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

Sammenligning af oprensningseffekt ved airsparging og kemisk oxidation

5 Supplerende afværgeforanstalt-ninger med kemisk oxidation

• 5.1 kemisk oxidation med kaliumpermanganat
• 5.2 Dimensioneringsgrundlag
• 5.3 Produktbeskrivelse
• 5.4 injektion af kaliumpermanganat
  • 5.4.1 Grønnegade 41
  • 5.4.2 Grønnegade 39
  • 5.4.3 Tilsatte mængder kaliumpermanganat

5.1 kemisk oxidation med kaliumpermanganat

Formålet med efterpoleringen med kaliumpermaganat er at oprense den øverste del af det sekundære magasin for at fjerne eller reducere den del af forureningen der formodes at have størst betydning for påvirkning af indeklimaet.

Indsatsområdet for den kemiske oxidation er Grønnegade 39 (under bolig) og Grønnegade 41. Indsatsområdet var her områder med PCE-indhold i grundvandet på større end 100 mg/l, dog med den største indsats i selve kildeområdet (PCE > 1.000 mg/l). Da der her er en relativ kraftig forurening lige over grundvandsspejlet (kapillærzonen), er det forsøgt at medtage denne zone i den kemiske oxidation. Den kraftige dybereliggende forurening i baggården på Grønnegade 39 var ikke et decideret mål for oprensningen, idet denne forurening ikke udgør nogen risiko mod indeklimaet.

Strategien ved den kemiske oxidation har været følgende:

• Injektion af kaliumpermanganat i og umiddelbart nedstrøms
  kildeområdet omkring grundvandsspejlet
• Løbende monitering på farveudbredelse og forureningsniveau
• Måling af oprensningseffekt, når farven er aftaget.

Princippet i kemisk oxidation er, at der sker en direkte oxidationen som destruerer opbygningen af f.eks. et PCE-molekyle via brydning af kulstof dobbeltbindingen. Slutproduktet af oxidationen er kuldioxid, vand og chloridioner. En reaktionsligning for den fuldstændige nedbrydning af PCE ved oxidation med permanganat (MnO₄^-) er vist nedenfor.

3C₂Cl₄ (PCE) + 4MnO₄^- + 4H₂O à 4MnO₂ (s) + 6CO₂ + 12Cl^- + 8H⁺

Tilsætningen af et kraftigt oxidationsmiddel vil resultere i oxidation af organiske og reducerede uorganiske forbindelser, som kaldes sedimentets naturlige oxidantforbrug (NOD). Organisk og uorganisk stof i grundvandet og i jordmatricen vil blive oxideret, og forbruget af oxidationsmiddel afhænger primært af indholdet af organisk kulstof. Til nedbrydning af PCE kræves der 1,27 g KMnO₄/g PCE, mens oxidationen af det naturlige organiske og uorganiske stof vil variere efter jordtype. Forbruget i danske sandjorde er typisk fra 2-10 g/kg sediment og på danske lerjorde er forbruget typisk 7 -18 g/kg sediment /9/.

Foto 5.1 Rødfarvning af jorden ved injektion af kaliumpermanganat.

5.2 Dimensioneringsgrundlag

I forbindelse med etablering af boringer til airsparging i august 2002 blev der udtaget jordprøver til efterfølgende bestemmelse af jordens oxidationsbehov. Formålet med forsøgene var at undersøge nedbrydningen af PCE i sedimentet samt at fastlæge forbruget af KMnO₄ til oxidation af organisk og uorganisk stof i sedimentet (sedimentets NOD-forbrug). Forsøgene blev udført på Danmarks Tekniske Universitet og er afrapporteret i /10/.

Forsøgene viste et NOD forbrug på ca. 6 g KMnO₄ pr kg sediment ved en koncentration af kaliumpermanganat på 2,5 %.

Tabel 5.2 viser de dimensionsgivende injektionsmængder.

