Termisk assisteret vakumekstraktion af PCE. Hovedrapport

5 Drift af afværgeanlæg

5.1 Vakuumventilation
      5.1.1 Driftstider og flow
      5.1.2 Temperatur i ekstraheret poreluft
      5.1.3 Influensradius
      5.1.4 Radonmålinger
      5.1.5 Kontinuerte PID-målinger
      5.1.6 Forureningsniveau i ekstraheret poreluft og massefjernelse
5.2 Dampinjektion
      5.2.1 Drifttider og flow
      5.2.2 Ekstraheret vand fra vandudskiller
      5.2.3 Tilsætning af trykluft
      5.2.4 Temperaturudbredelse
5.3 Grundvandsoppumpning
      5.3.1 Forureningsniveau i oppumpet grundvand
5.4 Driftsproblemer
      5.4.1 Horisontale vakuumekstraktionsboringer
      5.4.2 Tilklokning af dampinjektionsboringen
      5.4.3 Køling af ekstraheret poreluft
      5.4.4 Støjproblemer

Drift af in-situ anlægget blev igangsat den 4. januar 2001, efter at entreprenøren havde indkørt anlægget medio december 2000. Den mekaniske drift af in-situ anlægget er udført af entreprenøren (NNC Danmark A/S), medens den miljømæssige overvågning og monitering er udført af COWI. Oprensningen er overordnet sket i 6 faser jf. tabel 5.1.

Fase Periode Vakuum-ventilering Grundvands-afværge Damp-injektion
1. Kold vakuumventilering og grundvandsoppumpning 4. januar 2001 til ultimo maj 2001 (5 mdr.) x x  
2. Dampinjektion Ultimo maj til 6. september 2001 (3½ mdr.) x x x
3. Vakuumventilering og grundvandsoppumpning 6. sept. 2001 til ultimo april 2002 (8 mdr.) x x  
4. Test for reduceret ydelse af vakuumekstraktion Ultimo april 2002 x x  
5. Tilbageslagsmålinger i umættet zone uger Årsskiftet 2001/2002 (3) og maj til august 2002 (3 mdr.) x x  
6. Begrænset vakuumventilering August 2002- ? (1-5 år) x x  

Den første fase af in-situ oprensningen omfattede traditionel kold vakuumekstraktion fra de 10 vakuumfiltre samt grundvandsoppumpning nedstrøms kildeområdet. Efter ca. 4½ måneders drift af vakuumventileringen blev injektionen af damp påbegyndt. Dampinjektionen er gennemført over ca. 3½ måneder. Herefter er der igen sket traditionel vakuumekstraktion indtil 1. maj 2002.

Vakuumekstraktionen blev stoppet omkring den 1. maj 2002 og efter en periode på 3 måneder blev der udført tilbageslagsmålinger i den umættede zone. Hen over sommeren 2002 blev der etableret et nyt mindre ventilationsanlæg. Anlægget blev opstartet medio august 2002, og der gennemføres en begrænset ventilation i den umættede zone på ca. 60 m3/h.

Grundvandsoppumpningen ophørte omkring 1. maj 2002, lige efter injektion af kaliumpermanganat.

5.1 Vakuumventilation

5.1.1 Driftstider og flow

Samlet har vakuumventilationsanlægget kørt 10.237 timer i perioden fra 4. januar til 1. maj 2002. Der har været enkelte planlagte stop af vakuumekstraktionen ved radonmålingerne i april 2001 samt ved tilbageslagsmålinger ved årsskiftet 2001/2002. Ser man bort fra disse driftsstop har anlægget stort set kørt uden afbrydelser i hele driftsperioden, bortset fra et nedbrud på 3 dage i august 2001 hvor vakuumpumpen skulle repareres. Drifttid og flow for vakuumventileringen er vist på figur 5.1 og tabel 5.2. I figuren skelnes mellem flow af ekstraheret poreluft og samlet flow for vakuumpumpen. Det skyldes at den ekstraherede poreluft i fase 2 og 3 er iblandet falsk luft.

I fase 1 blev der ekstraheret ca. 500 m3 poreluft i timen med kontinuerlig drift. Det var oprindeligt planlagt at oppumpe ca. 700 m3 luft i timen, men da flere af de horisontale boringer ikke gav den forventede ydelse, blev anlægget drevet med et lavere flow. På trods af den lavere ydelse var influensradius for vakuumventileringen tilfredsstillende. Under dampinjektionen steg modtrykket i formationen, og det var vanskeligt at opretholde et flow på 500 m3/h uden for stort modtryk i vakuumpumpen. Da køleanlægget var dimensioneret til et minimumsflow på 500 m3/h, blev det nødvendigt at indsuge falsk luft for at opretholde dette flow(fra ca. 23. august 2001). Den falske luft blev taget fra streng HV201 og HV203, ca. 150 m3/h. Der blev derfor ikke suget jordluft fra disse 2 boringer.

