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

Termisk assisteret oprensning af høfdedepotet, Høfde 42, Harboøre Tange

6 Anbefalinger til fase 2

• 6.1 Fase 2 - formål og afgrænsning
• 6.2 Pilotprojekt - valg af areal og dybde
• 6.3 Procesbeskrivelse
• 6.4 Boringsdetaljer
• 6.5 Oprensningsstrategi
• 6.6 Masse og energibalancer
• 6.7 Anlægsstørrelse
• 6.8 Monitering og prøvetagning
• 6.9 Overslag over omkostninger ved pilotprojekt
• 6.10 Yderligere anbefalinger

I dette afsnit beskrives de anbefalede aktiviteter i projektets anden fase. Pilotprojektet beskrives i afsnit 6.2 til 6.9. I afsnit 6.10 beskrives yderligere anbefalinger.

I appendiks 1 er tilsvarende præsenteret en løsning, hvor ISTD benyttes i en pilotfase.

6.1 Fase 2 - formål og afgrænsning

Hovedformålet med Fase 2 og et pilotforsøg er at vise, om den termiske metode er praktisk anvendelig og effektiv ved Høfde 42. Delformål er beskrevet i tabel 6.1.

Fase 2 vil derfor bedst af de følgende elementer:

• Gennemførelse af kalorimeterforsøg til vurdering af eksplosionsrisikoen ved opvarmning af den faktiske stofblanding i jorden ved Høfde 42.
• Karakterisering og profilering af startkoncentrationer og fysiske parametre i det valgte område.
• Modelberegninger af dampinjektion ud fra målte og vurderede parametre (forventes udført med T2VOC af Jacob Gudbjerg, DHI).
• Afgravning af øvre, rent sand og placering af en horisontal barriere over den øvre oprensningsdybde (membran).
• Placering af det rene sand over membranen.
• Installation af dampboringer, ekstraktionsboringer, og moniteringsboringer.
• Installation af infrastruktur til damp- og behandlingsanlæg (strøm, vand, udledning).
• Installation af dampanlæg.
• Installation af behandlingsanlæg.
• Installation af boringsudstykninger, pumper, manifolder, og moniteringsudstyr.
• Termisk oprensning og efterfølgende afkøling.
• Afvikling af anlæg og infrastruktur.
• Fjernelse og inspektion af boringer.
• Karakterisering af jord og grundvand efter pilotforsøget.
• Kalibrering af model og optimering af design for fuld-skala behandling.

Tabel 6.1 Formål med pilotforsøg.

Det følgende afsnit beskriver det foreløbige design af pilotprojektet.

6.2 Pilotprojekt - valg af areal og dybde

Der fokuseres på et areal inden for den allerede etablerede spuns. Arealet forudsættes afgrænset med en ny spuns, som således definerer afgrænsningen af området for pilotprojektet. En skitse af pilotforsøget fremgår af figur 6.1.

Figur 6.1 Skitse af pilotforsøg. En spuns omkranser det opvarmede område.

Der injiceres damp i og ekstraheres vand samt gasser fra filtre placeret både over og under det indskudte lerlag, som skitseret i figur 5.2.

Pilotområde udvælges ud fra følgende kriterier:

• Området skal have forurening både over og under det indskudte lerlag.
• Der skal være DNAPL over det indskudte lerlag.
• Praktisk placering med hensyn til tilslutning af strøm og vand.

Den valgte dimension på pilotområdet skyldes de følgende kriterier:

• Areal og volumen begrænses så vidt muligt for at minimere prisen på pilotprojektet.
• Boringsafstand mellem injektion og ekstraktion skal være realistisk i forhold til fuld skala (6 m valgt; 10 m er foreløbigt planlagt for fuldskala).
• Der skal være plads til installation af moniteringsboringer.

Den foreslåede spuns vil være kvadratisk med sidelængder på 10 m og en omkreds på 40 m.

6.3 Procesbeskrivelse

Generelt anvendes en mindre - og hvor det er muligt - simplificeret udgave af fuldskala-processen.

Dampen genereres på stedet af en dampmaskine. Hertil anvendes blødgjort vand. En principskitse for dampanlægget er vist i figur 5.3. Brændsel til produktion af damp er fyringsolie.

Anlægget til behandling af ekstraheret vand, DNAPL, og gasser (damp, luft, organiske stoffer samt uorganiske gasser) er skitseret i figur 6.2. Dette er en stærkt simplificeret udgave af anlægget til fuldskala-behandling. Det begrænsede volumen for pilotprojektet gør, at afkøling/kondensation og kulfiltrering er den billigste og mest pålidelige løsning til luftbehandling. Det forventes, at målinger på injicerede dampmængder samt ekstraherede mængder af vand, gas og fri fase kan anvendes til det videre design for fuldskala systemet.

Figur 6.2 Skitse af pilotanlæg til behandling af ekstraheret væske og gas.

Anlægget består af komponenter, som hver for sig har vist sig effektive over for de aktuelle stoffer. Fra manifolden med gasser og ekstraheret væske adskilles gas (luft) og væske. Luften behandles med aktivt kul til meget lave koncentrationer. Væsken ledes til en faseudskiller, hvor NAPL fraskilles. Vandet, som kan indeholde dråber af NAPL og høje opløste koncentrationer, behandles derefter ved filtrering med aktivt kul før udledning.

6.4 Boringsdetaljer

Boringerne udføres som skitseret i figur 6.3. Boringerne er identiske med de planlagte til fuld-skala oprensning, bortset fra at de er instrumenteret med termofølere.

Der injiceres damp over og under det indskudte lerlag fra en dobbeltboring med separat justering af injektionstryk i de to lag. Tilsvarende ekstraheres fra to filtre i den centrale ekstraktionsboring. Begge filtre udstyres med pumpe, mens det øverste filter også ekstraherer vand og gasser ved slurping. Herved belyses behovet for og bestandigheden af dykpumper i det forventede aggressive miljø.

Moniteringsboringerne består af et filter i hvert lag til pejling og trykmåling samt termofølere placeret for hver meter fra top til bund. De fire boringer uden for spunsen er simple filtre i umættet zone. De kan anvendes til trykmåling, måling af poreluft og vakuumekstraktion.

Figur 6.3  Skitse af injektions- og ekstraktions-boringer til pilotprojekt.

Tabel 6.2 præsenterer antallet af boringer ved pilotforsøget.

Tabel 6.2 Antal boringer til dampinjektion, ekstraktion og monitering.

*Bemærk, at to filtre installeres i hver boring.

6.5 Oprensningsstrategi

Oprensningen vil foregå efter følgende principper, meget lig strategien for fuldskala oprensning:

1. Der etableres hydraulisk og pneumatisk kontrol ved start af pumpning og ekstraktion fra over og under det indskudte lerlag. Dette dokumenteres ved pejlinger og måling af vakuum i umættet zone.
2. Damp injiceres i de dybe filtre (ca. 100 kg/time per filter), mens der pumpes tilstrækkelige mængder grundvand til at skabe plads til dampen. Dampen vil på rette tidspunkt have varmet det indskudte lerlag op til nær damptemperatur.
3. Når det nederste lag har nået en temperatur på 70-90 °C i gennemsnit, injiceres damp i det øverste lag. Der injiceres med mindre rater i det nederste lag, imens pumpning og ekstraktion justeres således, at den hydrauliske og pneumatiske kontrol bevares.
4. Når der konstateres dampgennembrud til ekstraktionsboringen, begyndes fasen med tryk-cyklusser.
5. Injektionen af damp fortsætter, indtil moniteringen viser, at oprensningen har forløbet som planlagt:
   1. Der er opnået 100 °C i det øverste lag.
   2. Der er opnået 90 °C eller højere temperatur under det indskudte lerlag.
   3. Der er fjernet store mængder færdigvarer, og koncentrationen i den ekstraherede luft og vand er faldet til under 1% af maksimum-værdien.
   4. Prøvetagning af sediment viser, at den ønskede reduktion i koncentrationen er opnået.
   5. Prøvetagning af vand viser, at nedbrydningsprodukter ikke er ophobet i uønsket høje koncentrationer. Hvis det ikke er muligt at opnå meget lave koncentrationer af alle opløste stoffer, optimeres gennemskylningen, og det vurderes, hvornår det ikke længere er rentabelt at fortsætte gennemskylningen.
6. Efter dampinjektionen afsluttes, pumpes og vakuumventileres der fortsat, indtil den ønskede sluttemperatur er opnået. Som et minimum skal al damp fjernes eller kondensere. I denne fase injiceres koldt vand, hvis det vurderes nødvendigt for afkølingen eller for at skylle vandopløselige nedbrydningsprodukter ud.

