|
Basisk Hydrolyse – Indledende Laboratorieforsøg & Forslag til Demonstration i Pilotskala 5 Forhold omkring afværgemetoden
I det følgende angives udvalgte forhold omkring afværgemetoden til videre belysning af konceptet angivet i kapitel 4. 5.1 Vurdering af effekt på spunsen og på det omgivne miljøI rapporten om etablering af spunsen /11/ konkluderes at levetiden for en spunsvæg på 11-12 mm godstykkelse vurderes at være ca. 15 år forudsat at der overfladebehandles på begge sider og at der korrosionsbeskyttes og at worst case er en korrosion på 0,5mm korrosionstab/år/side. Vurderingen er dog behæftet med en vis usikkerhed, idet der lokalt kan være forhold der fremmer korrosionen, eller der nedsætter korrosionshastigheden. Det er specielt tilstedeværelse af ilt, lavt pH, højt kloridindhold og tilstedeværelse sulfatreducerende bakterier, der kan forkorte levetiden. Der foreligger ingen beregninger af hvor meget pH-forholdene betyder. Basisk hydrolyse vil betyde at pH-forholdene omkring spunsen på indersiden vil blive basiske, hvilket alt andet lige vil nedbringe den samlede korrosionshastighed. Hermed vurderes det, at afværgemetoden basisk hydrolyse vil have en positiv effekt på spunsen. Eftersom den basiske hydrolyse påtænkes udført inden for spunsvæggen og samtidig opretholdes der en indadrettet gradient ved at pumpe fra det omfangsdræn som etableres på spunsens inderside, så forventes der ikke noget påvirkning af den basiske hydrolyse udenfor spunsen og derved vil der ikke ske en påvirkning af det omgivne miljø. 5.2 Vurdering af oppumpning indenfor spunsenDer er foretaget modelberegninger over den forventede mængde grundvand som skal oppumpes for at opretholde en indadrettet gradient /12/. Beregningsgrundlaget er stærkt simplificeret og resultatet af beregningerne er da også behæftet med en betydelig usikkerhed. Det vurderes at oppumpning skal være mellem 0,6 m³/d og 82 m³/d (0,025-3,4 m³/time), afhængig af antallet af utætte samlinger i spunsen og om der kan opretholdes en indadrettet gradient hele tiden. Modelberegningerne er udført som statiske beregninger, hvorved der ikke er taget højde for tidslige variationer i vandstanden i havet og i lagunen, samt for ændringer i nettonedbøren. Spunsen føres ned i fjordleret, som regnes som bund i systemet, og generelt ligger fjordlerets overflade omkring kote -9. Grundvandet står omkring kote 1, dvs. der er omkring 10m vandsøjle inden for spunsen. Vandmængden indenfor spunsen er således 20.000 m² x 10m x 0,25 = 50.000 m³. Dette er den såkaldte porevolumen (PV). Afgrænsningen imellem det øvre og det nedre magasin udgøres af det indskudte lerlag, som er imellem 10 cm og 30 cm tykt. Det øvre magasin rummer således 20.000 m² x 3 m x 0,25 = 15.000 m³ grundvand, mens det nedre magasin rummer 20.000 m² x 7 m x 0,25 = 35.000 m³ grundvand. Eftersom at det indspunsede område overdækkes af en membran, forventes der ingen nettonedbør inden for spunsområdet. Grundvandsdannelsen indenfor spunsområdet sker gennem de utætte samlinger og som udveksling fra det nedre grundvandsmagasin igennem det indskudte lerlag til det øvre grundvandsmagasin. 5.3 Forhold omkring den praktiske gennemførelseNedenfor beskrives en række forhold omkring den praktiske gennemførsel af en fuldskala oprensning. Det bemærkes, at såvel basisk hydrolyse som de fleste andre afværgemetoder vil af sikkerhedsmæssige årsager kræve adgang forbudt for uvedkommende. Hermed vil der være behov for en eller anden form for indhegning i oprensningsperioden for at forhindre at uvedkommende kommer i kontakt med forureningen eller med natronlud. 5.3.1 Kortlægning af grundvandets pHInden opstart af afværgemetoden, hvor natronlud injiceres og hydrolyse-rester oppumpes, udføres en nøje kortlægning af pH-værdier i grundvandsmagasinet. pH-værdierne i samtlige filtre indenfor spunsen måles i felten. Det vurderes, at netop pH er en god forureningsindikator (lav pH vil typisk skyldes, at basisk hydrolyse er fundet sted) samtidig med at pH giver en groft indikation af, i hvilke områder og dybder, der skal injiceres ekstra lud til at modvirke pH-fald som følge af dannelse af syrer ved hydrolyse. pH målinger kan suppleres med måling af forureningskomponenter i vandprøver fra en del af filtrene. Det resulterende kort fra denne aktivitet anvendes til en indledende beregning af den nødvendige ludmængde i hver boring. 5.3.2 Udførsel af boringerTil afværgeprojektet er der behov for boringer med følgende forskellige formål:
