ekstraktionboringerne ikke er tilstrækkeligt stort til at fjerne den fordampede TCE+PCE. Koncentrationen overstiger også niveauet der var før opstart, se figur 18 for sammenligning. Bemærk i øvrigt, at de højeste poreluftkoncentrationer af TCE+PCE (PL14) er 2-3 gange højere end det der

Figur 30

Koncentration af opløsningsmidler og CO₂ i den udsugede luft i E12 sammenholdt med temperaturen

Figur 31

Poreluftkoncentrationer den 20/9 1997. Hvid-grøn angiver intervallet 0-1 mg/m³, grøn-gul 1-10 mg/m³, gul-rød 10-100 mg/m³, rød-lilla 100-500 mg/m³ og lilla-dyb lilla 500-1300 mg/m³.

opsuges i E5 og E7, hvilket indikerer at luften til boringerne i stort omfang kommer fra dybere niveauer jf. den vertikale permeabilitetsfordeling.

Den samlede stoffjernelse var i denne periode 94 kg, med boringerne E2, E17 og E18 som de suverænt mest ydende med fjernelsesrater op til 200 g TCE+PCE/h boring. Luftudskiftningen var i perioden knap 130.000 m³. Energiinjektion blev i denne fase estimeret til ca. 140.000 kWh. Der er i samme periode fjernet ca. 4.000 kWh med ekstraktionen.

I fase 3 blev der sat damp på D4 i 8 døgn. I denne fase sker der meget, idet det mest forurenede område opvarmes. Boringerne E2, E16, E17 og E18 har alle kraftige koncentrationsspring ved opvarmningen, se appendiks 7 for samtlige kurver. Koncentrationen i E18 gennem fase 3 er afbildet på figur 32.

Koncentration af opløsningsmidler og CO2 i den udsugede luft i E18 sammenholdt med temperaturen

Der ses her en jævn stigning i koncentrationen af TCE+PCE gennem

Poreluftkoncentrationer den 28/9 1997. Hvid-grøn angiver intervallet 0-1 mg/m³, grøn-gul 1-10 mg/m³, gul-rød 10-100 mg/m³, rød-lilla 100-500 mg/m³ og lilla-dyb lilla 500-1300 mg/m³.

opvarmningsforløbet med tydelig korrelation mellem logaritmen til koncentrationen og temperaturen. Dette afspejler sammenhængen mellem temperatur og damptrykket for opløsningsmidlerne. Dette indikerer tydeligt, at fordampningen af stoffet sker foran eller i kondensatfronten og transporteres via luftstrømningen til ekstraktionsboringen. Fjernelsesraten stiger i perioden fra under 100 g/h til 1200 g/h svarende til mere end 10 gange forøgelse af koncentrationen. Det ses i øvrigt, at der ikke opnås fuldt dampgennembrud i E18. Boringens placering på randen af udbredelsesområdet for dampen i injektionsforsøget og randen af dampudbredelsen i fase 3 bevirker jf. afsnit 2.8 at man må forvente en kraftig opkoncentrering af stof i netop dette område.

Ved opvarmningen i dette stærkt forurenede område, blev der registeret meget høje poreluftkoncentrationer. Dette er afbildet i figur 33, der viser koncentrationen den 28/9. PL 16 der står i det opvarmede område havde denne dag en koncentration på godt 1200 mg/m³, boringer E15 og E16 havde hhv. 20 mg/m³ og 500 mg/m³. Dette indikerer igen, at det er svært at etablere tilstrækkeligt vakuum til at kontrollere poreluftkoncentrationen med den anvendte filtersætning. Det er sandsynligvis også et problem at etablere vakuum på tværs af kondensatfronten, E15 er således foran kondensationsfronten og PL16 bag/midt i da målingerne blev foretaget.

Den samlede massefjernelse i fase 3 var ca. 185 kg, med boringerne E2, E17 og E18 som de mest ydende. E2 udgør alene knap 60 kg og E18 udgør 80 kg i perioden. Den maksimale fjernelsesrate var i perioden 1,2 kg/h boring svarende til maksimale koncentrationer i størrelse 20.000 mg/m³. Luftudskiftningen var i perioden knap 130.000 m³. Ved ekstraktionen blev der ca. fjernet 8.500 kWh.

