Reaktive vægge og filtre med jernspåner - en sammenfatning

5 Projektoversigt

I dette kapitel vil blive givet en detaljeret oversigt over de fem demonstrationsprojekter, som Miljøstyrelsens teknologiprogram er involveret i. De fire af projekterne gennemføres i sammenarbejde med et amt, mens det sidste udføres sammen med Banestyrelsen og DSB. Tabel 1 viser et sammendrag for de fem projekter.

Udover de nævnte lokalitetsrelaterede projekter, er der gennemført to laboratorieorienterede projekter.

5.1 Reduktion af krom(VI) i grundvand ved hjælp af jernspåner

Projektet, som delvis tog udgangspunkt i den konstaterede kromforurening på Sct. Clara Vej i Roskilde (se afsnit 5.5) blev udført af Institut for Miljøteknologi på DTU. Det havde til formål at fastlægge kapaciteten for den aktuelle jerntype under de aktuelle forhold.. Dette blev undersøgt ved hjælp af kolonneforsøg opstillet i laboratoriet. Kapacitetens afhængighed af forskellige parametre blev undersøgt, herunder koncentrationsniveau, strømningshastighed, pH samt effekten af opblanding med sand. Det blev tydeligt demonstreret, at et filter bestående af nulvalent jern til rensning af kromatforurenet vand har en endelig kapacitet, - at filteret efter en given belastning vil miste sin effektivitet. Forsøg med indblanding af kvartssand i jernzonen påvist ikke den ønskede effekt i retning af øget kapacitet per masse jern. Der blev fundet kapaciteter i området 1-3 mgCr(VI)/g jernmateriale, med lidt højere kapaciteter ved lave kromatkoncentrationer (20 ppm) i forhold til høje koncentrationer (300 ppm). Heller ikke forskelle i strømningshastigheder tydede på at have en væsentlig effekt på kapaciteten. Resultaterne kan ses i /5/ og er, sammen med tidligere gennemførte beslægtede forsøg udført på DTU sammenskrevet i /61/.

5.2 Kemisk-biologisk filter til nedbrydning af klorerede ethylener

Projektet, som blev gennemført i et samarbejde mellem Carl Bro as og Institut for Kemi og Anvendt Ingeniørvidenskab, Aalborg Universitet, Esbjerg afdeling, havde til formål, at belyse om der er potentiale i at kombinere kemiske og biologisk nedbrydning af klorerede ethylener til rensning af oppumpet grundvand. Ideen er at nul-valent jern danner væsentlige mængder brint (jf. kapitel 2), som kan benyttes af anaerobe bakterier til fjernelse af de klorerede ethylener (se også afsnit 4.4). Den biologiske omsætning vil teoretisk kunne modvirke de høje pH-værdier som ses i rene jernspånefiltre, og som er medvirkende til at fremme udfældningsprocesser.

Der blev gennemført forsøg i otte reaktorer, med forskellige kombinationer af jern, sand og forskellige organiske materialer (sphagnum, grønpiller og poppelflis). Der blev opnået forventede halveringstider for TCE i jern/sand-filtre. Halveringstiderne svingede dog en hel del over tiden. Filtrene uden jernspåner indeholdende organisk materiale var det især reaktorerne med grøntpiller som gav fine halveringstider (i størrelsesorden 20-45 minutter). Disse filtre dannede dog mere cis-DCE end de kemiske filtre. De fleste kombinerede filtre viste ingen forøget effekt overfor nedbrydningen af TCE i forhold til jernspånereaktorerne. Dog viste kombinationen af grøntpiller og jern i serie en god nedbrydningseffekt. Projektet gav ikke et entydigt billede af om der kunne være fordel af kombinere jernspåner og organisk materiale. Flere detaljer fremgår af /3/.

5.3 Hårdkrom

Lokalitet. Lokaliteten er beliggende i Kolding, Vejle Amt. Her har gennem en årrække været drevet en forkromningsanstalt, Hård Krom A/S. Udover forkromning er der på lokaliteten også udført fornikling og forzinkning. Produktion stoppede i 1990. I 1997 blev bygningerne endeligt nedrevet inklusiv kældre der blev fjernet. Figur 4 viser billeder fra lokaliteten før nedrivningen. Figur 5 viser grunden efter gennemført retablering.

Figur 4 Hårdkrom før nedrivningen. Øverste billede viser gullig chromforurenet væg samt chromholdige gruber. Nederste billede viser affedtningsbadene, hvor TCE har været anvendt

Figur 4 Hårdkrom før nedrivningen. Øverste billede viser gullig chromforurenet væg samt chromholdige gruber. Nederste billede viser affedtningsbadene, hvor TCE har været anvendt

Figur 4 Hårdkrom før nedrivningen. Øverste billede viser gullig chromforurenet væg samt chromholdige gruber. Nederste billede viser affedtningsbadene, hvor TCE har været anvendt.

Tabel 1 Sammendrag af de vigtigste data for de fem projekter med reaktive vægge gennemført under Teknologiudviklingsprogrammet.

Lokalitet Konsulent System Forure-
nende
stoffer
Dimen-sionerb Statusb Opstart Finan.
cieret af
Godsbane-
gården,
København
HOH Vand&Miljø Kontinuert væg cis-1,2-DCE (især) H2.5m
L15m
T0.9m
fs Juli 98 Banestyrelsen +EU (+Mst. teknologi-program)
Haardkrom,
Kolding
Carl Bro Kontinuert væg TCE
Cr(VI)
H1-3m
L50m
T1m
lab/fs Januar 99 Mst. teknologi-program/Vejle amt
VAPOKON,
Søndersø
Rambøll Funnel-and-gate Klorerede. alifater (PCE, TCE,TCA, DCE) funnel: L120m
gate: H9m
L15m, T2.5m
lab/fs Februar 00 Mst. teknologi-program/Fyns amt
Lyndby Rens,
Lyndby
HOH Vand&Miljø Jern-
spånefilter
PCE V5m3 p December 99 Mst. teknologi-program/Ros-kilde amt
Sct. Clara Vej,
Roskilde
HOH Vand&Miljø/
IMT, DTU
Jern-
spånefilter
Cr(VI) V7,5m3 lab/fs Marts 99 Mst. teknologi-program/Ros-kilde amt

a: H=højde (lodret), L= længde (på tværs af strømningsretning), T= tykkelse (på langs af strømningsretning), V= volumen

b: fs= fuldskalaanlæg, lab= udført laboratorieforsøg, p: pilotskalaanlæg

Figur 5 Hårdkrom-grunden efter nedrivning og før etablering af afværgeprojekt

Figur 5 Hårdkrom-grunden efter nedrivning og før etablering af afværgeprojekt

Geologi og hydrogeologi. Den terrænnære geologi på Hårdkrom-grunden består overvejende af moræneler med indlejrede sandlag. Det øvre sekundære grundvand er beliggende få meter under terræn, og er måske ikke sammenhængende på hele grunden. Strømningsretningen er fundet i skiftende retninger fra nordlig til nordøstlig. Under morænelerslaget findes et sandlag på ca. 5 meters tykkelse. Under det mellemste sandlag findes smeltevandsler, som overlejrer det primære regionale magasin.

Forureningskomponenter. På lokaliteten findes primært to forureningstyper: hexavalent krom og TCE. Forureningen findes både i den umættede og mættede zone. I den umættede zone er der især fundet forhøjede koncentrationer af krom, men enkelte steder også af TCE. I det øvre sekundære magasin er der fundet både høje koncentrationer af TCE og hexavalent krom. I det mellemste magasin er fundet lettere forhøjet indhold af krom og nikkel, samt væsentligt forhøjede TCE koncentrationer.

Projektbeskrivelse. En væsentlig del af forureningen forefindes i den umættede zone og i det øvre magasin, men også det mellemste magasin er påvirket. Der blev gennemført en rensning af det øvre sekundære magasin ved etablering af et funnel-and-gate system langs grundens nord-østlige afgrænsning, hvor der blev etableret en kontinuert jernvæg indeholdende Gotthart Meier-jern. Firmaet Carl Bro as stod for projektet. Figur 6 –8 viser etableringen af den reaktive væg. Da geologien er meget rodet blev der etableret tre grusfyldte kortslutningsrender vinkelret på jernvæggen (se Figur 9). Renderne gennemskærer det lavtydende sekundære magasin, hvorved der opnås en mere effektiv gennemstrømning af jordlagene. Disse blev suppleret med et net af nedsivningdræn, hvor udløbsvand fra den reaktive væg recirkuleredes med henblik på en forceret udvaskning af både den umættede zone og det sekundære magasin. Der blev etableret moniteringsboringer i selve væggen (ialt to) samt foran og bagved væggen (ialt 14). Figur 10 viser det færdige afværgesystem.

Figur 6 Etablering af reaktiv væg på Hårdkrom-grunden. En af boringerne placeret i væggen ses midt i billedet.

Figur 6 Etablering af reaktiv væg på Hårdkrom-grunden. En af boringerne placeret i væggen ses midt i billedet.

Figur 7 Væggen på Hårdkrom-grunden under konstruktion. Billedet viser gravekassen, hvor i jernspånerne placeres i midten med gruslag på begge sider.

Figur 7 Væggen på Hårdkrom-grunden under konstruktion. Billedet viser gravekassen, hvor i jernspånerne placeres i midten med gruslag på begge sider.

Figur 8 Den reaktive væg set fra nord med nedstrøms moniteringsboringer (midt i billedet)

Figur 8 Den reaktive væg set fra nord med nedstrøms moniteringsboringer (midt i billedet).

Figur 9 Principskitse for afværgeprojektet på Hårdkrom-grunden.

Figur 9 Principskitse for afværgeprojektet på Hårdkrom-grunden.

Resultater. Der blev taget vandprøver op til ti gange i udvalgte boringer. I boringerne placeret i væggen sås en kraftig reduktion i koncentrationen af både TCE og chromat i starten. De sidste moniteringsrunder har dog vist gennembrud af både chromat og TCE i den sydlige moniteringsboring. Dette skyldes formentlig en meget uens forureningsbelastning på langs af væggen. Overslagsberegninger af væggens levetid baseret på laboratoriebestemte kromreduktionskapaciteter af det reaktive jern viser at der langt fra skulle være sket et væsentligt forbrug af reduktionskapacitet i felten. Efter at de forhøjede koncentrationer blev observeret, er der etableret yderligere et antal moniteringsboringer i selve væggen og umiddelbart opstrøms væggen. Disse blev succesfuldt etableret med Geoprobe-teknik, hvor der før placering af filterrør blev udtaget kerneprøver.

Figur 10 Det færdigetablerede afværgesystem på Hårdkrom-grunden, oktober 2000. Nedsivningsdrænene er markeret med gule pæle.

Figur 10 Det færdigetablerede afværgesystem på Hårdkrom-grunden, oktober 2000. Nedsivningsdrænene er markeret med gule pæle.

I moniteringsboringerne placeret nedstrøms for væggen sås stadig forhøjede værdier, hvilket hidrører fra forurenet grundvand som har passeret væggens placering før etableringen. Koncentrationerne var faldende nedstrøms væggen gennem hele perioden. Følgende erfaringer kan opsummeres fra projektet på Hårdkrom-grunden:

- Moniteringen specielt umiddelbart nedstrøms den reaktive væg har vist at væggen effektivt fjerner både krom og TCE fra det forurenede sekundære grundvand

- Systemet fungerede bedst under passiv form (dvs uden reinfiltration af renset vand) idet reinfiltrationen gav anledning til en meget inhomogen forureningsbelelastning formentlig pga for stor reinfiltration

- Mikroskopiundersøgelser på de udtagne jernspåner viste kun ringe indhold af udfældningsprodukter

- Overslagsberegninger gav en behandlingspris på godt 200kr/m3 behandlet grundvand baseret på den vandmængde der blev behandlet i projektperioden. Jernvæggen besidder dog en væsentlig restkapacitet.

Yderligere detaljer kan findes i /1/.

5.4 Vapokon

Lokalitet. Lokaliteten er beliggende i Søndersø på Fyn. Her har gennem en årrække været drevet en oparbejdningsanstalt for opløsningsmidler, Vapokon Petrokemisk Værk A/S. Figur 11 viser billeder af lokaliteten før produktionsanlægget blev revet ned og tromlerne kørt til destruktion.

Geologi og hydrogeologi. Geologien består af en moræneler og fyldsekvens ned til ca. 3,5 m.u.t. Under dette findes et magasin i form af et sandlag med ca. 10 meters mægtighed. Under sandlaget træffes et lerlag af minimum 15 meters tykkelse, der i undersøgelsen ikke er gennemboret. Vandet strømmer i sydøstlig retning væk fra grunden og delvis via et regnbassin til det nærliggende vandløb, Holmebækken. Potentialet i bækken er ca. 1 meter lavere end potentialet i magasinet. Ud fra udførte pumpetest er der fundet en hydraulisk ledningsevne i størrelsen 810-4 m/s. Gradienten i området er ca. 0,5%. Dette giver anledning til porevandshastigheder i grundvandet på 400-500 m/år.

Figur 11 Fabriksanlægget før nedrivning og tromleoplag før bortkørsel til destruktion.

Figur 11 Fabriksanlægget før nedrivning og tromleoplag før bortkørsel til destruktion.

Figur 11 Fabriksanlægget før nedrivning og tromleoplag før bortkørsel til destruktion.

Forureningskomponenter. I den umættede zone og i grundvandet blev primært fundet to forureningstyper, dels klorerede opløsningsmidler (PCE, TCE, TCA samt nedbrydningsprodukter) og mineraloliebaserede opløsningsmidler, primært toluen, ethylbenzen og xylener. Det blev anslået at jordforureningen udgjordes af mellem 3900 og 5200 kg olieprodukter (BTEX'er) blandet med mellem 1300 og 2600 kg klorerede opløsningsmidler. Hertil 50 til 80 kg (blanding af opløsningsmidler og olieprodukter), som var opløst i grundvandet, en ukendt mængde tilbageholdt i jorden under grundvandsspejlet (sorberet eller som fri fase). I grundvandet er opstået en fane af alle de nævnte forureningskomponenter. Den væsentligste forurening fandtes i en smal fane, som strækker sig fra grunden og ned mod et nærliggende regnvandsbassin. Den centrale fane var omgivet af et område med væsentlig lavere koncentrationer.

Grundvandets naturlige grundvandskemi kan karakteriseres som anoxisk (lave iltkoncentrationer), og med relativt lave værdier af jern og mangan. De sidstnævnte parametre var stærkt forhøjede indenfor den koncentrerede del af fanen, formentlig pga. jern- og manganreduktion af udvalgte forureningskomponenter (BTEXer).

Projektbeskrivelse. Idet fanen har en begrænset bredde og at grundvandsmagasinet er nedadtil afgrænset af et lerlag, er lokaliteten velegnet for afprøvning af et "funnel-and-gate"-system, hvor forureningsfanen i kraft af installerede vertikale vandsstandsende barrierer (spunsvægge) ledes gennem en installeret væg indeholdende jernspåner. For at reducerer de generelt høje grundvandshastigheder i området, som vil betyde at jernvæggen skulle være urealistisk tyk, etableredes et opstrøms afdræningssystem, hvor en væsentlig andel af det fra opstrøms kommende grundvand blev afdrænet og tilledt bækken. De aromatiske hydrocarboner (BTEX'erne) forventedes ikke at blive fjernet i den reaktive væg. Disse blev ikke påvist i Holmebækken, da de formentlig blev nedbrudt i regnvandsbassinet. Firmaet Rambøll stod for etablering og drift af anlægget.

Resultater. Der blev udført et laboratorieforsøg i Waterloo, Canada med vand prøvetaget på lokaliteten og med brug af Conelly-jern (se figur 12). Forsøget gav fornuftige nedbrydningsrater. Der blev dog påvist at der dannedes nedbrydningsprodukterne 1,2-DCA, 1,2-DCM og DCM, som - ganske forventeligt - ikke blev nedbrudt yderligere i kolonnen – se kapitel 2. Koncentrationerne af de nævnte stoffer var dog så lave, at de forventes nedbrudt naturligt i den anoxiske fane nedstrøms væggen.

Væggens udførelse blev modelleret vha en 2-dimensionel strømningsmodel med henblik på at vurdere hvor tykke gruslag der skulle placeres op- og nedstrøms selve væggen for at opnå en tilstrækkelig vertikal opblanding af forureningsfanen. Den indledende fanekortlægning viste at det især var akviferens øverste del, som var forurenet. Modellen viste at ved brug af 100 cm tykke gruslag forventedes det en opnåelse af en effektiv opblanding af fanen, så der ikke vil opstå meget høje koncentrationer og strømningshastigheder i visse dele af væggen med deraf reduceret virkningsgrad.

Kraftigt forurenede jordpartier blev bortgravet og kørt til behandling. Væggen inklusiv den vandtætte spunsvæg samt det opstrøms drænsystem blev etableret i sommeren 1999. Den midlertidige spunsvæg omkring den reaktive jernvæg gav anledning til store anlægstekniske problemer, idet der opstod låsesprængninger ved nedramningen af spunsvæg. Dette betød, at store mængder vand og sediment strømmede ind i udgravningen. En efterfølgende grundvandssænkning var ikke tilstrækkelig, og forsøg på at lukke låsesprængningerne ved undervandssvejsning mislykkedes. Til sidst måtte den nedre del af væggen konstrueres under vand, og dykkere måtte deltage i anlægsarbejdet (se figur 13).

Figur 12 Nedbrydningskurver for kolonneforsøg udført på vand fra Vapokon-grunden. Både koncentrationer og procent stoffjernelse er vist som funktion af opholdstid i kolonnen. Kurverne er resultatet af modelberegning baseret på målte halveringstider.

Figur 12 Nedbrydningskurver for kolonneforsøg udført på vand fra Vapokon-grunden. Både koncentrationer og procent stoffjernelse er vist som funktion af opholdstid i kolonnen. Kurverne er resultatet af modelberegning baseret på målte halveringstider.

Figur 13 Anlæg af den reaktive vægs nedre del med deltagelse af dykker

Figur 13 Anlæg af den reaktive vægs nedre del med deltagelse af dykker.

Væggens moniteringsboringer ( ialt 45 filtre umiddelbart op- og nedstrøms, samt i selve væggen placeret i tre dybder) blev etableret og der har været gennemført moniteringsrunder i alt syv gange. Vandkvaliteten i drænvandet bliver fulgt mere intensivt. Der har været målt forhøjede værdier i drænvandet hvilket afstedkom at drænniveauer blev justeret. Pejlinger har indikeret at dræningen trak for store forurenede vandmængder nedstrøms drænstrækningerne. For bedre at kunne styre drænet blev det i oktober 2001 opdelt i 7 individuelle drænstrækninger, hvorefter tilstrømningstest og analyser gav tilstrækkelige oplysninger til, at et nyt drænniveau kunne fastlægges.

Følgende erfaringer kan opsummeres fra projektet på Vapokon-grunden:

- Væggen nedbringer koncentrationen af klorerede opløsningsmidler for de flestes vedkommende til under 10?g/l. Der dannes dog høje koncentrationer af nedbrydningsprodukter, hvoraf nogle findes i relativt høje koncentrationer.

- Stofferne dichlormethan, 1,2-dichlorethan og BTEX nedbrydes ikke ved korrosion af jern. Koncentrationerne af disse stoffer reduceres dog kraftigt ved passage af væggen. Nedbrydningen af disse stoffer samt dannelsen af nedbrydningsprodukter i relativt høje koncentrationer indikerer at der foregår en sideløbende biologisk nedbrydning.

- Massebalancer over væggen for uorganiske komponenter viser at der sker en fjernelse af især karbonatforbindelser. Beregninger viser at udfældningerne kun i begrænset omfang bidrager til tilklogning af væggen.