Det fremgår, at der skal anvendes ca. 3000 kg kaliumpermanganat opløst i ca. 130 m³ opløsning.

Det var på forhånd planlagt, at injektionen skulle ske gennem 3 injektions-runder i 10 injektionspunkter med ca. 40-45 m³ 2,5 % permanganatopløsning i hver runde.

Tabel 5.2 Dimensionsgivende injektionsmængder af kaliumpermanganat

5.3 Produktbeskrivelse

Den anvendte kaliumpermanganat er af teknisk kvalitet, hvilket betyder at mindre end 1 % er urenheder. Urenhederne består bl.a. af metallerne cadmium, arsen, chrom, kviksølv og bly. Kaliumpermanganaten blev indkøbt af entreprenøren hos firmaet Brenntag Nordic.

Indholdet af opløste tungmetaller i den injicerede kaliumpermanganat er angivet i bilag 5.6.

5.4 injektion af kaliumpermanganat

Kaliumpermanganaten blev leveret i metalbeholdere med 25 kg produkt. Blanding af kaliumpermanganaten skete i en container således, at blandingen foregik i et lukket miljø for at minimere spredning af kaliumpermanganat til omgivelserne.

Injektionen af kaliumpermanganat er foretaget af Arkil Miljøteknik A/S, der har designet en mobil trailer til opblanding af kaliumpermanganatopløsningen. Der anvendes 2 stk. 1 m³ lukkede stålbeholdere til opblanding. Opblandingen sker under omrøring. Efter opblanding blev opløsningen pumpet via en manifold ud til de enkelte etablerede filtre.

Foto 5.1 og 5.2 Trailer til opblanding af kaliumpermanganat på fast form med vand

Foto 5.3 og 5.4 Manifold samt fittings til sammenkobling af injektionsslange med filterrør

Til vurdering af spredningen af kaliumpermanganat samt til vurdering af de hydrauliske forhold blev der tilsat en tracer af kaliumbromid. Der blev tilsat ca. 120 mg bromid/l i den tilsatte kaliumpermanganat under de 2 første injektionsrunder af kaliumpermanganat på Grønnegade 41.

Injektionen er udført i og umiddelbart opstrøms for hotspot dvs. i kælderen og umiddelbart uden for kælderen på Grønnegade 41. Injektion er forsøgt udført således, at der sker en jævn fordeling af kaliumpermanganat både horisontalt og vertikalt i indsatsområdet. Tabel 5.3 giver en oversigt over anvendte injektionsboringer. Boringernes placering fremgår af figur 5.2.

Tabel 5.3 Oversigt over injektionsboringer

5.4.1 Grønnegade 41

Det var på forhånd planlagt, at injektionen skulle ske gennem 3 injektionsrunder i 10 injektionspunkter. Dimensioneringsgrundlaget var 3 runder med ca. 40 m³ 2,5 % KMnO₄-opløsning injiceret i hver runde.

Det var ikke på forhånd klart, hvorvidt det var muligt at tilsætte 40 m³ uden for stor hævning af grundvandsspejlet. Den første injektionsrunde skulle være dimensionsgivende.

Under injektionen blev vakuumventilationen slukket for at undgå, at der tilgik kaliumpermanganatopløsning til filtre i container. Vakuumventilationen blev genstartet efter injektionen, da grundvandsspejlet havde normaliseret sig.

For at forbedre opblandingen af injektionsvæsken i den mættede zone blev airspargingen opstartet i 1 time med en ydelse på 50 m³/h. Formålet med airspargingen var at sikre:

• en bedre horisontal og vertikal opblanding
• en midlertidig stigning i grundvandspejlet for at behandle den
  umættede zone

Det var dog ikke muligt at sparge gennem A1 og A2, som blev tilklokket under tilsætning af kaliumpermanganat på 1. injektionsdag. Der blev kun gennemført airsparging under den første injektionsrunde, idet det kunne konstateres, at der blev presset kaliumpermanaganatopløsning op i ventilationsstrengene.