I fase 4 blev der injiceret damp i D1, hvor der tidligere havde været injiceret i forbindelse med injektionsforsøget. Fasen var ganske kort. Koncentrationer og temperaturer er vist i appendiks 8. Koncentrationen i E2 steg endnu en gang, da der blev opvarmet fra den anden side i forhold til fase 3. Der blev i denne fase samlet fjernet ca. 40 kg opløsningsmidler, med fjernelserater på op til knap 2 kg/boring pr. h og koncentrationer på op til godt 30.000 mg/m³.

Det samlede flow i perioden var knap 5000 m³ svarende til at der blev trukket ca. 500 kWh ud af systemet via ekstraktionen.

I fase 5 blev der injiceret i D3, som står udenfor det mest forurenede område. E6 ligger indenfor påvirkningszonen af dampen. I fase 2, inden opvarmning af området omkring E6 var koncentrationen under 50 mg/m³ i den udsugede luft i denne boring, i fase 3 hvor der blev opvarmet fra D4 steg koncentrationen til 100-200 mg/m³. I forbindelse med injektionen i D3 steg temperaturen til fuldt dampgennembrud i E6 og koncentrationen steg til over 7000 mg/m³, sandsynligvis lige omkring passagen af kondensatfronten. Koncentrationen i E6 igennem fase 5 er afbildet i figur 34. Som i figur 32 ses en meget fin korrelation mellem temperaturen i det opsugede og logaritmen til koncentrationen. De resterende kurver er vedlagt i appendiks 9.

I fase 5 blev der i fjernet ca. 150 kg opløsningsmiddel. Den maksimale massefjernelse i perioden var godt 3 kg/h boring, med en maksimal koncentration på lidt mere end 50.000 mg/m³, fordelt på knap 43.000 mg PCE/m³ og 9.500 mg TCE/m³ (E18). Mætningskoncentrationen i luft for PCE ved 60 °C er til sammenligning ca. 770.000 mg/m³ og for TCE knap 2.000.000 mg/m³. Damptrykket af vand og fri fase PCE er ved 60 °C ca. 325 hPa. Det påtrykte vakuum er kun i størrelsesordenen 20 hPa, svarende til et totaltryk på ca. 990 hPa i jorden. Disse to ting viser tilsammen, at mætningskoncentrationen i luften ikke er nået. Med udgangspunkt i tabel 16 kan det ses, at ved 70 °C vil der maksimalt kunne være ca. 165 mg PCE/kg fordelt imellem poreluft, vand og jord, heraf vil de 50 % være i poreluften. Ved en ligevægtsbetragtning svarer de fundne 43.000 mg PCE/m³ luft til en samlet mængde på ca. 15 g/m³ jord eller ca. 10 mg/kg TS når alle faser regnes med. De mest ydende boringer ud over E18 var også i denne fase E2 og E17.

Koncentration af opløsningsmidler i den udsugede luft i E6 sammenholdt med temperaturen

Figur 35

Poreluftkoncentrationer den 5/10 1997. Hvid-grøn angiver intervallet 0-1 mg/m³, grøn-gul 1-10 mg/m³, gul-rød 10-100 mg/m³, rød-lilla 100-500 mg/m³ og lilla-dyb lilla 500-1300 mg/m³.

Der blev i fase 5 pumpet godt 30.000 m³ luft ud af systemet, svarende til en energifjernelse på 3500 kWh.

Poreluftkoncentrationen i overfladen var på dette tidspunkt reduceret i forhold til de toppe der opstod i fase 3. I figur 35 er vist poreluftkoncentrationen den 5/10 1997. Det ses, at der i PL10 kunne konstateres høje koncentrationer, men at området omkring PL16 var reduceret kraftigt i forhold til tidligere. Området med 10-100 mg/m³ var ikke reduceret på dette tidspunkt.

Den sidste fase med dampinjektion var fase 6, hvor en af de boringer, der tidligere havde været anvendt til ekstraktion (E5) blev anvendt til dampinjektionen. Der ses ikke i denne fase nogen særlig stor påvirkning af temperaturen på de boringer der ekstraheres på nær E7, hvor koncentrationen øges fra ca. 200 mg/m³ til 2000 mg/m³. Mindre forøgelser af koncentrationen kan også ses i E3. I appendiks 10 er alle kurver vedlagt. Der blev fjernet 34 kg opløsningsmidler i denne fase med maksimale fjernelsesrater på 0,5 kg/h boring, svarende til maksimal koncentrationer på knap 20.000 mg/m³. I alt blev der ekstraheret 23.000 m³ svarende til en energifjernelse på 3.400 kWh.