Et af de vigtigste forhold for såvel basisk hydrolyse metoden, er at opnå kontakt mellem lud og forureningen, og efterfølgende at få transporteret de mobiliserede hydrolyse-rester til en oppumpningsboring. For at opnå dette skal der anvendes et stort antal boringerne, fx 200 til injektion (10 meters afstand i gennemsnit) og 200 til oppumpning. Yderligere injektionsboringer kan placeres i hot-spot-området. Vandmængden, der skal injiceres eller oppumpes fra hver boring er derfor tilsvarende lille. Det medfører, at en boringsdimension på fx. 25 eller 32 cm vil formentlig være tilstrækkelig. Boremetoden skal ikke vælges her, men erfaringer fra Rønland viser, at borerør med små dimensioner kan spules ned med en vandslange. En af de vigtige parametre i forbindelse med valg af boremetode er arbejdsmiljø. Det foreslås, at boremetoden vælges af den enkelte entreprenør i forbindelse med tilbudsgivning. Som eksempel kan boringerne udføres som håndboringer eller med minirig, ved først at udlægge køreplader. Det bemærkes, at boringerne vil perforere topmembranen. Ved 200 boringer og en hulstørrelse på 10 cm² fås en total hul på under ½ m². Dette anses som uden betydning i forbindelse med et membran på 20.000 m², også set i lyset af den forøgede oppumpning. Selve injektionsboringen kan være 30-50 mm PEH-rør, der føres igennem membranen nede til det indskudte lerlag. Rørstykket filtersættes i hele det mættede zone. Den samlede længde på rørene vil være 5-6 m, afhængig af dybden til det indskudte lerlag (forudsat at terræn ligger ca. i kote +3). På rørtoppen monteres en gennemboret prop hvorigennem der føres en slange til injektion/oppumpning/prøvetagning. 5.3.3 TankeDer etableres en ludtank, der for eksempel kunne placeres på spunsens østside på digekronen hævet 2 m over terræn. På den måde kan udlevering af lud (via tankbil) køre uafhængig af injicering, hvilket forenkler logistikken. Slangerne fra injektionsboringer monteres med en klemmeskrue, så der kan om nødvendigt kan lukkes for ludtilførslen. Endvidere etableres en rentvandstank på grunden. Vandet anvendes til en efterfølgende injicering, for at sikre at luden skubbes ud i formationen væk fra borehullet. Denne skylning mindsker også risikoen for spild af lud ved flytning af slanger fra én boring til en anden. Desuden sikre denne vandmængde, at der er tilstrækkelig tilførsel af vand, såfremt spunsvæggen er ”for” tæt. Endelig etableres en opsamlingstank til det oppumpede grundvand. Det forurenede vand pumpes herfra til behandlingsanlægget. 5.3.4 Injicering af ludTilsætning af natronlud i injektionsboringerne kan udføres ved hjælp af lavteknologi. For eksempel kan væsken pumpes fra den centrale ludtank til en tønde eller fra en palletank ved hver boring. Lud kan løbe ind i boringen ved gravitation eller hævert virkning, der begrænser flowet til et niveau, som boringen kan tage imod. Denne metode er meget sikker i et miljø, hvor vind, vejr og salt er hårdt mod mere avanceret udstyr. Den endelige metode fastlægges først efter der opnås erfaringer fra pilotskalaforsøget. Efter injicering får luden lov til at reagere færdig i jorden i takt med at luden bevæger sig rundt i magasinet som følge af advektion og dispersion skabt af langsom oppumpning samt som følge af molekylær diffusion skabt af den enorme koncentrationsgradient. 5.3.5 DriftIntensiteten af ludinjektion og oppumpning afhænger af placering af hot-spots samt magasinets hydrauliske ledningsevne. Fastlæggelse af hot-spot sker på grundlag af eksisterende oplysninger om forureningskoncentrationer samt den føromtalte pH-kortlægning. Fastlæggelse af områder med lav hydraulisk ledningsevne sker på basis af resultater fra eksisterende slugtest. Nedenfor ses gennemsnits hydraulisk data for forskellige dybder i magasinerne.
Tabel 5.1 Hydrauliske data. Luden injiceres forholdsvis hurtigt for at sikre, en lud presses ud i formationen i alle retninger. Herefter injiceres rentvand fra en vandtanken for at fordele luden endnu mere. Der injiceres i alle boringer indenfor et kort interval. Denne ”behandling” gentages årligt, for eksempel 3 gange i alt. Når den første ludbehandling er afsluttet, begynder oppumpningen efter en plan, lagt på basis af modelberegninger af strømningsbaner. Det forventes, at afværgepumpningen vil være alternerende. På denne måde kan man trække lud i en bestemt retning, hvorefter man pumper fra en ny retning. Dette vil sikre en bedre opblanding af lud i magasinet. 5.3.6 Behandling af det oppumpede vandDet oppumpede vand føres til ”Kulhuset”, det eksisterende kulrensningsanlæg på Knobber Enge bag ved Høfde 42. Kulhuset kan behandle ca. 4 m³ i timen (tidligere fra det afskærende dræn som ligger langs digets østside). Hermed er den nuværende kapacitet af samme størrelsesorden som behovet ved basisk hydrolyse projektet. Efter rensning ledes det behandlede vand til Vesterhavet. Hydrolyserester er mere polære og binder derfor mindre godt til aktiv kul end færdigvarerne. En løsning med basisk hydrolyse vil øge mængde af P-syrer og PNF, hvormed effekten af rensning med aktiv kul vil være begrænset. Derfor er der behov for rensning i et biologisk anlæg. Kulhuset ombygges til dette med baggrund i erfaringer fra Cheminovas spildevandsrensning.
|