Bemærk, at der er planlagt prøvetagning af sediment under pilotforsøget. Dette skal forberedes, så der er tilstrækkelig plads.

6.6 Masse og energibalancer

I tabel 6.3 vises det samlede pilotvolumen og varmekapacitet med mellemregninger. I denne beregning er det indskudte lerlag antaget at være en del af det nedre lag, idet det fortrinsvis vil blive varmet nedefra af opstigende damp.

Tabel 6.3 Opgørelse af volumen og varmekapacitet for pilotskala-oprensning.

*Det indskudte lerlag er medtaget i beregningen for det nedre lag.

Der renses ca. 620 m³ forurenet sediment og vand. Porøsitet og vandmætning er estimeret ud fra målingerne i treatability forsøgene.

I tabel 6.4 er den beregnede energibalance for pilotprojektet samt et estimat på den forventede behandlingstid præsenteret.

Tabel 6.4 Energibalance og estimat af behandlingstid for pilotforsøget.

Den estimerede behandlingstid er ca. 113 dage (4 måneder). Den forløber som følger:

• 5 dage med etablering af hydraulisk og pneumatisk kontrol.
• Ca. 1 måned, hvor der injiceres damp - først i det nederste lag, siden i begge lag, og generelt ved nær maksimale rater for at få så god en vandret fortrængning af vand som muligt.
• 1,5 måned med trykcyklusser til optimering af opblanding og ekstraktion af flygtige stoffer.
• 1 måneds afkøling og gennemskylning med rent vand til flushing af nedbrydningsprodukter.

Projektets varighed er fleksibelt og afhænger af moniteringsresultaterne.

6.7 Anlægsstørrelse

Specifikationer på anlæggets væsentligste komponenter er angivet i tabel 6.5.

Tabel 6.5 Specifikationer på anlægskomponenter for pilotforsøg (maksimum kapaciteter).

6.8 Monitering og prøvetagning

Tabel 6.6 indeholder et foreløbigt forslag til prøvetagning og monitering i forbindelse med pilotprojektet.

Det forventes, at moniteringsprogrammet er fleksibelt, så metoder og frekvenser justeres ud fra observationerne. Det endelige moniteringsprogram fastlægges i forbindelse med en eventuel detailprojektering.

Tabel 6.6 Forslag til monitering og prøvetagning – pilotprojekt.

6.9 Overslag over omkostninger ved pilotprojekt

Størrelsesordenen for omkostningerne forbundet med gennemførelse af det beskrevne pilotforsøg er estimeret i tabel 6.7. De angivne priser er baseret på et indledende prisoverslag og afhænger af det nøjagtige omfang af pilotprojektet. Alle priser er angivet i tusinde kroner ekskl. moms.

Tabel 6.7 Prisoverslag – gennemførelse af pilotprojekt.

Udgiften til gennemførelse af pilotprojektet beløber sig til i størrelsesordenen 6 mio. kr. ekskl. moms, afhængigt af den nøjagtige udførelse af pilotprojektet, forureningsindhold i pilotområdet, omfang af moniteringsprogrammer samt korrosions- og eksplosionstest mv.

Udgifter til procesdesign indeholder kunde- og myndighedskontakt, samt detailprojektering af pilotanlægget, herunder modelarbejde for pilotanlægget. I tilsynsprisen er indregnet udgifter til tilsyn ved etablering af boringer, afværgeanlæg samt spuns.