I fase 7 der blev afviklet som traditionel vakuumventilering ved forhøjede temperaturer blev der skiftet rundt på hvilke boringer der blev anvendt til vakuum, ligesom der blev etableret en række boringer ekstra (E19-E22) for at fjerne den resterende forurening. I boringerne M1-M3 blev der også i denne periode taget prøver ud til analyse for TCE+PCE. Det var også oprindeligt planlagt at anvende M1-M3 til prøvetagning under dampinjektionen. Dette måtte opgives pga. overtryk ved prøvetagningen. Alle kurveblade for koncentrationsforløbene er vedlagt i appendiks 11. Boring E2 var i de tidligere faser en af de mest ydende. I figur 36 er vist koncentrationen i E2 som funktion af tiden. Der ses en korrelation mellem temperaturen i boringen og logaritmen til koncentrationen i poreluften. Dette indikerer at den faldende koncentration ud over at være et ægte fjernelse også kan afspejle en ændret fordeling mellem luft/vand/sorberede faser. Ved 40 °C kan man skønne fra tabel 16, at ca. 25 % af stoffet i gasfasen svarende til en samlet mængde i jorden på 2500-3000 mg/m³ jord i starten af perioden. I slutningen af perioden kan det samme regnestykke gøres op til et indhold

Koncentration af opløsningsmidler i den udsugede luft i E2 sammenholdt med temperaturen

på 250-300 mg/m³ jord, eller en reduktion på en faktor 10 i jordkoncentrationen. Poreluftkoncentrationen udviser et fald på ca. en faktor 25.

I figur 37-39 er målingerne fra boring M1 vist. I øverste niveau ses et fald af temperaturen fra 80 °C til 40 °C i perioden, svarende til et energitab i størrelsen 24 kWh/m³ i dette område over perioden. Koncentrationen i poreluften ses at falde fra i størrelsesordenen 100 mg/m³ til ca. 7-8 mg/m³ igennem perioden. Ud fra tabel 16 kan det skønnes at de to yderpunkter temperaturmæssigt svarer til, at hhv. ca. 60 % af stoffet og 25 % er på gasform ved ligevægt. Dette svarer til samlede jordkoncentrationer på hhv. 17 m g/kg TS og 3 m g/kg TS eller en reduktion af stofmængden med en faktor 5-6 i modsætning til poreluftens faktor 10-15. I midterste niveau ses et fald i temperaturen fra ca. 90 °C til ca. 55 °C. Gasfasekoncentrationen er i samme periode faldet fra ca. 1000 mg/m³ til 60 mg/m³. Benyttes igen fasefordelingsberegningerne svarer de observerede fald til et samlet fald fra ca. 200 m g/kg TS til 30 m g/kg TS eller en faktor 6 i modsætning til poreluftens faktor 16. I nederste niveau falder poreluftkoncentrationen fra ca. 100 mg/m³ til 40 mg/m³ og temperaturen fra ca.80° til 40°C. Ved beregningerne på faserne svarer dette til uændret indhold i størrelsesordenen 20 m g/kg TS i alt.

I figur 40 er vist koncentrationen i mellemste niveau i M3 hvor, der som det eneste sted er observeret en opvarmning af jorden udelukkende ved varmeledning pga. af de varmere lag i top og bund efter, at dampen i D4 var standset. Temperaturen stiger i dette niveau fra ca. 43° til 66°C hvorefter temperaturen så igen klinger af. Koncentrationen er ved de 66°C ca. 4000 mg/m³ i poreluften svarende til ca. 1000 m g/kg TS og ved slutningen af fase 7, hvor temperaturen er faldet til 55°C, ca. 200 mg/m³ svarende til en samlet koncentration på 60 m g/kg. Dette giver en reduktion på en faktor 20 i poreluften og en faktor 15 i totalkoncentration.

Det gennemsnitlige daglige luftflow i fase 7 var godt 8000 m³/h. Ved et gennemsnitligt porevolumen på 0,2 m³ luft/m³ jord svarer dette til en daglig

Koncentration og temperatur i M1 øverste filter igennem fase 7

Koncentration og temperatur i M1 mellemste filter igennem fase 7

Figur 39

Koncentration og temperatur i M1 nederste filter igennem fase 7

Koncentration og temperatur i M1 øverste filter igennem fase 7

udskiftning på 3-3,5 gange ved antagelse af, at luften skiftes jævnt i de forurenede 12.000 m³ jord. Det må derfor være indlysende, at der er tale om store diffusions eller andre kinetiske begrænsninger, da luftvolumenet der skyller igennem jorden er i stand til at fjerne hele massen meget hurtigt, hvis den var tilgængelig.

