| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Termisk assisteret vakumekstraktion af PCE. Hovedrapport

7 Diskussion og erfaringer

7.1 Oprensningsstrategi

Strategien med at varme jorden op under forureningen og efterfølgende opvarme de øverste jordlag via varmeledning, har i den konkrete sag vist sig at være vellykket. Det er lykkedes at styre dampzonens vertikale udbredelse, således at der ikke er sket en uhensigtsmæssig opvarmning af overliggende bygninger. Der er ligeledes ikke sket en spredning af forureningen, hverken i den mættede eller umættede zone, og der er sket en tilfredsstillende kildefjernelse. Den forudgående kolde ventilation har vist sig at være formålstjenlig. Da dampinjektionen startede, var det meste af forureningen fjernet, hvilket minimerer risikoen for spredning af forureningen. Det vurderes, at opvarmningen af kildeområdet har reduceret driftstiden med mere end 2 år og bidraget til en oprensningsgrad af de lavpermeable siltlag, som ikke er mulig med traditionel "kold ventilation". Efter stop af vakuumventileringen i 3 måneder viser målingerne, at tilbageslaget i det opvarmede kildeområde er meget lille.

Målinger i poreluften viser, koncentrationerne i det opvarmede kildeområde ligger på samme niveau som i baggården, hvor der kun er blevet ventileret "koldt". Da forureningen før oprensningen var langt højere i det opvarmede område, betyder det, at der er sket en mere effektiv oprensning i kildeområdet end i baggården, selv om forureningsniveauet her var langt mindre.

7.2 Edb-modellering

Gennemgående kan det siges, at dampoprensningen i det store hele forløb uden de store problemer, og at opvarmningen gik som forventet. Edb-modelleringen har været et meget nyttigt planlægningsredskab. Det har været muligt at modellere de forhold, som på forhånd vakte bekymring og herefter tilpasse oprensningen, så der blev taget hånd om eventuelle problemer. Specielt med hensyn til den vertikale dampspredning har modellen været meget nyttig, idet der på forhånd var stor bekymring for den vertikal forurenings- og dampspredning. Også til vurdering af injektionsmængder og -dybde samt til placering af temperaturovervågningspunkter har edb-modellen været til stor nytte.

Da forholdet mellem horisontal og vertikal permeabilitet spiller en stor rolle for varmeudbredelsen anbefales det, at denne bestemmes i fremtidige projekter, idet det giver et langt sikrere beregningsgrundlag.

7.3 Vakuumekstraktionsboringer

Vakuumekstraktionen er sket fra både horisontale og vertikale boringer. De vertikale boringer har kørt uden problemer og har været velydende både før, under og efter dampinjektionen. Derimod har der været flere problemer med de horisontale ekstraktionsboringer, hvor især 3 af filtrene har været dårlige. De største problemer har været ringe ydelse og vand i filtrene. De 2 vigtigste horisontale filtre, som er placeret tæt på kildeområdet, har dog fungeret upåklageligt både før, under og efter dampinjektionen. Det kan derfor anbefales primært at etablere lodrette boringer eller at forsøge at udføre de horisontale boringer som forede boringer. Herved er det muligt at gruskaste, etablere pakninger og tilsætning af boremudder undgås. Det er ligeledes meget vigtigt, at boringerne etableres med fald, således der ikke sker opstuvning af vand i boringen. Det må derfor konkluderes, at horisontale boringer godt kan anvendes (også som blindhole boringer) til en dampoprensning, men at der må påregnes flere driftsproblemer end ved brug af traditionelle lodrette boringer.

Endvidere er det vigtigt at tage højde for at der ofte vil være en lavere virkningsgrad af en horisontal boring fordi den vertikale permeabilitet ofte vil være væsentligt lavere end den horisontale. En horisontal boring, vil på grund af lagdelingen ikke suge så meget over og under filteret, men suge på en relativt større horisontal flade.

7.4 Temperaturboringer

Både de manuelle og kontinuerte temperaturmålinger, der opsamles via SRO har fungeret meget tilfredsstillende. Kun én målesonde er blevet defekt under driftsperioden (TB11-2,5 m). Specielt SRO-målingerne har været til stor hjælp under dampinjektionen, idet det det har været muligt on-line at følge temperaturudviklingen i jorden. Afhjælpning af problemer med uhensigtsmæssig opvarmning eller ændring af driftstrategi har derfor kunnet ske løbende.

7.5 Kontinuerte PID-målinger

Det må konkluderes at PID-måleren ikke har fungeret tilfredsstillende udover de første 2 måneders drift. Det har 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.

Leverandøren har efterfølgende testet PID-måleren på sit laboratorium i sommeren 2002 dels for at efterprøve om apparatet måler korrekt og dels for at teste apparatets følsomhed over for vanddamp. Ud fra forsøgene konkluderede leverandøren at apparatet målte korrekt og at det ikke var specielt følsomt over for vanddamp.

