Afprøvning af jordvask

2. Jordvaskeanlæg

2.1 Principperne ved jordvask
2.2 Procesbeskrivelse

I nedenstående kapitel følger en beskrivelse af det aktuelle jordvaskeanlæg, der var opstillet på K.K. Miljøtekniks anlæg i Rødby i perioden maj til oktober 1999. Selve jordvasketeknikken er tidligere beskrevet i Miljøprojekt nr. 503 "Oprensning af blandingsforurenet jord" /1/.

2.1 Principperne ved jordvask

Princippet i jordvask bygger, som nævnt i forrige afsnit på den antagelse, at langt den overvejende del af forureningskomponenterne er knyttet til jordpartiets fine partikler – som her defineres som partikler mindre end 0,063 mm. Rensningen af jord under vask er et resultat af principielt set to forskellige processer:
en sortering af udgangsmaterialet i forskellige størrelsesfraktioner, og
en mekanisk/fysisk behandling som bevirker, at forureningskomponenter fjernes fra jordpartiklerne og går over i en vandfase for efterfølgende udskilning

Ved en vellykket jordbehandling opnås, at et parti forurenet jord separeres ud i forskellige fraktioner, hvoraf nogle er rene og nogle indeholder opkoncentreret forurening. På det aktuelle anlæg blev der produceret følgende fraktioner:
Sten, mur- og betonbrokker (større end 32 mm)
Sten/rent grus (2-32 mm)
Sand (0,063-2 mm)
Organisk materialer fra settlertank (2-32 mm) og fra klassifikationsspiral (0,063-2mm)
Fine partikler/ler/filterkage (mindre end 0,063 mm)
Spildevand til recirkulering/afledning

Fordelingen mellem de enkelte slutfraktioner vil være helt afhængig af udgangsmaterialet. Sten-, grus- og sandfraktionerne skal ideelt være rene, genanvendelige materialer og de organiske fraktioner og finfraktionen skal indeholde forureningskomponenterne.

Jordvask må som udgangspunkt siges at være specielt velegnet til grovere materialer såsom sandjord. Med hensyn til organiske forureninger vil det især være de tunge ikke-vandopløselige stoffer, der med fordel vil kunne behandles på et jordvaskeanlæg. Det drejer sig f.eks. om PAH’er og tjærekomponenter. Det skyldes, at prisen på biologisk behandling af disse stoffer er forholdsvis høj. Det kan af samme årsag ikke betale sig at rense lettere organiske forureninger i et jordvaskeanlæg, idet prisen på biologisk behandling er lav, og fordi de lette oliekomponenter risikerer at opløses i vandfasen og dermed "forsvinder" ud af renseprocessen. For de uorganiske forureningskomponenter vil det være oplagt at behandle tungmetal forureninger, idet oprensning af tungmetaller i dag enten er meget dyrt eller ikke mulig.

2.2 Procesbeskrivelse

Jordvask gennemføres i et anlæg, som er opbygget af forskellige moduler, se procesdiagram i figur 2.1.

Nedenstående gennemgang er en beskrivelse af det anlæg, som var opstillet i Rødby i 1999.

Figur 2.1   Ses her!
En oversigt over den kombination af procesenheder, der udgør jordvaskeanlægget, der i 1999 var opstillet på K.K. Miljøteknik's anlæg i Rødby

Grovsigtning

Materialet føres efter indfødningen over en sigte, hvor materiale større end 10 cm sorteres fra. Det vil sige store sten, mur- og betonbrokker, træstykker, asfaltklumper, mm.

Materialer mindre end 10 cm falder gennem sigten for videre behandling i en roterende vasketromle, hvor jorden opslæmmes med vand, og der sker en mekanisk overfladebearbejdning af jord og sten. Efter vasketromlen sorteres sten større end 32 mm fra.

Vådsigtning

Materialer mindre end 32 mm fra grovsigtningen underkastes en vådsigtning for at udskille småsten og groft grus (2-32 mm) fra sand- og ler- partikler.

2-32 mm fraktionen behandles efterfølgende i en sættetank for at udskille den organiske fraktion.

Vask i hydrocykloner

Partikler mindre end 2 mm (ler og sand) fra vådsigtningen rummer langt den største mængde af forureningen, og det er denne fraktion, der arbejdes videre med.

Behandlingens centrale separationsproces sker i hydrocyklonen, hvor jord/vandblandingen (slurryen) under stadig bevægelse sikrer stor kontakt mellem vand og partikeloverflader. I hydrocyklonerne sker der samtidig en opdeling i sand og ler/siltpartikler. Princippet i en hydrocyklon er, at slurryen indfødes øverst i en kegleformet cylinder, samtidig med en luftstrøm blæses ind nederst i keglens spids. Derved sikres det, at de grove partikler - sand (0.063 mm-2 mm) falder igennem hydrocyklonens bund og de fine partikler < 0,063 mm (ler) følger med vandstrømmen ovenud af keglen. Princippet i en hydro cyklon ses i figur 1.

Figur 2.2
Princippet ved hydrocycloner hentet fra /2/.

Separationsspiraler

Efterfølgende behandles slurryen med fraktionen 0,063-2 mm på separationsspiraler.

Princippet i spiralerne er, at materialet/slurryen sendes ind øverst på spiralerne, hvorved det ved bevægelse ned ad spiralerne opdeles i en tung fraktion - sandet (inderst på spiralen) og en organisk fraktion (yderst på spiralen) - se figur 2.3.

Figur 2.3
Princippet ved en separationsspiral hentet fra /2/

Der findes 2 sæt af spiraler på anlægget som har forskellig hældning på spiralen. Dermed kan man variere hvilke fraktionsstørrelser, der sorteres på spiralerne.

Efterklaring

Den udskilte partikelfraktion (< 0,063 mm) behandles i en klaringstank, hvor der tilføres et flokkuleringsmiddel og partikulært materiale bundfældes. Vandet recirkuleres i anlægget, mens bundfaldet fra klaringstanken behandles på en sibåndspresse. Produktet fra sibåndspressen - filterkagen - udgør den relativt forurenede restfraktion.

Attritionsskrubber

Til anlægget var knyttet en attritionsskrubber. Det er en mekanisk enhed, der bearbejder sandfraktionen (0,063-2 mm) ved skrubning og som ifølge teorien skulle medføre forbedret renseeffektivitet. Attritionsskrubberen er noget mere strømforbrugende end de øvrige enhedsoperationer i anlægget, og kan samtidig medføre en forøget mængde af finmateriale som følge af den hårde, fysiske behandling af jorden. Attritionsskrubberen var ikke i drift ved forsøgskørslerne i Rødby, men det var planen, at den efterfølgende skulle have været koblet på.

Figur 2.4
Princippet ved en skrubbertank med rotorblade, der skrubber jorden. Figuren er hentet fra /3/.

Spildevandsrensning

Der var ingen spildevandsrensning til anlægget og i princippet er processen samlet set vandforbrugende. Vand, som ikke blev forbrugt under processen, blev recirkuleret ved de seks forsøgskørsler, der blev gennemført, og det var ikke planen at udskifte vandet, selv om der var blevet gennemført flere rensningsforsøg. Da anlægget i Rødby blev demonteret, stod der 15 m3 vand i anlægget, som efterfølgende blev ledt over det i forvejen etablerede renseanlæg i Rødby og derfra via pumpekanal til Østersøen.