Den samlede massefjernelse i fase 7 har været knap 285 kg, med maksimale massefjernelsesrater på 400 g/h boring. Der er i perioden trukket 34.000 kWh ud med ekstraktionsluften.

Igennem perioden blev der målt poreluft under overfladen flere gange. I figur 41 er vist poreluftkoncentration i slutningen af fase 7 (1/2/98).

Poreluftkoncentrationen ses i slutningen af denne fase at være reduceret kraftigt i forhold til udgangspunktet. Det er kun i området omkring PL9 og PL10 der stadig ses kraftige koncentrationer, op til ca. 25 mg/m³.

Poreluftkoncentrationen den 1/2/98. Hvid-grøn angiver intervallet 0-1 mg/m³, grøn-gul 1-10 mg/m³, gul-rød 10-100 mg/m³, rød-lilla 100-500 mg/m³ og lilla-dyb lilla 500-1300 mg/m³.

Samlet forureningsfjernelse

Den samlede fjernelse igennem hele perioden har totalt været 830 kg klorerede opløsningsmidler. Herudover blev der i det indledende injektionsforsøg fjernet i størrelsesordene 600 kg, svarende til at der totalt er fjernet 1400-1500 kg TCE+PCE. Denne mængde er nok til at forurene 1500 mill. m³ vand svarende til 7,5 mill. husstandsforbrug i et år.

Hvis det antages, at den samlede jordmængde, der har været under behandling er 12.000 m³ » 22.000 tons, svarer den fjernede mængde til en gennemsnitskoncentration på knap 70 mg/kg. Der har været analyseret i alt 137 jordprøver inden oprensingen blev startet fra D og E boringerne. Gennemsnittet i disse analyser er 5,5 mg/kg eller mere end 10 gange så lidt som der er fjernet ved oprensningen.

Der blev i perioden ekstraheret ca. 1,3 mill. m³ svarende til godt 500 porevolumener. Den samlede energifjernelse med ekstraktionen var i perioden ca. 55.000 kWh mod en injektion på godt 500.000 kWh.

Behandlingsanlægget har igennem perioden fungeret stort set efter hensigten. Køleanlægget var dimensioneret for lille , så der blev efter 4 dages dampinjektion installeret ekstra kølekapacitet. Herudover har regenereringen af kulfiltrene i perioder ikke været tilstrækkelig effektiv. Den gennemsnitlige effektivitet af kulfilteret har over hele driftsperioden været ca. 95 % svarende til en gennemsnitlig udledning på godt 10 g TCE+PCE/time eller i alt ca. 35 kg udledt til atmosfæren. De højeste koncentrationer i udledningen var op til 500 mg/m³, men har i hovedparten af tiden været under 50 mg/m³.

Luftprøver før filteret viser, at der er passeret ca. 640 kg over filteret. Dette betyder, at der har været ca. 190 kg opløsningsmiddel der er fjernet sammen med kondensatet, hvis der ses bort fra usikkerhed på målingerne. Baseret på den estimerede energifjernelse med ekstraktionen svarer fjernelsen til en kondensatmængde på ca. 75 m³ vand. Hvis de 190 kg skulle opløses heri svarer dette til en gennemsnitskoncentration på mere end mætningen. Der er således grund til, at antage at der i perioder har været fri fase der er kondenseret ud sammen vandet i køleanlægget.

3.6 Afslutning af drift

Oprensningskriterier

Forud for oprensingen blev der afklaret et sæt oprensningskriterier med myndigheden, Københavns amt. Da grunden skulle afmeldes og der var en herreløs grundvandsforurening, der kom ind under Brüel og Kjærs grund opstrøms fra, blev der lagt mest fokus på risiko i forhold til arealanvendelsen. Set i lyset af problemer med udtag af repræsentative jordprøver blev det besluttet at anvende poreluftprøver som kriterie.