Det er derfor nærliggende at konkludere at et af hovedproblemerne med den kontinuerte PID-måler har været for mange aktører, henholdsvis leverandør, elektriker, SRO-programmør samt entreprenørens driftspersonale. De mange aktører har givet uklarhed om ansvarsforhold, og det har været meget vanskeligt og krævet mange ressourcer at få udbedret de opståede fejl. I fremtidige projekter, anbefales det, at PID-måleren leveres, opsættes og drives af et firma som har erfaring med at drive måleudstyr. PID-måleren bør derfor være en særskilt bygherreleverance.

7.6 Radonmålinger

Radonmålingerne har vist at det er muligt at skelne, om påvirkning af indeklimaet i Vesterbro 30, skyldes jordforureningen eller påvirkning fra driften af renseriet.

Ved måling af radonindholdet i den opsugede luft vurderes det, at vakuumanlægget har ventileret omkring 10.000 m³ luft (influensområde). Til sammenligning blev influensområdet ud fra traditionelle vakuummålinger i den umættede zone skønnet til at være ca. 6000 m³ jord. Det vurderes at influensområdet ud fra radonmålinger giver et bedre estimat over influensområdet end traditionelle vakuummålinger.

Undersøgelsen demonstrerer, at radon kan anvendes som sporgas for jordluftindtrængning til huse på forurenede renserigrunde, og til vurdering af influenszonen for vakuumanlæg. Anvendelse af kontinuerte målinger forekommer at være særligt egnede til undersøgelser, hvor der allerede er installeret afværgetiltag (dvs. hvor der kan laves "tænd og sluk" målinger).

7.7 Styring af dampudbredelse

Den anvendte oprensningsstrategi har givet anledning til en vis bekymring for, om det var muligt at styre opvarmningen opadtil i forhold til jordinstallationer og boliger. Resultaterne af oprensningen har vist at dette ikke blev til et problem. Efter opvarmningen kan det konstateres, at dampzonen nåede en radius på ca. 10 m, og at den maksimale vertikale udbredelse var ca. 3 m u.t. i injektionsområdet. Temperaturmålingerne viste, at dampzonen primært er spredt horisontalt hen over grundvandsspejlet og ca. 3 m herover. Det viste sig, at ventileringen fra de overliggende ekstraktionsboringer havde en styrende effekt på den vertikale varmeudbredelse. Ventileringen fra de horisontale boringer bevirkede, at dampzonen ikke nåede væsentligt over ventilationsniveauet. Dette forhold er illustreret på figur 7.1, der viser temperaturudbredelsen i TB3 og TB5. TB3 står ca. 1 m fra den horisontale ventilationsstreng og TB5 står ca. 3 m herfra.

I TB3 er det vanskeligt at få en temperaturstigning i og over 3,5 m’s dybde, som følge af ventileringen fra HV1, der ligger i 4 m’s dybde. Først da ydelsen på den horisontale ventilationsstreng HV103 blev neddroslet omkring 1. august, var det muligt at få temperaturen til at stige til det ønskede niveau i 3,5 m’s dybde. I boring TB5 ses en langt hurtigere temperaturforøgelse opadtil, men denne boring ligger også længere væk fra HV1. Disse observationer var umiddelbart overraskende, idet de forudgående edb-modelleringer viste, at vakuumekstraktionen kun havde mindre betydning for den vertikale temperaturudbredelse. Men da op til 40 % af dampen suges ud fra ventilationsboringerne under opvarmningsperioden (jf. afsnit 5.5.2), er det dog ikke så overraskende at ventilationen har en betydning.  

Figur 7.1
Kontinuert temperaturudvikling i TB3 og TB5 (SRO-målinger).  

7.8 Tilsætning af trykluft

Der blev under dampinjektionen injiceret 20-30 m³ luft i timen ved et tryk på ca. 3 bar, hvilket svarer 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. Dette forhold var lidt højere end planlagt, men for at minimere tabet af PCE til grundvandet blev det forsøgt at tilsætte så meget luft som muligt. 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.

Da det viste sig, at det var muligt at opvarme jorden selv med dette høje indhold af luft, blev det besluttet at fortsætte hermed og det vurderes, at tilsætning af trykluft har medført, at der stort set ikke er tabt nogen forurening til grundvandet.

Under hele dampoprensningen har der været undertryk i forhold til atmosfæren og der har således ikke været problemer med udstrømning af luft til overliggende bygninger.

7.9 Energiforbrug og energitab

Ved COWI’s indledende vurdering af nødvendigt dampbehov blev det vurderet at der skulle bruges ca. 50 m³ damp for at opvarme ca. 700 m³ jord til ca. 60 grader i gennemsnit. Ved beregningen blev der antaget en varmekapaciteten på 0,6 Kwh/m³ °C, en starttemperatur på ca. 5 °C, et varmetab på ca. 50% og at 1 kg damp indholder ca. 0,7 Kwh.

