Miljøprojekt Nr. 1193 – Termisk assisteret oprensning af høfdedepotet, Høfde 42, Harboøre Tange

Termisk assisteret oprensning af høfdedepotet, Høfde 42, Harboøre Tange

Sammenfatning og konklusioner

For Miljøstyrelsen og Ringkjøbing Amt har NIRAS og TerraTherm arbejdet på at vurdere, om det er muligt at benytte en termisk assisteret oprensningsmetode til fjernelse af sediment- og grundvandsforurening i og omkring depotet ved Høfde 42.

Nærværende rapport beskriver følgende aktiviteter:

Litteraturstudie om termiske metoder set i forhold til forureningen i høfdedepotet
Treatability forsøg med termiske metoder på vand og sediment fra høfdedepotet
Valg af den mest egnede termiske løsning og beskrivelse af en fuldskalaoprensning
Beskrivelse af muligt pilotprojekt

Litteraturstudiet har haft til formål at kortlægge erfaringer med termiske metoder anvendt på lokaliteter svarende til depotet ved Høfde 42. Studiet har identificeret over 700 referencer, hvoraf 33 er anvendt. Endvidere indgår TerraTherms rapport- og artikelarkiv.

I hovedtræk kan konkluderes følgende på baggrund af det gennemførte litteraturstudie:

Der foreligger ikke feltdata for termiske oprensningsprojekter omhandlende stoffer svarende til stofferne på Høfde 42, men tilsvarende projekter tyder på meget høj oprensningseffekt.
De fosforbaserede insekticider, som forekommer i høfdedepotet, er ikke højmobile, og stofferne nedbrydes ved hydrolyse under 100 °C under bestemte pH-forhold.
Biprodukter fra nedbrydningen af fosforbaserede insekticider kan være problematiske og en eventuel termisk afværgeforanstaltning skal således håndtere nedbrydningsprodukterne også.
Materialevalg til boringer og afværgeanlæg er kritisk på grund af korrosionsrisiko.
Arbejdsmiljø under oprensningen vurderes at kunne sikres via standard procedurer og en jobspecifik analyse.
Risiko for spredning af stoffer kan minimeres med allerede anvendte metoder (pneumatisk og hydraulisk kontrol).
Fosforbaserede insekticider som parahtion og methylparathion har vist sig at være termisk ustabile, og det skal afklares, om der er risiko for eksplosionsfare i forbindelse med en eventuel termisk oprensning af høfdedepotet.
Termiske metoder tyder meget lovende til oprensning af depotet ved Høfde 42 – termisk oprensning kan sandsynligvis foregå ved temperaturer under eller på 100 °C.
Patentforholdene for anvendelse af termisk oprensning i Danmark er afklarede og håndterbare.

På baggrund af oplysninger fra litteraturstudiet er der udført treatability forsøg med henblik på at belyse en række fysiske egenskaber, pH bufferkapacitet, nedbrydningsrater som funktion af pH og temperatur samt udvaskning og fjernelse af udvalgte stoffer ved opvarmning og gennemskylning. Endvidere er gas- og varmeudviklingen i udvalgte forsøg som følge af opvarmningen undersøgt.

Treatability forsøgene har vist følgende oprensningseffektiviteter:

At termisk behandling ved 300 °C vil medføre en fuldstændig fjernelse af de målte organiske stoffer, og ca. 85 % reduktion i koncentrationen af Hg.
At opvarmning til 100 °C og gennemskylning med damp fører til væsentlig reduktion af koncentrationerne af færdigvarer (92 % for ethyl-parathion og fjernelse til under detektionsgrænsen for øvrige stoffer). Den forventede effekt i felt-skala er endnu større, sandsynligvis kan ethyl-parathion ved længere tids behandling elimineres helt. Det skal bemærkes, at denne behandling ikke reducerer koncentrationen af Hg i sedimentet.
At opvarmning til 90 °C og gennemskylning med varmt vand fører til reduktion af koncentrationerne af færdigvarer (81% for ethyl-parathion og fjernelse til under detektionsgrænsen for øvrige stoffer). Den forventede effekt i felt-skala er større, sandsynligvis kan ethyl-parathion ved længere tids behandling elimineres helt. Det skal bemærkes, at denne behandling ikke reducerer koncentrationen af Hg i sedimentet.
At opvarmning til 70 °C og gennemskylning med 10 porevoluminer varmt vand gav anledning til en reduktion af færdigvare-koncentrationerne på mellem 22 og 60 % i reaktorforsøgene. Oprensningseffektiviteten var lavest for ethyl-parathion, som forekommer i størst koncentration (reduktion fra 3.700 til 2.900 mg/kg TS).

