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

Pilotprojekt med stimuleret in situ reduktiv deklorering - Bilagsrapport

5 Databehandling

• 5.1 Beregning af tracerkoncentrationer
• 5.2 Beregning af hastigheder og opholdstid fra tracerforsøg
  • 5.2.1 Beregning af hastighed ud fra massemidtpunkt
  • 5.2.2 Beregning af hastighed ud fra maksimal koncentration målt
  • 5.2.3 Beregning af lokal hastighed mellem boringer
  • 5.2.4 Beregning af opholdstid fra tracerforsøg
  • 5.2.5 Beregning af masser fra tracerforsøg
  • 5.2.6 Beregning af tracerfortynding
  • 5.2.7 Beregning af laktatkoncentration ud fra Cowis driftsdata
  • 5.2.8 Beregning af donorkoncentration
• 5.3 Sammenligning af DTUs og Cowis analysedata
  • 5.3.1 Klorid
  • 5.3.2 Metan
  • 5.3.3 NVOC
  • 5.3.4 Opløst jern
  • 5.3.5 Sulfat
  • 5.3.6 Klorerede ethener og nedbrydningsprodukter
• 5.4 Slamfilters betydning for recirkulationsvand

5.1 Beregning af tracerkoncentrationer

Koncentrationen af tracer er beregnet ud fra total tilsat mængde tracer og det reinjicerede vandvolumen perioden for det aktuelle tracerforsøg. Vandvoluminet er korrigeret for 10 % fejlvisning på vandurene. Voluminet er fra Cowis moniteringsdata.

C_tracer = m_tracer / V_{reinjiceret vand}

5.2 Beregning af hastigheder og opholdstid fra tracerforsøg

5.2.1 Beregning af hastighed ud fra massemidtpunkt

Ud fra gennembrudskurver er der integreret over kurverne, hvorved summen af Br masse under kurven er fundet:

Sum af Br masse = ∑ C_middel · dt (mM × dag)

dt = t₂ - t₁

C_middel er middelkoncentrationen mellem to måledatoer

Det er manuelt beregnet, til hvilken præcis t, (t_{massemidtpunkt}) massemidtpunktet forekommer.

Hastighed ud fra massemidtpunkt er beregnet som:

Hvor X er afstand fra injektionsboring til boring, beregnet ud fra koordinater på disse.

t_{injektionsperiode} er antal dage, som det aktuelle tracerforsøg har løbet.

Afstanden er beregnet fra den injektionsboring, som den aktuelle boring ligger på mest direkte strømlinie med.

5.2.2 Beregning af hastighed ud fra maksimal koncentration målt

Hastigheden er beregnet ud fra den tid t, hvor den maksimale koncentration af tracer er målt, fratrukket den halve injektionsperiode.

Hvor X er afstand fra injektionsboring til boring, beregnet ud fra koordinater på disse.

5.2.3 Beregning af lokal hastighed mellem boringer

Den lokale hastighed mellem boringer, der ligger på direkte strømningslinie er beregnet for at undersøge eventuelle lokale forskelle i hastigheden.

Den lokale hastighed er beregnet som:

Hvor X er afstand fra injektionsboring til boring, beregnet ud fra koordinater på disse, T er opholdstiden for den enkelte boring. Opholdstiden er beregnet fra den hastighed, der er baseret på massemidtpunktet.

5.2.4 Beregning af opholdstid fra tracerforsøg

Opholdstiden til hver enkelt boring er beregnet fra hastigheder bestemt fra massemidtpunktet samt afstanden til hver enkelt boring.

5.2.5 Beregning af masser fra tracerforsøg

For at kunne sammenligne den masse bromid, der er injiceret i tracerforsøgene med den masse, der har passeret det enkelte moniteringssted, sammenlignes den størrelse, som har enheden:

mM × d – svarende til arealet under gennembrudskurverne i de enkelte boringer.

Den teoretiske molære koncentration af tracer, der er injiceret er ganget med antal dage i injektionsperioden. Dvs:

Teoretisk masse injiceret = C_tracer · t_{injektionsperiode} (mM × d)

Massen, som passerer den enkelte boring er beregnet ud fra integration under gennembrudskurver i de enkelte boringer.

Passeret masse v. boring = ∑ C_middel · dt (mM × d)

5.2.6 Beregning af tracerfortynding

Fortyndingen af tracer i de enkelte boringer er beregnet ud fra hhv. koncentrationer og masser.

5.2.7 Beregning af laktatkoncentration ud fra Cowis driftsdata

Den teoretiske koncentration af laktat i injektionsboringer er baseret på aflæsning af, hvor meget purasal (60 % Natrium-laktat), der forsvinder fra beholderen.

Voluminet af purasal, der forsvinder over tid er beregnet ud fra en fysisk aflæsning med tommestok. Det er antaget, at beholderen har den samme radius i hele højden. Beholderen har form som en tønde med radius r = 0,28 m. Radius er et gennemsnitsmål for raius målt over hele tøndens højde.

V_purasal = π · r² · dh · 1000 [L]

Hvor dh = forskel i purasalhøjde i tønde i cm over tiden dt.