Der gennemføres i øjeblikket et forskningsprojekt i samarbejde mellem Miljø & Ressourcer DTU og Hong Kong University of Science & Technology. I et delområde af den reaktive væg er der etableret et stort antal moniteringspunkter. Der udføres et sporstofforsøg med henblik på at fastlægge præsice opholdstider i væggen, samt at undersøge opblandingsforholdene i væggen og de op- og nedstrøms grusvægge. Samtidig moniteres ind- og udløbskoncentrationer af klorerede stoffer således at in-situ bestemte nedbrydningsrater opnåes. Projektet afsluttes i starten af 2004.

5.5 Skt. Clara Vej

Lokalitet og forureningssituation. På lokaliteten, som er beliggende i Roskilde, er der blevet deponeret ophærdnet affald fra et garveri, såkaldt garverikalk. Affaldet og de omkringliggende jordlag indeholdt hexavalent krom, som benyttedes i garveriprocessen. Kromet er over årene blevet delvis udvasket og befandt sig derfor også i det sekundære magasin, hvor det gav problemer med indtrængning i kældre, samt udsivning til Roskilde fjord.

Projektbeskrivelse. Da affaldet og de forurende jordlag blev bortgravet var det nødvendigt med en grundvandssænkning af det sekundære grundvand. Til fjernelse af vandets høje indhold af hexavalent krom blev der etableret et jernspånefilter. I et sådant filter kan den hexavalente krom reduceres til trivalent krom som er tungt opløseligt, og som vil blive tilbageholdt i filtret. Udlederkravet for krom til Roskilde fjord var meget lavt (10 μg/l), hvilket stillede store krav til filtrets virkningsgrad.

Resultater. Figur 14 viser jernspånefilteret, der blev placeret på terræn tæt på de forurenede grunde. Projektet blev gennemført af HOH Vand og Miljø i tæt sammenarbejde med Roskilde amt. Filtret blev dimensioneret på basis af forsøg udført på Institut for Miljøteknologi (nu Miljø & Ressourcer DTU), Danmarks Tekniske Universitet. Forsøgene er afrapporteret som Miljøprojekt /5/. Figur 15 viser at udløbskoncentrationerne er under detektionsgrænsen på 3μg/l indtil gennembrud efter ca. 230 timer. Gennembruddet er også relativt stejlt. Med udgangspunkt i forsøgene blev fuldskala-anlægget dimensioneret. Med et jernspånevolumen på 7m3 , et flow på 1,5 m3/time og et gennemsnitligt kromatindhold i indløbet på 5 mg/l fås en levetid på 150-300 døgn afhængigt af reduktionskapaciteten af jernspånerne, hvilket er fuldt tilstrækkeligt til at dække behovet under grundvandsænkningen. Filteret holdt det lave udlederkrav igennem hele driftsperioden.

Figur 14 On-site jernspånefiltret ved Skt. Claravej.

Figur 14 On-site jernspånefiltret ved Skt. Claravej.

Figur 15 Resultat af laboratorieforsøg i form af udløbskoncentrationen fra kolonnen som funktion af tiden efter start af forsøg

Figur 15 Resultat af laboratorieforsøg i form af udløbskoncentrationen fra kolonnen som funktion af tiden efter start af forsøg /5/.

Efter at den forurenede jord blev udskiftet var det nødvendigt at lave omfangsdræn rundt om et antal huse for at undgå spredning af den under husene beliggende krom, som ikke kunne fjernes. Til behandling af dette drænvand blev etableret et nyt jernspånefilter, som er placeret under terræn (af æstetiske grunde). Filtret er stadig i drift, og fungerer efter hensigten. Det modtager dog en relativ begrænset krombelastning. Jernspånefiltrene er beskrevet i et Miljøprojekt /4/.

5.6 Lyndby Rens

Lokalitet og forureningssituation. Lokaliteten er beliggende i Lyndby, Roskilde Amt. Her blev i en årrække drevet et renseri. Der blev ved de udførte undersøgelser påvist en kraftig jord- og grundvandsforurening med tetraklorethylen (PCE). Forureningskilden blev lokaliseret til holdepladsen for en tankvogn, der leverede PCE til renserier og maskinfabrikker. Umiddelbart under kilden blev påvist koncentrationer af PCE i det sekundære grundvand på 70.000 μg/l. Nedstrøms forureningskilden blev der påvist PCE koncentration på 4000 μg/l.