Miljøstyrelsen 1998 angiver et acceptabelt indeklimabidrag fra PCE til 0,25 m g/m³ og for TCE 1 m g/m³. Ved en konservativ betragtning fås en minimal reduktion over en traditionel gulvkonstruktion på en faktor 100-500. Dette svarer til acceptable koncentrationer i poreluften under gulv på niveauer i størrelsen 25-125 m g/m³ for PCE og 100-500 m g/m³ for TCE. I det konkrete tilfælde fastlagde Københavns Amt kriterierne til, at gennemsnittet af poreluftkoncentrationen ikke måtte overstige 5000 m g/m³ for hverken TCE eller PCE beregnet ud fra en statistisk fordeling af samtlige poreluftprøver (PL boringer) udtaget efter 6 mdrs. stilstand. De 6 måneder blev valgt for at fange et eventuelt tilbageslag ved moniteringen. Herudover blev der stillet et krav om, at oprensningen ikke måtte belaste grundvandet med mere end 1 m g/l yderligere, baseret på målinger opstrøms og nedstrøms for området.

Restkoncentrationer, poreluft

I figur 42 er vist koncentrationen i poreluften efter ca. én måneds stilstand. Det ses her, at sammenholdt med figur 41 er der tale om et tilbageslag i området omkring PL15, PL17 og PL28, men at koncentrationen på dette tidspunkt kun i PL28 oversteg 10 mg/m³. Samtidig skal det erindres at de lave koncentrationer kun med relativ stor usikkerhed lod sig kvantificere med det fotoakustiske apparat.

Poreluftkoncentrationen den 29/3/98. Hvid-grøn angiver intervallet 0-1 mg/m³, grøn-gul 1-10 mg/m³, gul-rød 10-100 mg/m³, rød-lilla 100-500 mg/m³ og lilla-dyb lilla 500-1300 mg/m³.

I samme periode blev der målt i M1-M3 i de dybere lag. Der blev observeret et fald i temperaturen i de to dybeste lag i størrelsen 3-4°C pr. måned svarende til et varmeledningstab på 2-3 kWh/m³ måned. Der blev observeret to forskellige typer af respons af koncentrationen, idet det øverste niveau i alle tre boringer udviste kraftigt tilbageslag, se figur 43 for et eksempel.

Temperatur og koncentration i M3 øverste niveau efter slukning af anlæg

I figur 43 ses at koncentrationen stiger fra ca. 50 mg/m³ til ca. 1000 mg/m³ i den periode der måles. I figur 44 ses et eksempel på det modsatte respons. Det bemærkes, at koncentrationen i denne dybde er lavere end i det øvre niveau, det er således ikke på grund af en koncentrationsudjævning mellem de to observerede lag at koncentrationen stiger i det øverste niveau. Koncentrationen ses i M3 midterste niveau at aftage fra ca. 200 mg/m³ til 20-30 mg/m³.

I øvrigt ses det overordnet i M boringerne, at der er de højeste restkoncentrationer i M3, længst fra injektionsboringen.

Forklaringen på den stigende koncentration i det øverste filterniveau skal sandsynligvis søges i, at de højeste fundne jordkoncentrationer er truffet i den øverste del af siltsegmentet, dvs. typisk i niveauet 3-5 mut. Da den luftfyldte porøsitet er større mod overfladen end nedad vil en diffusionen forventes, at kunne give det største bidrag opad fra eventuel restforurening i dette niveau.

De faldende koncentrationer der observeres, eksemplevis i figur 44, udviser et fald på op til en faktor 10 i koncentration. Dette sker parallelt med et temperaturfald, der dog ikke tilnærmelsesvis kan forklare den faldende poreluftkoncentration. Der må således være tale om en ægte fjernelse. Det vurderes ikke, at våd oxidation kan spille nogen større rolle pga. den relativt lave temperatur. Diffusion til områder med lavere koncentration er en mulig forklaring, men der er ingen data der understøtter at sådanne områder eksisterer, idet der i hvert fald op ad til eksisterer højere koncentrationer. Det er således ikke muligt at pege på en entydig forklaring for reduktionen.

Totale restkoncentrationer i jorden beregnet på baggrund af tabel 16 i de tre M boringer ligger i intervallet fra 2-500 m g/kg TS.

Figur 44

Temperatur og koncentration i M3 øverste niveau efter slukning af anlæg

Poreluftkoncentrationen baseret på data fra 1/10/98 og 1/11/98. Hvid-grøn angiver intervallet 0-1 mg/m³, grøn-gul 1-10 mg/m³, gul-rød 10-100 mg/m³, rød-lilla 100-500 mg/m³ og lilla-dyb lilla 500-1300 mg/m³.