Figur 5.1 Driftstid og flow for vakuumventilering. Flow angiver både falsk luft og ekstraheret poreluft.
Figur 5.1
Driftstid og flow for vakuumventilering. Flow angiver både falsk luft og ekstraheret poreluft.

Efter stop af dampinjektionen er flowet neddroslet til 380-390 m3/h med indtag af varierende mængde af falsk luft (fra ca. 150 m3/h stigende til 250 m3/h i slutningen af fase 3).

Pr. 1. maj 2002 er der i alt ekstraheret ca. 3.580.000 m3 poreluft. Antages et ventileret areal på 1000 m², en umættet zone på 6 m og en effektiv luftporøsitet på 0,25, kan det overslagsmæssigt beregnes, at der er sket en udskiftning af poreluften på ca. 2.400 gange.

Tabel 5.3 og bilag 9 viser flow i de enkelte vakuumstrenge. Det fremgår at de 2 vertikale ventilationsboringer (VV1 og VV2) har været de mest stabile og ydende. De 2 horisontale filtre i hotspotområdet (HV103 og HV104) har ligeledes været meget stabile og velydende. Det har medført, at der altid har været en meget effektiv vakuumekstraktion i kildeområdet - også under dampinjektionen.

Tabel 5.2
Oppumpede luftmængder ved vakuumventilering. Flow angivet i m3/h.

Fase Samlet flow Heraf falsk luft Ekstraheret poreluft
1 500 0 500
2 400-525 0-150 250-425
3 380-525 150-250 150-375
4 400 320 80
5 0 0 0
6 50-80 0 50-80

Derimod har streng HV2 generelt været ustabil og dårligt ydende - bortset fra filter HV202, der har ydet omkring 40-50 m3/h. En af grundene til den lave ydelse var manglende skylning og efterfølgende renpumpning af boringerne. En anden forklaring på den ringe ydelse kunne være lunker i blændrøret, idet boringen ved en fejl ikke blev udført med konstant fald bagud mod filteret. Herved kunne infiltrerende regnvand, udsivning fra utætte kloakker og kondensvand fra vakuumekstraktionen/dampinjektionen opstuves i lunker i boringen. Den høje og stabile ydelse fra VV2 har dog bevirket, at der hele tiden har været en effektiv ventilation i baggården til renseriet.

Tabel 5.3
Oppumpede luftmængder i de enkelte vakuumstrenge

Vakuumstreng Ydelse (m3/h) Bemærkning
  Fase 1 Fase 2 Fase 3  
VV1 85 20-75 45-65 Meget stabil
VV2 110 65-100 20-100 Meget stabil
HV101 50 25-60 20-50 Mindre ustabil
HV102 15 0-50 0-20 Ustabil og ringe ydelse
HV103 70 0-70 35-55 Meget stabil
HV104 65 0-75 45-75 Meget stabil
HV201 0 10-95 0-40 Ringe ydelse, vand
HV202 55 35-55 20-40 Mindre ustabil, god ydelse
HV203 10 10-70 0-35 Ringe ydelse, vand
HV204 35 15-40 10-35 Ustabil, men moderat ydelse
Samlet flow 500 ca. 375-525 150-375  

5.1.2 Temperatur i ekstraheret poreluft

Temperaturen i den ekstraherede poreluft fremgår af figur 5.3. Der ses en kraftig temperaturstigning pga. dampinjektionen, som slår igennem omkring 1. august,

dvs. efter 2 måneders dampinjektion. Temperaturen når her op på ca. 55 grader. I bilag 9 er temperaturen i den ekstraherede poreluft vist fra de enkelte vakuumstrenge. Det ses, at temperaturen af den ekstraherede poreluft har været oppe på 60-75 grader i hotspotområdet (VV1, HV103 og HV104). Det vurderes at der er begyndende dampgennembrud i starten af juli 2001.

Figur 5.3 Temperatur, før og efter afkast
Figur 5.3
Temperatur, før og efter afkast

5.1.3 Influensradius

Vakuumudbredelsen fra ventileringen er målt ved sammenhørende trykmålinger i de 20 poreluftfiltre. Resultaterne af vakuummålinger under den kolde ventilation og under dampinjektionen er vist på figur 5.4. Alle resultater fremgår af bilag 15. Influensområdet er defineret som det område, hvor der er et vakuum på mindst 100 pascal (1 mb).

Det fremgår, at influensområdet dækker kildeområdet ved adresserne Vesterbro 26, 28, 30, 32 og en del af nr. 34. Dette svarer til et areal på mindst 1000 m² og et jordvolumen i den umættede zone på ca. 6000 m3. Under dampinjektionen i fase 2 er vakuum lidt mindre, men influensområdet er stort set det samme som under fase 1. Det største vakuum findes omkring vakuumfiltrene ved væskespildtanken. Vakuum i OBS1 er skønnet ud fra måling i januar 2001 og i august 2002.