Det reelle område som blev opvarmet til gennemsnitligt 60 grader er i størrelsesorden 1500-2000 m³ og der er brugt 231 tons damp. Dvs. at det opvarmede område er næsten 3 gange så stort som forventet og dampforbruget 4-5 gange så stort. Den horisontale udbredelse af varmen har således været større og den vertikale temperaturudbredelse mindre end forventet. Forklaringen herpå vurderes at være en kombination af, at den vertikale permeabilitet er langt mindre end den horisontale permeabilitet og at den kraftige vakuumekstraktion har nedsat varmeudbredelsen opadtil. I overensstemmelse hermed har efterfølgende edb-beregninger i bilag 18 vist, at den vertikale permeabilitet på Vesterbro er ca. 10 gange mindre end den horisontale permeabilitet.

Det fremgår således at forholdet mellem den horisontale og vertikale permeabilitet spiller en stor rolle for den horisontale varmeudbredelse. Det er derfor ikke sikkert at der i en anden sag kan opvarmes et tilsvarende område fra én boring med ventilation fra overliggende ventilationsboringer.

Det vurderes at opvarmningen opadtil i kildeområdet kunne være sket hurtigere med en mindre vakuumekstraktion i kildeområdet. Herved kunne dampmængden og injektionsperioden være reduceret væsentligt.

7.10 Spredning af forurening

En af bekymringerne ved projektet var, om der skete en utilsigtet kondensering af PCE, som kunne mobiliseres til grundvandet eller spredes i den umættede zone. Moniteringen af forureningen i den mættede og umættede zone viser, at der ikke er sket nogen væsentlig spredning af forureningen som følge af dampinjektionen. Det er især positivt, at det ikke ser ud til at der er sket noget tab af PCE til grundvandet. Eksempelvis viser en grundvandsvandprøve fra dampboringen, som er udtaget 6 måneder efter stop af dampinjektionen, kun et PCE-indhold på 15 µg/l. Til sammenligning var forureningsindholdet i grundvandet før oprensningen på 10-15.000 µg PCE/l i kildeområdet. Det vurderes, at tilsætning af luft til dampen har medført, at den frigivne PCE-forurening i den umættede zone er blevet tilført vakuumekstraktionsanlægget og ikke kondenseret og tilgået grundvandet.

7.11 Massefjernelse

Der er samlet fjernet omkring 330-340 kg PCE ved de gennemførte oprensningstiltag pr. 1. maj 2002, jf. nedenstående tabel 7.1. 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. Hvis ikke der var injiceret damp, ville der i den samme periode maksimalt være fjernet ca. 5 kg PCE, dvs. at massefjernelsesgevinsten har været ca. 25 kg, svarende til en reduktion i driftstiden på mindst 2 år. Før stop af vakuumekstraktionen den 1. maj 2002 var massefjernelsen nede på omkring 2 kg/år.

Den relative andel af PCE som er fjernet under selve dampinjektionen har været mindre end forventet, idet den kun udgør omkring 10 % af den samlede massefjernelse ved vakuumekstraktionen. Der er selvfølgelig en vis usikkerhed ved beregning af massefjernelsen, idet der kun er udtaget stikprøver af forureningsindholdet i den ekstraherede poreluft. Afkogning af fri fase kan være sket inden for korte tidsperioder og er ikke nødvendigvis blevet registreret ved COWI’s målinger. Det kan derfor ikke afvises at massefjernelsen er underestimeret. Det vides heller ikke om der er sket en vådoxidation af PCE som følge af opvarmningen, hvor PCE nedbrydes til kuldioxid og vand. Selv om der kun er fjernet omkring 10 % af forureningen under dampinjektionen, er erfaringen fra andre in-situ projekter at det netop de resterende 10 % af forureningen der volder problemer med tilbageslag og medfører at mange in-situprojekter ikke kan afsluttes inden for en rimelig tidshorisont.

Tabel 7.1
Opgørelse over massefjernelse

7.12 Driftproblemer

De væsentligste erfaringer fra oprensningen på Vesterbro har været:

• Det er vigtigt at der er en hurtig beslutningskompetence mellem bygherre/rådgiver og entreprenøren, således opståede fejl kan rettes i tide. Selv kortvarige stop af dampinjektionen giver store opstartsomkostninger.
  
• Under dampoprensningen steg modtrykket i formationen, hvorfor det blev vanskeligere at oppumpe den ønskede mængde uden at vakuumpumpen skulle arbejde for meget. Det kan derfor anbefales at overdimensionere ekstraktionsanlægget både med hensyn til pumpekapacitet men også med antal ekstraktionsfiltre, således at det ønskede flow kan opretholdes under dampinjektionen. Køleanlægget bør også overdimensioneres (større køleflader end på Vesterbro) og gøres flexibelt således at kølingen kan reguleres efter varierende flow. Det anbefales at kølefladerne udlægges for en maksimal overfladetemperatur på 2°C.
  
• Udluftning af dampgeneratoren bør kunne foretages automatisk, hvilket kan spare betydelige omkostninger til tilsyn.
  
• Erfaringen fra projektet viser, at det er vanskeligt at overholde støjkravene i boligområder. Det er derfor vigtigt, at der i udbudsmaterialet er en klar beskrivelse af støjdæmpende foranstaltninger. Det er desuden vigtigt med et afklaringsmøde tidligt i etableringsfasen, så eventuelle problemer afhjælpes, inden anlægget tages i brug.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |