Sammenligning af oprensningseffekt ved airsparging og kemisk oxidation
4 Oprensning med airsparging og vakuumekstraktion
- 4.1 Borearbejde
- 4.2 Vakuum- og trykluftanlæg
- 4.3 Luftmængder, flow og massefjernelse
- 4.4 Massefjernelse
- 4.5 Oprensningseffekt i mættet zone efter airsparging
Før projektering af afværge er der gennemført in-situ tests, der har vist, at teknikkerne airsparging og vakuumventilation er egnede metoder til oprensning af forurening på lokaliteten. For beskrivelser af de udførte tests henvises til /4/.
For teoretisk gennemgang af de to metoder henvises til /8/ (afsnit 6.1.2 og 6.1.3 samt bilag 5.2 og 5.3).
Figur 4.1 viser et tværsnit af den overordnede afværgestrategi for oprensningen med airsparging og vakuumekstraktion.
Figur 4.1 Principskitse for oprensning med airsparging og vakuumekstraktion
4.1 Borearbejde
De indledende arbejder på lokaliteten har omfattet etablering af filtersatte boringer til airsparging og vakuumekstraktion. Af tabel 4.1 fremgår de etablerede boringer. Detailoplysninger vedrørende etableringen af afværgeforanstaltninger på ejendommen fremgår af /6/.
Tabel 4.1 Etablerede boringer til airsparging og vakuumekstraktion
| Boringsnr. | Placering | Orientering | Anvendelse | Materiale |
| K1 - K6 | Grønnegade 41 | Vertikal | Vakuumekstraktion og airsparging | Ø90 mm filter- og blændrør/ Ø32 mm stålfiltre og blændrør |
| V1 - V3 | Grønnegade 41 | Vertikal | Vakuumekstraktion | Ø63 mm filter- og blændrør |
| V4 - V6 | Grønnegade 39 | Vertikal | Vakuumekstraktion | Ø63 mm filter- og blændrør |
| H1.01, H1.02, H2.02, H2.03 | Grønnegade 39 | Horisontal | Vakuumekstraktion | Ø63 mm filter- og blændrør |
| A1 - A3 | Grønnegade 41 | Vertikal | Airsparging | Ø32 mm stålfiltre og blændrør |
| AS1 - AS4 | Grønnegade 39 | Horisontal | Airsparging | Ø32 mm stålfiltre og blændrør |
Samtlige boringer er afproppet med cementstabiliseret bentonit såvel mellem som over filtre. Oversigtstegning med samtlige installationer på ejendommen fremgår af bilag 1. Udvalgte boreprofiler fremgår af bilag 3.
4.1.1 Ventilationsboringer
Til oprensning i den umættede zone under kælderen til Grønnegade 41 er der etableret 3 stk. filterboringer (V1 - V3). Endvidere blev der udført 3 stk. filterboringer (V4 - V6) under kælderen til Grønnegade 39. Boringerne er etableret for at opsuge luft fra den umættede zone under kældergulvene på Grønnegade 39 og 41.
Der er desuden etableret to stk. henholdsvis 7 og 9 m lange horisontalt filtersatte boringer H1 og H2. Boringernes funktion er at opsuge luft fra den umættede zone under Grønnegade 39. Ventilationsfiltrene er etableret med udgangspunkt i en 1,5 m dyb boregrube fra Grønnegade 41. Boringernes filtersatte strækninger er sektioneret hver med 2 stk. filterrør (H1.01, H1.02, H2.02 og H2.03) hver med en filterstrækning på 2,25 m (H2) og 3 m (H1).
Af foto 4.2 fremgår, hvorledes filtrene ind under Grønnegade 39 er etableret.
Foto 4.2 Etablering af horisontale boringer
4.1.2 Airspargeboringer
For oprensning i den mættede zone under kælderen i nr. 41 er der etableret 3 stk. boringer (A1 - A3). For oprensning i den mættede zone under Grønnegade 39 er der etableret 4 filtre (AS1 - AS4). Filtrene er placeret i det forventede mest forurenede område på Grønnegade 39. De enkelte boringer har en filterstrækning på 0,5 m og er placeret i bunden af det vandførende lag. Boringerne er udført som skrå boringer fra baggården til Grønnegade 41. Boringerne er ført til overside af moræneleren.
4.1.3 Kombinerede ventilations- og airspargeboringer
Til oprensning i både umættet og mættet zone i porten og gården til Grønnegade 41 er etableret 6 stk. boringer (K1-K6). Boringerne er indrettet således, at de både kan bruges til at opsuge luft i den umættede zone og indblæse luft i den mættede zone, begge dele i samme boring.
Foto 4.1 Ledningsføring, kombinerede vacuum- og airspargeboringer
4.2 Vakuum- og trykluftanlæg
De forskellige maskinkomponenter er installeret i en 20 fods stålcontainer (tidl. kølecontainer) med lydisolerede vægge, bund og loft. Luften suges fra de 15 ventilationsboringer, hvor flow og vakuum fra hver boring kan aflæses og reguleres. Desuden er der målestuds med mulighed for udtagning af poreluftprøver fra hver boring.