Da der er sket en markant reduktion af forureningsindholdet uden for det optegnede influensområde, vurderes det reelle influensområde dog at være noget større. Dette er i overensstemmelse med radonmålingerne, der viser et influensområde i størrelsesorden 1500-2000 m2 jf. afsnit 5.1.4 /12/.

Vakuummålingerne viser, at der under hele dampinjektionen har været pneumatisk kontrol med forureningen i den umættede zone.

Figur 5.4 Influensradius. Øverst Vakuummålinger den 30. marts 2002 under den kolde ventilation og nederst under dampinjektion den 21. juni 2001. 0-20 = blå, 20-100 = tyrkis, 100-300 = gul, 300-600 = orange, >600 = rød. Enhed er pascal. 
Figur 5.4
Influensradius. Øverst Vakuummålinger den 30. marts 2002 under den kolde ventilation og nederst under dampinjektion den 21. juni 2001. 0-20 = blå, 20-100 = tyrkis, 100-300 = gul, 300-600 = orange, >600 = rød. Enhed er pascal.

5.1.4 Radonmålinger

I forbindelse med oprensningen er der gennemført en undersøgelse af radonindtrængning på Vesterbro 30 /12/. Formålet med radonundersøgelsen har været at undersøge, om det er muligt at skelne, om påvirkning af indeklimaet i Vesterbro 30, skyldes jordforureningen eller påvirkning fra driften af renseriet.

Ved undersøgelsen er der udført kontinuerte målinger af: Undertryk i umættet zone, tryk under gulv, barometertryk, temperatur og radonindhold i indeklima på Vesterbro 30. Der er ligeledes lavet målinger af radonindholdet i den umættede zone. Målingerne er udført før injektion af damp. Resultaterne er afrapporteret i /12/. I bilag 10 er der vist udvalgte resultater fra undersøgelsen (sammenhørende målinger med trykforhold og radonindhold).

Undersøgelsen viser, at radonkoncentrationen i ejendommen er meget lav (omkring 10 Bq/m3), når vakuumanlægget er tændt. Koncentrationen svarer til det forventede bidrag fra byggematerialer og udeluft, og undersøgelsen viser således, at der ikke trænger væsentlige mængder radon (og PCE) ind i huset fra jorden, når vakuumanlægget kører. Denne konklusion støttes desuden af følgende observationer:

  • Trykmålingerne viser, at vakuumanlægget giver anledning til, at der er et lille overtryk i huset i sammenligning med trykket i det kapillærbrydende lag under terrændækket. Trykdifferencen bevirker, at der går en vis luftstrøm i retning fra ejendommen mod det kapillærbrydende lag.
  • Når vakuumanlægget slukkes, stiger radonindholdet i huset. Stigningen formodes at ske pga. øget indtrængningen fra jorden, hvilket underbygges af, at radonkoncentrationen stiger når der er undertryk i ejendommen, og at den falder, når der er overtryk. Tilsvarende gælder, at der er en tendens til, at radonindholdet stiger, når det atmosfæriske tryk stiger. Disse forhold tyder på, at der sker en advektiv indtrængning af radon fra jorden under huset, når vakuumanlægget er slukket.

Ved måling af radonkoncentrationen i den opsugede luft kan det vurderes, at vakuumanlægget ventilerer omkring 10.000 m3 jord, svarende til en influensradius på ca. 1500-2000 m². Til sammenligning er det område, hvor vakuum overstiger 1 mbar, på 1000 m2. Radonmålingerne viser derfor, at et trykfald på 1 mbar er en meget konservativ betragtning, når influensområdet skal vurderes.

5.1.5 Kontinuerte PID-målinger

I de første 2 måneder af den kolde ventilation har PID-måleren fungeret tilfredsstillende, jf. graf i bilag 12.1 der viser sammenhæng mellem COWI‘s manuelle PID målinger og de kontinuerte målinger der registreres via SRO-anlægget. Derimod har PID måleren efter medio marts 2001 ikke givet pålidelige data, hvilket sandsynligvis hænger sammen med at dataopsamlingen blev ændret fra 1 til 4 kanaler på SRO- anlægget.

Det har dog ikke været muligt, at lokalisere en entydig fejlkilde ved PID måleren, men det kan skyldes flere forhold, eksempelvis overførsel af signal til SRO-anlæg, software til SRO anlæg, slange forbindelser til PID måleren, aflejring af smuds på UV-lampe, følsomhed over for vanddamp eller for lav prøvetemperatur ved detektoren. Efter ændringen af dataopsamlingen har entreprenøren testet signaloverførslen samt gennemført målinger på kalibreringsgas, som viser, at signalerne overføres fra PID-måler til SRO, og at måleværdierne svarer til det forventede. Kalibreringsmålingerne er gennemført umiddelbart efter rengøring af PID-lampen. Fortsatte målinger viste, at signalet fra kalibreringsgasmålingerne faldt hurtigt af over de første dage, således at signalet efter en uge er mindre end 10% af signalet efter rengøring.