Den sidste dokumentation af poreluftsniveauet blev udført omkring 1/10 98. Her blev der anvendt kulrør med GC identifikation som prøvetagning og analysemetode. Da kriterierne ikke kunne overholdes i denne runde udvalgte Jord & Miljø de sonder, der havde kraftigt forhøjet koncentration til en ny prøvetagning ultimo oktober. Der var således ikke tale om en komplet 2. runde, men en supplerende runde. Ved at udvælge de laveste værdier fra de to runder for alle sonder var gennemsnittet af værdierne hhv. 1,1 mg TCE/m³ og 1,9 mg PCE/m³ og maksimum 12 mg TCE/m³ og 17 mg PCE/m³. I figur 45 er vist gennemsnittet af de to målesæt. Gennemsnitsværdien for koncentrationen af TCE er ved anvendelse af samtlige data 8,9 mg/m³ og for PCE 14 mg/m³, de maksimale værdier er hhv. 88 og 130 mg/m³.
I forhold til udgangskoncentrationen ses helt klart, at koncentrationen er reduceret kraftigt. Dette er yderligere vist i figur 46 hvor poreluftkoncentrationerne er afbildet i et såkaldt wireframe diagram.

Udover reduktionen i gennemsnitskoncentrationen kan et andet fænomen også iagttages af figur 46. Det ses her tydeligt, at forureningen er blevet mere spredt i forhold til udgangspunktet, idet koncentrationen er steget i den østlige del af forureningszonen.

Det observerede tilbageslag i både poreluftsonderne samt i M boringerne viser, at der er efterladt en retforurening. De eksakte jordkoncentrationer er ikke bestemt, men ligger sandsynligvis i det lave mg/kg område eller i m g/kg området. Der hvor der lokalt kan være højere koncentrationer efterladt er sandsynligvis i grænsefladerne hvor dampzonen fra injektionen i D1 og injektionen fra D4 har mødt hinanden. De høje koncentrationer i dette område afspejlede sig i høje fjernelsesrater i boring E2 og E18 og også i tilbageslaget i M3.

Grundvand

Der blev prøvetaget efter oprensningen i G1 og G2 (opstrøms og nedstrøms det opvarmede område. Koncentrationen kunne ikke konstateres at være blevet forøget, tværtimod var der i gennemsnit over 5 målinger ca. 500 m g/l i den opstrøms boring og ca. 200 m g/l. Dette indikerer at boringerne formentlig ikke har ligget på en strømlinie, hvilket også er meget svært at bestemme i praksis. Ved forsøgsinjektionen sås en mindre påvirkning af grundvandet, der fortog sig ret kort tid efter. Jf. teoriafsnittene er der heller ikke stor risiko for at fri fase kan dryppe ned, da udgangskoncentrationerne sandsynligvis var så lave at betingelserne for en vertikal vandring af den fri fase ikke var tilstede. Jf. de observationer der blev gjort i forbindelse med injektionsforsøget og betragtningerne i afsnit 2.5.6 må det forventes, at en yderligere mængde mængde opløsningsmidler er tilført magasinet.

Afkøling generelt

Efter afslutningen af ekstraktionen er der konstateret en afkøling af de dybere lag svarende til et energitab på 2-3 kWh/m³ måned eller ca. 25 kWh/m³ år (ved den nuværende temperaturgradient). Med et totalt opvarmet jordvolumen på ca. 9000 m³ svarer tabet til 225.000 kWh/år. Der er konstateret varmeledningstal på 0,3-2 W/mK. Ved anvendelse af ligningerne i appendiks 2 kan det estimeres, at en gennemsnitlig varmeledning på ca. 0,5 W/mK giver et afkølingsforløb som observeret i M1-M3, når der startes med en udgangstemperatur på 50 °C, en tykkelse af det opvarmede legeme på 15 m og en konstant top og bundtemperatur på 10 °C.

Sammenholdes tabet ud af systemet ved denne temperatur med tabet ved damptemperatur må der forventes omtrent det dobbelte på grund af temperaturdifferencen, svarende til ca. 5 kWh/m³ måned eller ca. 0,2 kWh/dg. Der er anvendt en injektionshastighed svarende til, at de 55 kWh til opvarmningen er opvarmet indenfor 9 dg. Tabet i denne periode er ca. 2 Kwh. Dette indikerer, at tabet til omgivelserne er stort set insignifikante for udbredelsen af dampzonen indenfor den anvendte tidsramme.