Foto 4.4 og 4.5 Placering af behandlingscontainer i baggården til Grønnegade 41 (venstre) samt indretning af manifold til vakuumekstraktion og airsparging
Luften ledes gennem en vandudskiller med automatisk lænsning efter behov og alarm med standsning af anlæg ved for høj vandstand. Luften renses gennem et kulfilter. Der er mulighed for udtagning af poreluftprøver til måling af forureningsindholdet (PID eller kulrørsprøver).
Der er desuden etableret et trykluftanlæg, som forsyner 2 stk. separate manifolder med oliefri trykluft i 13 stk. filtre.
Anlægget er koblet op på et mini-SRO anlæg til overvågning af in-situ anlægget. Mini-SRO anlægget kan ikke benyttes til at styre og regulere in-situ anlægget.
PI-diagram af airsparging- og vakuumanlæg fremgår af bilag 4.
4.3 Luftmængder, flow og massefjernelse
4.3.1 Vakuumekstraktion
Anlæg til vakuumekstraktion blev opstartet den 16. september 2002 og er lukket ned den 5. april 2005.
Anlægget har kørt 24 timer i døgnet med et antal mindre driftsstop. Den samlede drifttid af vakuumventilationsanlægget i hele oprensningsperioden er ca. 21.000 timer.
Der er i driftperioden oppumpet ca. 5.000.000 m³ luft. Dette svarer til en udskiftning af poreluftvolumen på ca. 15.000 gange, idet influensområde er ca. 300 m² i en dybde af 2-3 m u.t. (effektiv porøsitet regnes som ca. 0,3)
Af figur 4.2 fremgår driftstid/flow af vakuumanlægget i fase 1. Data er hentet fra SRO-anlæg.
Figur 4.2 driftstid/flow af vakuumanlægget
4.3.2 Airsparging
Anlæg til airsparging blev opstartet den 24. oktober 2002 og lukket ned den 25. januar 2004. Anlægget har kørt 24 timer i døgnet, ca. 10.000 timer i oprensningsperioden.
Der er samlet i perioden med airsparging injiceret ca. 1.000.000 m³ luft med et flow på ca. 100 m³/h.
4.4 Massefjernelse
Massefjernelsen af PCE gennem den oppumpede luft er vist på figur 4.3. Det fremgår, at den største mængde forurening som forventet sker de første dage, anlægget har kørt. Efter opstart af airsparging d. 24. oktober 2002 blev der på 4 døgn fjernet ca. 4 kg PCE, hvorefter fjernelsen igen blev stabiliseret. Ved afslutning af airspargingen var massefjernelsen ca. 10 g PCE/døgn.
Der er totalt i perioden 16. september 2002 - 5. april 2005 fjernet ca. 33 kg PCE. Det bemærkes, at massefjernelsen ved kaliumpermanganat ikke er indregnet i figur 4.3
Figur 4.3 Massefjernelse af PCE ved vakuumekstraktion
Af resultaterne fremgår det, at fjernelsesraten efter ca. 3 måneders drift er faldet til et næsten stabilt niveau på mindre end 1 kg om måneden. Dette indikerer, at fjernelsen begrænses af diffusion fra restforureningen bundet til lavpermeable aflejringer og/eller fri fase i områder der ikke påvirkes effektivt af airspargingen.
4.5 Oprensningseffekt i mættet zone efter airsparging
Som nævnt i afsnit 2.3 blev der før opstart af oprensningen konstateret forurening med PCE op til 64.000 mg/l i det sekundære grundvand.
Af figur 4.4 fremgår den vurderede udbredelse af grundvandsforurening efter afslutning af airsparging. Der skal gøres opmærksom på, at prøverne er udtaget umiddelbart efter afslutning af airspargingen, og der har således ikke været en egentlig tilbageslagsperiode, hvorfor forureningsindholdet antages at være i den "lave" ende.
Figur 4.5 PCE-indhold i grundvand efter 16 måneders airsparging
De konstaterede indhold i grundvandet fremgår af bilag 2 og 5.4. Der ses en markant reduktion i forureningsindholdet efter 16 måneders airsparging, men der ses også stadig kraftig restforurening i kildeområdet på op til 13.000 mg/l i grundvandet og 160 mg/kg TS i jorden i den mættede zone (boring M5).
Ved den gennemførte oprensning med airsparging var der efter 16 måneders drift fjernet ca. 30 kg PCE fra hele indsatsområdet. Det blev vurderet, at der stadig var i størrelsesordenen 15-30 kg PCE tilbage og at den altovervejende forureningsmasse fandtes i den mættede zone.
Såfremt den mættede zone skulle oprenses med airsparging alene, blev det vurderet, at driftstider på 5-10 år ikke var urealistiske..
Omkostningerne til 1 års drift med airsparging har været ca. 250-300.000 kr. For at effektivisere oprensningen og mindske omkostningerne blev det derfor besluttet at indstille airspargingen og injicere kaliumpermanganat i og nedstrøms kildeområdet.
Version 1.0 Juli 2008, © Miljøstyrelsen.