Som følge af problemerne med de kontinuerte PID-målinger, blev hyppigheden af de manuelle PID-målinger før og efter kulfilteret øget.

5.1.6 Forureningsniveau i ekstraheret poreluft og massefjernelse

Forureningsniveauet i den oppumpede luft angivet ved kulrørsanalyse fremgår af figur 5.5. Resultater af PID-målinger fremgår af bilag 12.1. PID målingerne blev foretaget ved at opsamle ca. 1 l luft i Rilsanpose. Prøven blev tempereret til ca. 20 grader før PID-målingen blev foretaget. Evt. vanddamp kondenserede herved et før

Figur 5.5 Forureningsniveau i ekstraheret poreluft under hele driftperioden samt en detaljeret kurve under dampinjektionen. Alle målinger er kulrørsanalyser bortset fra 4 målinger fra 23. juli til 7. august (angivet på nederste kurve). 
Figur 5.5
Forureningsniveau i ekstraheret poreluft under hele driftperioden samt en detaljeret kurve under dampinjektionen. Alle målinger er kulrørsanalyser bortset fra 4 målinger fra 23. juli til 7. august (angivet på nederste kurve).

Sammenhæng mellem manuelle PID-målinger og kulrørsanalyser har generelt været god bortset fra perioden fra 23. juli til 8. august. I denne periode skete der sandsynligvis kondensation af PCE i prøvetagningslangen ved udtagning af kulrørsanalyser, idet afkasttemperaturen og vandindholdet i poreluften i denne periode var meget høj. Sammenhæng mellem COWI‘s manuelle PID-målinger og kulrørsanalyser fremgår af graf i bilag 12.1.

På figur 5.5 viser den øverste graf forureningsniveauet over hele driftsperioden, og den nederste graf viser en detaljeret kurve i tidsrummet omkring dampinjektionen. Der ses et kraftigt eksponentielt fald i PCE-koncentrationerne fra 5.500 mg/m3 til 4-5 mg/m3 i perioden før dampinjektionen. Under dampinjektionen er PCE-indholdet steget til op til 120 mg/m3 med typiske koncentrationer fra 10-20 mg/m3. Ved stop af dampinjektionen var PCE-indholdet omkring 5-10 mg/m3. Ved stop af vakuumekstraktionen i maj 2002 var PCE-indholdet under 1 mg/m3.

Figur 5.6 Massefjernelse ved vakuumventilering
Figur 5.6
Massefjernelse ved vakuumventilering

På figur 5.6 er vist en massefjernelseskurve, dels for hele oprensningsperioden og dels en detaljeret kurve for tidsrummet omkring dampinjektionen. Massefjernelsen er beregnet ved at gange det samlede flow med koncentrationsniveauet i den ekstraherede luft. I perioden 23. juli til 8. august, er der anvendt PID-målinger til beregning af massefjernelsen, idet det vurderes at kulrørsprøverne i denne periode ikke er repræsentative pga. kondenseret vand i prøvetagningsslangen. I den øvrige periode er der udelukkende anvendt kulrørsanalyser til vurdering af forureningsniveauet i den ekstraherede luft. Før dampinjektionen var der fjernet ca. 250 kg PCE, og 3½ måneder senere var der fjernet ca. 280 kg, altså en øgning på ca. 30 kg. Massefjernelsen før dampinjektionen var ca. 1,5 kg om måneden. Hvis ikke der var injiceret damp, ville der i den samme periode (3½ måned) være fjernet maksimalt 5 kg PCE, dvs. at massefjernelsesgevinsten har været mindst 25 kg, svarende til en reduktion i driftstiden på flere år. Før stop af vakuumekstraktionen den 1. maj 2002 var massefjernelsen nede på omkring 2 kg/år.

5.2 Dampinjektion

5.2.1 Drifttider og flow

Dampanlægget har i alt kørt 1516 timer over ca. 3½ måneder, og der er i alt injiceret 231 tons damp. Injektionsraten har typisk været 150-200 kg/h, men i perioder med højt modtryk i dampboringen har injektionen været nede på 75-100 kg/time. Den gennemsnitlige injektionsmængde har været ca. 150 kg/h. Dampen er typisk injiceret med ca. 0,5-0,8 bars overtryk og med en injektionstemperatur på 105-110 grader. I perioder hvor dampboringen har været tilstoppet, har injektionstrykket været oppe på 1,4 bar og temperaturen oppe på 117 grader celcius.

Injektionen af damp er reguleret efter trykket ude i boringen dels for at sikre at trykket i boringen ikke overstiger jordens bæreevne og dels for at luft og damp skal blandes i et bestemt forhold.