Udførte afværgetiltag. Den mest forurenede jord umiddelbart under holdepladsen blev bortgravet, og der etableredes jordventilering fra eksisterende boring ved tidligere forureningskilde med tilhørende aktiv kulfiltering af ventilationsluften, to afværgeboringer med behandlingsanlæg for oppumpet vand (sandfilter og aktivt kulfilter i serie), samt ledningsanlæg fra afværgeboringer til behandlingsanlæg og herfra til recipient. Vandbehandlingsanlægget blev udført til at behandle en vandmængde på omkring 1,20 m3/time med et indhold af PCE på cirka 4000 μg/l.

Projektbeskrivelse. Parallelt med det etablerede kulfilter-vandbehandlingsanlæg blev etableret et jernspånefilter til behandling af en delstrøm af det oppumpede grundvand. Formålet med projektet var at opnå erfaringer med jernspånefiltre gennem en detaljeret monitering af fjernelsesrater og styrende faktorer. Projektet blev gennemført af HOH Vand og Miljø/Rambøll.

Klik her for at se figuren.

Figur 16 Skitse der viser jernspånefiltrets opbygning.

Resultater. På figur 16 er anlægget skitseret. Det bestod af et system af 5 tanke med hvert et indhold på 1m3 jernspåner. Anlægget blev færdigt i december 1999 og kørte frem til oktober 2001. Figur 17 viser de isolerede filtre placeret i containeren. I 1. fase blev der gennempumpet relativt store vandmængder (700 l/time) gennem anlægget. I starten skete der en væsentlig reduktion i PCE koncentrationerne gennem anlægget. Gennem driftperioden skete der et kraftigt tryktab over filtrene, som gjorde at man ikke kunne fastholde det flow. Man havde i en periode haft problemer med luftindtrængning ind i filtrene (især 1. filter) på grund af pumpestop i kombination med nogle defekte envejs-ventiler. Det blev besluttet i oktober 2000 at stoppe anlægget og skifte jernmaterialet ud i samtlige filtre samtidig med at anlægget driftsfunktion blev forbedret for at undgå luftindtrængning. Ved 2. fase blev flowet reduceret betydeligt (til 100 l/time). Følgende erfaringer kan opsummeres fra projektet i Lyndby:

- I begge driftsfaser er der konstateret stigende halveringstider for PCE på op til omkring 10 timer, hvilket langt overstiger rapporterede halveringstider bestemt i laboratoriet. Årsagen til de høje halveringstider blev ikke endelig fastlagt i projektet

- Der er konstateret dannelse af nedbrydningsprodukter, der dog også nedbrydes i anlægget.

- I begge driftsfaser er der konstateret stigende tryktab over anlægget. Tryktabet skyldes skorpedannelse i toppen af filtrene. Denne skorpedannelse starter i det første filter og breder sig herefter til de følgende filtre i rækken.

- Under driften udfældede der blandt andet kalk og jernhydroxider i filtrene. Volumenmæssigt svarer disse udfældninger dog kun til få procent af porevolumet i filtrene.

- En sammenligning af økonomien i aktivt kul anlægget og jernspånefilteranlægget viste tydeligt, at aktivt kul rensning af vandet var mest fordelagtigt ud fra såvel et økonomisk som et miljømæssigt synspunkt.

Figur 17 De isolerede jernspånefiltre ved Lyndby Ren

Figur 17 De isolerede jernspånefiltre ved Lyndby Rens.