Treatability forsøgene bekræfter endvidere, at de termiske metoder medfører en risiko for produktion af uønskede gasser samt en potentiel risiko for eksplosionsfare i sedimentmatrix.

Gasmålinger viser, at der kan dannes uorganiske gasser under hydrolysen og termisk behandling. Der frigives eller dannes VOC, H₂S, SO₂, NO og CO. Det er derfor nødvendigt med god pneumatisk kontrol under en evt. oprensning.
Moniteringen af temperaturen i henholdsvis ovn og reaktor under forsøgene viser ikke umiddelbart tegn på markante exotherme processer. NIRAS har efterfølgende adspurgt Cheminova om virksomhedens erfaringer mht. stabiliteten af fx færdigvarer ved opvarmning, og den udførte temperaturmåling i reaktorforsøgene er endvidere blevet diskuteret. Cheminova anbefaler, at der udføres et mindre antal supplerende kaloriemeterforsøg med svært forurenet sediment fra høfdedepotet.

På baggrund af resultaterne fra treatability forsøgene er der opstillet 16 mulige oprensningsscenarier til behandling af forureningen i høfdedepotet. Scenarierne omfatter både behandling over og under det indskudte lerlag på lokaliteten samt uden for og inden for den etablerede spuns ved brug af forskellige termiske metoder. Der er gennemført en analyse af de enkelte scenarier under hensyntagen til bl.a. fjernet forureningsmasse, risikoreduktion samt relativ pris.

På baggrund af den gennemførte analyse er det vurderet, at det oprensningsmæssigt, økonomisk og praktisk er mest optimalt at benytte et oprensningsscenarium med termisk behandling indenfor den etablerede spuns ved minimum 90 °C under det indskudte lerlag, og termisk behandling ved 100 °C over det indskudte lerlag.

En sådan oprensning kan opnås enten ved anvendelse af den termiske løsning ISTD eller ved injektion af damp. Da oprensningen ved hjælp af damp er velafprøvet/udviklet i fuld skala i Danmark og desuden anses for billigere på den aktuelle sag, er denne løsning udvalgt til et oprensningskoncept bestående af oprensning med damp over og under det indskudte lerlag.

Efterfølgende beskrives den valgte termiske løsning med damp på fuldskala niveau. Løsningens anlægsmæssige design samt hovedtrækkene i oprensningsstrategien præsenteres, ligesom løsningens forventede forbrug af ressourcer i form af bl.a. energi skønnes. Der gives endvidere et prisoverslag over omkostningerne forbundet med gennemførelse af den præsenterede termiske løsning, ligesom den forventede oprensningseffektivitet, kritiske elementer samt usikkerheder præsenteres.

Der afsluttes med en anbefaling til aktiviteter i projektets Fase 2. Et foreløbigt design til et muligt pilotprojekt skitseres og oprensningsstrategien, et muligt moniteringsprogram samt pilotprojektets forventede forbrug af ressourcer præsenteres. Der gives et prisoverslag over omkostningsniveauet for det beskrevne pilotprojekt, samt yderligere anbefalinger til supplerende aktiviteter, der sammen med resultaterne fra pilotprojektet vil kunne give et forbedret grundlag for design af en evt. fuldskala oprensning.

Som et alternativ til et pilotprojekt og en fuldskala oprensning med damp er der i appendiks 1 beskrevet og prissat hhv. pilot og fuldskalaprojekt for tilsvarende løsninger, hvor ISTD anvendes til opvarmning og behandling af høfdedepotet.