For at overholde disse krav var anlægget projekteret til, at trykket holdes på en fast værdi efter både dampgeneratoren og kompressoren. Imidlertid viste det sig, at det er meget vanskeligt at få systemet til at fungere når der styres to tryk mod hinanden (tryk fra både kompressor og dampgenerator). Derfor blev anlægget ombygget til fast tryk fra kompressoren og temperaturstyring af dampen. Herved blev blandingsforholdet imellem luft og damp ikke længere helt entydigt og trykforholdene varierede efter modtrykket i formationen. Men den valgte løsning viste sig at være velegnet på den konkrete sag.

Dampanlægget var oprindeligt planlagt til at køre i tidsrummet fra kl. 6.00 - 18.00 mandag - fredag. Men da støjgenerne fra dampanlægget var mindre end forventede, og det samtidigt var vanskeligt at opnå en tilstrækkelig opvarmning, blev der fra primo juni 2001 kørt dampinjektionen 24 timer/døgnet inkl. lørdag-søndag. Selv om der i perioden har været hyppige driftstop, har den gennemsnitlige driftstid fra medio juni til 6. september 2001 ligget på godt 16 timer/døgn. Driftstiderne for dampanlægget fremgår af figur 5.7. Drifttid for kompressor fremgår af bilag 8.

På grund af problemer med tilklokning af dampinjektionsboringen, er der gennemført afsyring af boringen i slutningen af juni og begyndelsen af august 2001. Det ses af figur 5.7 at forholdet mellem tilført dampmængde (vandforbrug) og drifttiden stiger markant efter afsyringerne. Efter driftstop ultimo august ses tilsvarende at boringen igen er tilklokket.

Figur 5.7 Driftstid og flow for dampinjektion
Figur 5.7
Driftstid og flow for dampinjektion.

5.2.2 Ekstraheret vand fra vandudskiller

Figur 5.8 viser den vandmængde som er udskilt gennem vandudskilleren. Det udskilte vand svarer til den vandmængde der afgives (kondenseres) fra den opsugede luft gennem vakuumekstraktionen. Det ses at vandmængderne stiger kraftigt under dampinjektionen. I august måned udskilles op til 60 l vand/h. På sammen tidspunkt injiceres omkring 150 kg damp/h. Dvs. at der er fjernet op til 40 % af den injicerede dampmængde via vakuumekstraktionen i denne periode.

Figur 5.8 Vand fra ventilationsboringer som er udskilt gennem vandudskiller.
Figur 5.8
Vand fra ventilationsboringer som er udskilt gennem vandudskiller.

Der er i alt udskilt ca. 110 m3 vand gennem vakuumekstraktionen. Heraf vurderes de 80-90 m3 at være en direkte følge af dampinjektionen. Da der i alt er injiceret 231 tons damp, svarer det til at ca. 35 % af den injicerede damp er suget op gennem vakuumekstrationsboringerne.

5.2.3 Tilsætning af trykluft

Den injicerede damp er iblandet trykluft for at reducere kondensation af PCE i dampfronten og for at minimere tabet af PCE til den mættede zone. Der blev iblandet 20-30 m3/h ved 3 bar, svarende til ca. 75 kg luft i timen. Med en typisk dampinjektionsrate på 150-200 kg i timen svarer det til et luft-/dampforhold på 37-50 % w/w. En blanding på 50 % w/w har en temperatur på ca. 92 °C ved atmosfæretryk. Dette forklarer at temperaturerne i dampzonen typisk har ligget i intervallet 92-96 °C og ikke 100 °C som umiddelbart forventet. Tilsætning af trykluft til dampen har ligeledes medført en lavere injektionstemperatur end ved tilsætning af ren damp. Injektionstemperaturen har således ligget omkring 105-110 grader ved 0,5-0,8 bars overtryk.

Efter afsyringen af injektionsboringen den 23. juni skete der kontinuert tilførsel af trykluft i hele døgnet frem til den 6. september 2001, kun afbrudt af enkelte tilfælde ved svigt af vakuumventileringen. Det ses af figur 5.7, at driftstop ultimo august 2002 medførte et reduceret vandforbrug til dampinjektion som følge af tilklokning af boringen.

5.2.4 Temperaturudbredelse

Resultaterne af temperaturmålingerne fra de i alt 140 målesonder fremgår af bilag 13.

Figur 5.9 viser et eksempel på de kontinuerte målinger via SRO-anlægget fra TB4. Der ses en kraftig temperaturstigning i 4,5 til 6,5 m‘s dybde med temperaturer på 90-95 grader. Stop/start af dampanlægget ses tydeligt på 5,5 m kurven. I disse dybder er der sket en egentlig udbredelse af dampfronten. Temperaturen aftager markant opadtil. I 2,5 og 3,5 m‘s dybde har temperaturen maksimalt været 65 og 45 grader. Opvarmningen af jorden i disse dybder er derfor alene sket ved varmeledning.

På figur 5.10 er der vist sammenhørende målinger af temperaturen ved de manuelle målinger og målinger aflæst på SRO-anlægget. Der ses også her en meget fin temperaturudbredelse, hvor der er god sammenhæng mellem de manuelle og SRO-målinger. Da der her er tale om øjebliksmålinger, er det ikke muligt at se, eksempelvis hvornår anlægget er startet/stoppet.