5.7 Godsbanegården

Lokalitet og forureningssituation. Lokaliteten ligger i Godsbanegården i Sydhavnskvarteret i København. Via udslip af klorerede opløsningsmidler fra et værksted blev et sekundært magasin bestående af cirka 2-3 meter sand forurenet med klorerede opløsningsmidler, især cis-1,2-dichlorethylen, hvilket blev vurderet at repræsentere et nedbrydningsprodukt fra trichlorethylen. Projektets 1. fase blev udført af Banestyrelsen som demonstrationsprojekt under projektet "Miljørigtig oprensning af forurenet jord og grundvand", som er støttet af EUs "Lifeprogram" og Miljøstyrelsens teknologiprogram. Ved lokaliteten blev der afprøvet en kontinuert væg med henblik på oprensning af forureningsfanen af klorerede opløsningsmidler. Efter dette projekt blev afsluttet i 2000, blev moniteringen fortsat i en 2. fase financieret fuldt af Teknologiudviklingsprogrammet. Første fase er afrapporteret /62/ og 2. fase i en upubliseret rapport/7/. Projektet gennemførtes af HOH Vand og Miljø/Rambøll.

Projektbeskrivelse. Der blev etableret en kontinuert jernvæg bestående af ialt 75 tons jerngranulat. Figur 18 viser væggen under opbygning. Væggen blev etableret med jernspuns ned i det underliggende lerlag. Opfyldning af jernmaterialet skete uden grundvandssænkning. Væggen er fire meter høj og dækker således den sekundære sandede akvifer (se figur 19). Der blev etableret 11 moniteringsboringer i selve væggen og flere boringer op- og nedstrøms (se figur 20).

Figur 18 Væggen i Godsbanegården under opbygning

Figur 18 Væggen i Godsbanegården under opbygning.

Figur 19 Skitse af de geologiske forhold omkring væggen

Figur 19 Skitse af de geologiske forhold omkring væggen.

Figur 20 Skitse af væggen visende placering af moniteringsboringer

Figur 20 Skitse af væggen visende placering af moniteringsboringer.

Resultater. Væggens funktion har været moniteret flere gange. Vurdering af rensningsgraden i væggen baseret på koncentrationer ved ind- og udløb fra væggen har giver værdier som forventet (omkring 95% fjernelse af total klorerede alifater). Målinger af potentialebilledet viser, at især i den sidste fase af moniteringen løber en mindre del af fanen udenom den kontinuerte væg. Målinger af permeabiliteten vha. slugtest viser, at permeabiliteten af jernvæggen er mindre end forventet (udfra databladsværdier for jernet) og af samme størrelsesorden som formationens permeabilitet. Samtidig er der observeret indikationer på et fald i permeabiliteten for jernvæggen med tiden. Disse observationer kan forklare væggens delvise blokerende virkning, som altså leder til at en del af fanen passerer forbi væggen. Målinger af gradienten over væggen viser, at gradienten stiger over tiden (Figur 21), hvilket formentlig skyldes jernvæggens generelt faldende permeabilitet. Der er også analyseret for uorganiske parametre. Ved de sidste målinger er der observeret høje indhold af methan nedstrøms væggen og reduktion af sulfat gennem væggen hvilket formentlig skyldes mikrobielle reaktioner i væggen. Massebalanceberegninger viste at store mængder uorganiske stoffer tilbageholdes, og udfældes i væggen.

Figur 21 Udvikling i trykgradienten i jernvæggen over tiden

Figur 21 Udvikling i trykgradienten i jernvæggen over tiden /7/.

5.8 Økonomien i demonstrationsprojekterne

Som omtalt tidligere vil etableringsomkostningerne ved afværgeanlæg med jernspåner være større end ved mange andre anlæg. Hvis jernspånerne bevarer reaktiviteten i en anseelig tidsrum, vil driftudgifterne – især for reaktive vægge – være mindre end andre mere aktive teknologier. I sammenfatningsrapporten for alle de under teknologiudviklingsprogrammet afprøvede teknologier /63/ er der lavet oversigter over etablerings- og driftudgifter i forbindelse med alle de gennemførte demonstrationsprojekter. Det er min opfattelse, at der er sket en væsentlig teknologisk udvikling i etableringsmetoder siden demonstrations- projekterne med de reaktive vægge blev igangsat, så de angivne økonomiske rammer kan næppe bruges som grundlag for budgetoverslag for nye projekter.

 



Version 1.0 April 2004, © Miljøstyrelsen.