Monitering omfatter monitering af anlægget og relevante massestrømme 3 gange ugentligt i en oprensningsperiode på ca. 4 måneder. Analyseomkostninger er ikke prissat, idet analyseomfanget på nuværende tidspunkt er ukendt. I moniteringsprisen er endvidere indregnet daglig behandling af bl.a. temperaturdata og prøvedata fra oprensningen med henblik på at optimere pilotprojektets gennemførelse. Samtidig er indregnet borearbejde til dokumentation af forureningsniveauer både før og efter endt oprensning.

Entreprenørudgiften er baseret på overslagspriser fra Arkil Miljøteknik. Dampanlægget forudsættes udstyret med dobbelt kedelanlæg med henblik på at sikre en pålidelig forsyningssikkerhed samt at undgå ophold i dampinjektionen ved bundudblæsninger og vedligeholdelse af kedelanlæg. Der er ikke indregnet udgifter til fremføring af el og vand til afværgeanlægget. Overslagsmæssigt vil etablering og afrigning af anlæg udgøre en post på ca. 2,6 mio. kr. inkl. etableringen af spuns omkring pilotområdet samt etablering af membran. I prisen er endvidere indregnet 1.800 kg vandkul samt 2.000 kg luftkul.

I pilotprojektet forudsættes gængse rørmaterialer anvendt (ST37). Der er dog i ovenstående prisoverslag regnet med en sværere godstykkelse end normalt.

Driftsudgiften af damp- og behandlingsanlæg beløber sig til størrelsesordenen ca. 500.000 kr. månedligt. Heri er indregnet udgifter til elforbrug, service og vedligeholdelse af anlæg, samt ca. 3 timers bemanding af anlægget i 5 af ugens 7 dage.

Udgifter til udskiftning af aktivt kul er ikke indregnet, men det bør overvejes, om de oppumpede vandmængder (ca. 1,1 m³/time) kan afledes til den eksisterende vandbehandling i Kulhuset. Udgifter til brændstof til dampgeneratorerne er prissat til ca. 450.000 kr.

Der er indregnet i alt 200.000 kr. til nærmere undersøgelse af eksplosions- og korrosionsrisiko.

Den endelige pris på anlægget afhænger endvidere af, i hvilket omfang de enkelte anlægselementer bliver ødelagt af det korrosive miljø i høfdedepotet. Således har Arkil Miljøteknik oplyst, at der kan påregnes en ekstraudgift på op mod 500.000 kr., såfremt vakuumpumper, varmevekslere mv. skal afskrives fuldstændigt i pilotprojektet.

Der er i prisoverslaget indregnet en driftsperiode på 4 måneder for pilotprojektet. Denne forholdsvis lange periode er valgt for nærmere at belyse oprensningseffekt og korrosionsrisiko for langtidspåvirkninger. Driftsudgiften af anlægget inkl. monitering beløber sig til op mod 600.000 kr. pr. måned inkl. monitering. Der vil således kunne opnås en væsentlig besparelse, såfremt en kortere driftstid af anlægget kan accepteres.

6.10 Yderligere anbefalinger

I forbindelse med projektets Fase 2 skal det overvejes, om følgende aktiviteter skal udføres:

• Supplerende laboratorieforsøg til belysning af mekanismer og betydning af trykcyklusser for dampbehandling (bygger på fase 1 observationerne beskrevet i afsnit 3).
• Detaljeret korrosionsstudium for metaller og andre materialer til anvendelse i boringer, rørføringer, og behandlingsanlæg.
• Laboratorieforsøg til belysning af basisk kogning som forbehandling af vand.
• Laboratorieforsøg til vurdering af bedste metoder til behandling af polære stoffer i vand.
• Analyse af muligheden for at integrere behandling af vand og/eller luft med Cheminovas eksisterende anlæg.
• Simple dampinjektions-forsøg inden for nuværende spuns til belysning af variabiliteten i permeabilitet og modstand mod dampflow. Dette kan gøres i enkle boringer, hvert forsøg kan udføres på ca. en dag med et mobilt dampanlæg (100 kg/time kapacitet).

Disse aktiviteter vil, sammen med pilotprojektet, kunne give et forbedret designgrundlag for fuldskalaoprensningen.

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

Version 1.0 Oktober 2007, © Miljøstyrelsen.