Figur 5.9. Kontinuerte SRO-temperaturmålinger fra TB4.
Figur 5.9.
Kontinuerte SRO-temperaturmålinger fra TB4.
 

Figur 5.10 Manuelle og SRO-temperaturmålinger for TB4.
Figur 5.10
Manuelle og SRO-temperaturmålinger for TB4.

Horisontal og vertikal temperaturudbredelse

Figur 5.11 viser den horisontale  varmeudbredelse i 5,5 m‘s dybde umiddelbart før stop af dampanlægget den 6. september 2001. Det fremgår at temperaturen under Vesterbro 28, 30 og 32 har været over 90 grader. Temperaturmålingerne viser, at et område på ca. 400 m² er påvirket af dampinjektionen, heraf er temperaturen i et  

Figur 5.11 Temperaturudbredelse i 5,5 m‘‘s dybde ved stop af dampinjektion den 6. september 2001. 0-20 = blå, 20-40 = tyrkis, 40-60 = gul, 60-80 = orange, 80-100 = rød. Enhed er grader celcius. Den gule stjerne markerer dampinjektionsboring.
Figur 5.11
Temperaturudbredelse i 5,5 m‘s dybde ved stop af dampinjektion den 6. september 2001. 0-20 = blå, 20-40 = tyrkis, 40-60 = gul, 60-80 = orange, 80-100 = rød. Enhed er grader celcius. Den gule stjerne markerer dampinjektionsboring.

Figur 5.12 viser temperaturudbredelsen i forskellige dybder, henholdsvis den 5. juli 2001 og 6. september 2001. Det ses at opvarmningen har været kraftigst fra grundvandsspejlet i ca. 6,5 m‘s dybde til 4 m u.t. I hotspotområdet ved TB5 er der målt over 90 grader op til 3,5 m‘s dybde. Temperaturen falder opadtil og er målt maksimalt til 55 grader i 1,5 m‘s dybde under Vesterbro 28. I områder med ledninger er der maksimalt målt temperaturer på 30-40 grader.

Temperaturudbredelsen har stort set været som forventet. Dampfronten har primært bredt sig horisontalt ud for dampboringen. Opvarmningen over 4 m‘s dybde er primært sket ved varmeledning. Forskelle i temperaturudbredelsen viser, at de geologiske forhold også har haft betydning for varmeudbredelsen både horisontalt og vertikalt.

Under dampinjektionen blev det konstateret, at vakuumekstraktionen fra filtrene i nærheden af injektionsområdet (HV103, HV104 og VV1) havde større betydning for varmeudbredelsen opadtil end forventet ud fra modelberegninger i bilag 18. Først da vakuumekstraktionen fra disse filtre blev neddroslet, var det muligt at nå den maksimale opvarmningstemperatur på omkring 50 grader i 1,5 m‘s dybde. Ventilationens betydning for varmeudbredelse ses tydeligt af temperaturudbredelsen den 5. juli på figur 5.12. I 3,5 m‘s dybde er temperaturen markant lavere i TB3 end i de omgivende temperaturboringer. Det skyldes at TB3 ligger tæt på de horisontale ventilationsstrenge HV103 og HV104, der ligger i ca. 4 m‘s dybde.

Figur 5.12 Horisontal temperaturudbredelse den 5. juli 2001

 
Figur 5.12
Horisontal temperaturudbredelse den 5. juli 2001 (øverst) og 6. september 2001 (nederst) for dybderne 2,5 m, 3,5 m, 4,5 og 5,5 m. < 20 = Blå, 20-40 = tyrkis, 40-60 = grøn, 60-80 = gul, 80-100 = Orange. Enhed er grader celcius. de røde prikker i 2,5 m‘s dybde angiver placering af temperaturboringer.

Figur 5.13 viser den vertikale temperaturstigning i et øst-vest snit gennem injektionsområdet på forskellig tidspunkter. På figuren er der indtegnet forventet kildeområde med fri fase, dampinjektionsmængder samt forureningsindhold i den ekstraherede poreluft. 

Figur 5.13 Vertikal temperaturudbredelse i et øst-vest snit gennem kildeområdet ved forskellige datoer. Desuden angivet mængde af injiceret damp samt forureningsniveau i ekstraheret poreluft (mg PCE/m3). Forventet hotspotområde er integnet med hvid streg.
Figur 5.13
Vertikal temperaturudbredelse i et øst-vest snit gennem kildeområdet ved forskellige datoer. Desuden angivet mængde af injiceret damp samt forureningsniveau i ekstraheret poreluft (mg PCE/m3). Forventet hotspotområde er integnet med hvid streg.