En tidligere TV-inspektion af kloakken under kælderen på Grønnegade 41 (se figur 5.2) viste, at kloakken var utæt. Kloakken ligger ca. ½ m under kældergulv og ca. ½ m over grundvandspejlet. For at undgå, at der sivede permanganat ind i kloakken måtte der således maksimalt ske en hævning af grundvands-spejlet på ca. ½ m.

Figur 5.2 Placering af injektions- og moniteringsboringer samt kloakker

Under injektionen er der således løbende udført pejlinger i kildeområdet for at sikre, at grundvandsstanden ikke skulle stige til et niveau over kloakkens bundkote. Det blev ligeledes kontrolleret ca. 1 gang pr. time i hovedkloakledningen i Grønnegade, nedstrøms Grønnegade 41, om der kunne ses rødfarvning på grund af kaliumpermanganat.

Tabel 5.4 Oversigt injektionsrunder Grønnegade 41

Som det fremgår af tabel 5.4 blev injektionen i 1. injektionsrunde afbrudt, idet der tilgik kaliumpermanganatopløsning til kloakledning placeret under Grønnegade 41.

Strategien til 2. injektionsrunde blev derfor ændret således, at kloakken under Grønnegade 41 blev afproppet mod Grønnegade. Der blev foretaget midlertidig afpropning af kloak i den sydlige ende af kælderen Grønnegade 41 (0,5 m under kældergulv). Afpropningen blev udført ved at grave til kloak og tilstoppe røret. Desuden blev kloak nord for Grønnegade 41 midlertidigt afproppet således at samlebrønd nord for Grønnegade 41 kunne anvendes som reservoir for spildevand. Efter endt injektion blev kloakken retableret.

Før 3. injektionsrunde bekostede grundejer og Faaborg Kommune en strømpeforing af fælleskloakken under ejendommen Grønnegade 41. Dette skulle bevirke, at man under injektionen ikke skulle tage hensyn til, hvorvidt kaliumpermanganat kunne tilgå kloakken. Det kunne under injektionen konstateres, at der stadig var problemer med indsivning af kaliumpermanganatopløsning i kloakken. Injektionen blev derfor indstillet, og der blev foretaget en TV-inspektion af hovedkloakken under kælderen. Det kunne her konstateres, at der var foretaget en anboring af strømpeforingen ved en regnvandsrist i kælderskakten til kælderen Grønnegade 41. Denne stikledning var ikke blevet skiftet, og der var således direkte tilgang til kloakken. Desuden kunne det konstateres ved injektionen, at de foretagne sammenkoblinger fra stikledning til hovedkloak ikke var 100 % tætte. Injektionen kunne dog gennemføres under overvågning af kloakken nedstrøms Grønnegade 41.

5.4.2 Grønnegade 39

På grund af ombygning i forhuset på Grønnegade 39 blev det muligt at tilsætte kaliumpermanganat direkte under boligen. Der blev etableret 2 håndgravede render vinkelret på Grønnegade placeret i det tidligere badeværelse (tættest på Grønnegade 41) og i det tidligere køkken (mellem den første rende og kælder under Grønnegade 39A). Placering af renderne fremgår af figur 5.2.

Der blev desuden injiceret kaliumpermanganatopløsning direkte på kampestensgulvet i kælderens nordlige ende.

Tabel 5.5 Oversigt injektionsrunder Grønnegade 39

5.4.3 Tilsatte mængder kaliumpermanganat

Det var ikke muligt at udføre en eksakt måling af, hvor meget kaliumper-manganat opløsning der er tilgået de enkelte boringer. Der er samlet injiceret 81,5 m³ kaliumpermanganatopløsning svarende til ca. 2.700 kg ren kaliumpermanganat. Dette udgør ca. 90 % af det dimensionerede forbrug.

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

Version 1.0 Juli 2008, © Miljøstyrelsen.