Før dampopvarmningen var forureningsindholdet i den ekstraherede poreluft omkring 4 mg PCE/m3. Ultimo juni blev dampboringen syreskyllet, og injektionsraten steg fra 50-100 kg/h til ca. 200 kg/h. Dette medførte en kraftig temperaturstigning i jorden umiddelbart herefter. Forureningsindholdet var den 28. juni øget til omkring 14 mg/m3og toppede omkring 5. juli med et indhold over 120 mg PCE/m3. Forklaringen herpå er, at en stor del af hotspotområdet blev opvarmet til over 90 grader, dvs. over kogepunktet for en blanding af PCE og vand.

Den 6. september var den kritiske temperatur på 50 grader i 1,5 m‘s dybde opnået i kildeområdet, hvorfor dampinjektionen blev standset. Forureningsindholdet var stadig forhøjet med et PCE-indhold på 12 mg/m3. Det blev dog besluttet at standse opvarmningen, dels fordi de kritiske temperaturer i jorden var opnået og dels fordi det ud fra en økonomisk betragtning var dyrt at fortsætte injektionen i forhold til den opnåede massefjernelse.

Efter stop af dampinjektionen faldt temperaturen markant. Efter 5 måneder var temperaturen nede på 30-35 grader i de nederste temperaturfølere tæt på injektionsområdet. Efter 9 måneder var temperaturen nede under 20 grader, men dog stadig op til 5 grader højere end baggrundstemperaturen. Det blev ligeledes observeret, at temperaturen faldt langsommere under bygningerne end uden for bebyggede områder.

Målingerne over temperaturudbredelsen viser, at det lykkedes at styre temperaturen af damp/luftblandingen således, at den vertikale kondensationsfront ikke nåede højere op end ca. 3,5-4 m u.t.

5.3 Grundvandsoppumpning

For at opsamle eventuelt tab af PCE til grundvandet, er der under dampinjektionen oppumpet grundvand fra boringer nedstrøms injektionsområdet. Under dampinjektionen er der oppumpet mellem 300 og 500 l/h, svarende til en faktor 2-4 i forhold til den injicerede dampmængde. Umiddelbart efter dampinjektionen var ydelsen oppe på 600-800 l/h. Det oppumpede grundvand er hovedsageligt oppumpet fra AV1 og AV2, medens oppumpningen fra AV3 og OBS1 kun har udgjort en mindre del pga. lavere ydelse fra disse boringer. Der er i alt oppumpet 2650 m3 grundvand, jf. figur 5.14. Temperaturen af det oppumpede grundvand har været oppe på ca. 55 grader under dampinjektionen.

Figur 5.14 Oppumpede vandmængder og ydelse for afværgepumpning
Figur 5.14
Oppumpede vandmængder og ydelse for afværgepumpning

5.3.1 Forureningsniveau i oppumpet grundvand

Forureningsniveauet i det oppumpede grundvand er vist på figur 5.15 samt i bilag 12. Der ses et generelt fald i forureningsniveauet i det oppumpede grundvand, dog med betydelige udsving, især i maj og juni måned. Det vurderes, at det generelle fald i forureningsniveauet hænger sammen med den øgede oppumpning. Ved start af dampinjektionen, ses en lille stigning i forureningsindholdet, hvilket evt. kan forklares ved øget opløselighed og mobilisering af forureningen. Udsvingene i maj/juni tilskrives, at der i denne periode skete flere omlægninger af oppumpningen, og dermed store udsving i oppumpningen. Efter omlægningsperioden skal det bemærkes at de højeste målte koncentrationer er målt umiddelbart efter driftstop. Den forøgede oppumpning i august og september måned kan sandsynligvis forklare faldet i PCE-indholdet i denne periode. Stigningen fra begyndelsen af oktober skyldes sandsynligvis først driftstop og senere fald i oppumpningen og naturlige årstidsvariationer.

Massefjernelsen gennem det oppumpede grundvand har i perioden fra 4. januar til 1. maj 2002 udgjort mindre end 1 kg PCE (2.650 m3 x 0,2 g PCE/m3). I forhold til massefjernelsen ved vakuumventileringen, er der tale om en meget lille fjernelse gennem grundvandsoppumpningen. Ud fra det målte PCE-indhold i grundvandet og massefjernelsen, er der således ingen tegn på, at der er sket væsentligt tab af PCE til grundvandet som følge af dampinjektionen.

Figur 5.15 Forureningsniveau og ydelse for oppumpet grundvand
Figur 5.15
Forureningsniveau og ydelse for oppumpet grundvand

5.4 Driftsproblemer

Projektet har ikke forløbet uden vanskeligheder. Det væsentligste driftsproblem har været at opnå tilstrækkelig køling under dampinjektionen. Det har ligeledes været vanskeligt at overholde støjkravet på 40 db om natten grundet støj fra kølekompressor, køleventilator og vakuumpumpe. Andre problemer har været tilklokning af dampinjektionsboring, hyppige uforklarlige stop af dampgenerator samt lille ydelse i nogle af de horisontale vakuumekstraktionsfiltre. Selv med disse problemer har det været muligt at overholde tidsplanen for oprensningen således, at den intensive oprensning af kildeområdet blev færdig 3 måneder før forventet.

De mange driftstop under dampinjektionen har betydet, at der er brugt mange ressourcer til løbende opfølgning og afhjælpning af de opståede problemer. Det er dog meget vigtigt, at de opståede problemer hurtigt bliver udbedret, idet der hurtigt sker tab af varme. Det er derfor forholdsvist dyrt at starte anlægget op, selv efter kortere driftstop.

I bilag 7 er der en gennemgang af de opståede driftsproblemer og hvilke tiltag der blev udført for at løse de opståede problemer.

5.4.1 Horisontale vakuumekstraktionsboringer

Af de 8 horisontale ekstraktionsboringer har 5 boringer fungeret tilfredsstillende, medens 3 filtre har ydet mindre end forventet. Desuden har der været meget vand i disse filtre.

En af grundene til den lave ydelse har været manglende skylning og efterfølgende renpumpning af boringerne. Der har således stået vand i flere af filtrene. For at løse problemerne har entreprenøren løbende tømt de enkelte filtre for vand, hvilket har gjort ydelserne på boringerne mere stabile. Herudover er filtrene løbende renset med trykluft, hvilket også har forbedret ydelsen.

En forklaring på den ringe ydelse af filter HV203 og HV204 kan være at der står vand i lunker i blændrøret, idet boringen ved en fejl ikke er udført med konstant fald bagud mod filteret. Herved kan infiltrerende regnvand, udsivning fra utætte kloakker og kondensvand fra vakuumekstraktionen/dampinjektionen opstuves i lunker i boringen.

5.4.2 Tilklokning af dampinjektionsboringen

I de første uger af dampinjektionen steg modtrykket i injektionsboringen med faldende ydelse til følge. Det blev derfor besluttet at afsyre boringen. Herved blev virkningsgraden øget markant, og ydelsen steg fra 50-100 l/h til 200 l/h.

Forklaringen på tilklokningsproblemer er stadig uvis, men det vurderes, at det sandsynligvis skyldes kalkudfældninger i grundvandet pga. af temperaturvariationerne. Calciumindholdet er højt i grundvandet, op til 170 μg/l. Når der ikke sker dampinjektion, løber der varmt grundvand ind i injektionsboringen, idet filteret hovedsageligt står i den mættede zone. Indløb af varmt vand kan yderligere forstærkes under afkøling af dampledningen. Herved kan der opstå undertryk i dampledningen og varmt grundvand suges ind i filteret.

Da der kun findes mindre indhold af jern og mangan i grundvandet, vurderes det ikke at være udfældninger af disse ioner, som har tilklokket boringen.

For at undersøge om tilklokningen kunne skyldes kalkudfældninger i den injicerede damp, blev der udtaget vandprøve af det blødgjorte vand, som blev anvendt i dampkedlen. Vandprøven viste at calcium- og magnesiumindholdet lå under detektionsgrænsen på 0,5 μg/l. Dette viste at blødgøringsanlægget var særdeles effektivt.

For at hindre tilklokning af boringen fremover blev der konstant injiceret trykluft over hele døgnet, også selvom der ikke blev injiceret damp. Med denne fremgangsmåde lykkedes det at undgå tilklokning af boringen. Efter et nedbrud af vakuumpumpen på 5 dage i slutningen af august hvor der ikke blev injiceret trykluft, tilklokkede boringen igen, og ydelsen faldt herefter til under det halve. Dette viste, at metoden med at blæse kontinuert trykluft gennem injektionsboringen har fungeret, men at afhjælpningen har været sårbar over for driftstop.

5.4.3 Køling af ekstraheret poreluft

Køling af den ekstraherede poreluft under dampinjektionen har gennemgående givet en del driftsforstyrrelser. Der skete bl.a. isdannelse på kølefladen, hvilket medførte nedsat køleevne og dermed for høj temperatur gennem kulfilteret for afkastluften. Problemerne blev afhjulpet med tidsstyring af kølemaskinen, med stop af køling i 2-3 minutter for hver time til afisning. Problemerne skyldtes bl.a., at kølemaskinen ikke kunne reguleres ned, og maskinen kølede derfor maksimalt, også når behovet var lavt.

5.4.4 Støjproblemer

Støj fra vakuumpumpe, og især kølekompressor, gav anledning til overskridelse af støjkravet på 40 db om natten. Der blev iværksat forskellige initiativer, herunder etablering af isoleringskasse omkring vakuumpumpe og flydende gulv under pumpen. Herudover blev kølekompressoren flyttet til el-containeren, og der skete isolering af rør fra kølekompressor. Under dampinjektionen steg modtrykket, hvorved belastningen af vakuumpumpen øgedes, og støjniveauet steg. Det var derfor nødvendigt at reducere vakuumekstraktionen. Samtidigt var det af hensyn til kølingen nødvendigt at indtage falsk luft, hvilket reducerede muligheden for at nedbringe støjen.