5.2.8 Beregning af donorkoncentration

Ved beregning på injiceret mængde purasal fås koncentrationen af Natrium-laktat. Ifbm. stimuleret reduktiv deklorering er koncentrationen af den rene donor (kulstofkilde) interessant, da denne kan omsættes mikrobielt. Derfor foretages omregning til den rene donorkoncentration, dvs. laktatkoncentrationen.

I det følgende angives beregninger af de forskellige enheder af Natrium-laktat og laktat.

I alle beregninger af Natrium-laktat og laktatkoncentrationer er korrigeret for fejlvisning på vandure, dvs. 10 % er trukket fra det reinjicerede volumen, som er baseret på logging fra I101, I102 og I103 i perioden frem til 20.marts

Efter 20.marts er volumen fra AV1 brugt idet oppumpet volumen = reinjiceret volumen fra 20. marts og frem

5.2.8.1 Praktisk koncentration af Natrium-laktat (mg/L):

Hvor:

5.2.8.2 Praktisk molær koncentration af Natrium-laktat = Praktisk molær koncentration af Laktat

Hvor M_{Natrium-laktat} = 112 g / mol

5.2.8.3 Praktisk molær laktat-C koncentration

C_{praktisk laktat-C(mmol C/L)} = C_{praktisk laktat (mmol/L) · 3 molC/mol laktat} (mM C)

5.2.8.4 Praktisk koncentration af Laktat (mg laktat / L)

C_{praktisk Laktat-C(mg/L)} = C_{praktisk Laktat (mmol/L)} · M_Laktat

Hvor M_Laktat = 89,09 g /mol

5.2.8.5 Korrigerede koncentrationer af fede syrer ifht. fortynding

Fortyndingsfaktorer, beregnet fra tracerforsøgene, er brugt til at vurdere, om de ændringer i koncentrationer for fede syrer i den nedstrøms del af behandlingsområdet kan skyldes fortynding.

Da tracer er tilført ved pulsinjektioner, mens donor pumpes kontinuerligt ned i behandlingsområdet, kan en sammenligning af hhv. tracer- og donormasse, der passerer en boring, ikke laves.

Sammenligningen mellem tracer- og donorkoncentrationer skal derfor baseres på stofkoncentrationer målt i de enkelte boringer.

Til vurdering af en eventuel fortynding af donor, er fortyndingsfaktorer baseret på maksimal observeret koncentration af tracer ifht. teoretisk injiceret tracerkoncentration brugt, dvs. FF _{beregnet fra max konc}

Den eventuelle fortynding af fede syrer er kun vurderet efter gennembrud af donoren i hele behandlingsområdet, svarende til et porevolumen. Derfor er kun fortyndingsfaktorer fra tracerforsøg 2 og 3 brugt i denne sammenhæng.

Det antages, at de forhold, der skyldes fortynding og dermed fortyndingsfaktorerne er gældende i en periode omkring det enkelte tracerforsøg.

Fortyndingsfaktorerne bruges derfor til at korrigere observerede koncentrationer af fede syrer på et givet tidspunkt (tidspunkt for prøvetagning), som ligger indenfor den samlede periode med enten tracerforsøg 2 eller 3.

Korrektionen af observerede koncentrationer af fede syrer er udført på summen af laktat samt summen af nedbrydningsprodukterne fra laktat, dvs. acetat, format og propionat.

C_{fede syrer korrigeret} = FF_{beregnet fra max konc.} · ∑ C_{fede syrer observeret} (mmol C/L)

I tolkningen af de korrigerede koncentrationer af fede syrer, skal der tages forbehold for den forholdsvis usikre måde, som det injicerede laktatniveau i injektionsboringerne er bestemt på (se afsnit: Beregning af laktatkoncentration ud fra Cowis driftsdata)

C_{fede syrer korrigeret} = C_{fede syrer observeret}

Når den korrigerede koncentration af fede syrer er lig den observerede koncentration betyder det, at fortyndingsfaktoren er tæt på 1 og at de observerede koncentrationer derfor kan sammenlignes direkte med det teoretisk injicerede niveau. Dermed er forskellen mellem det teoretisk injicerede niveau og den observerede koncentration, sandsynligvis lig den mængde af donor, der er blevet omsat ved reduktion af uorganiske elektronacceptorer. En mulighed er dog også at det manglende indhold af organisk kulstof findes på en form, som der ikke analyseres for.

C_{fede syrer korrigeret} = C_{injiceret niveau}

Når den korrigerede koncentration af fede syrer er lig det teoretisk injicerede niveau, indikerer beregningerne, at der ikke sker nogen nedbrydning af de fede syrer, men at de observerede koncentrationer kan forklares med fortynding.

C_{fede syrer korrigeret} < C_{injiceret niveau}

Når den korrigerede koncentration af fede syrer er mindre end det teoretisk injicerede niveau, sker en anden form for koncentrationsfald af de fede syrer end det, der kan forklares med fortynding. Sorption kan ifbm. fede syrer negligeres. Dvs. at de fede syrer er nedbrudt eller ikke har bevæget sig i samme strømningsmønster som bromid, hvoraf det sidste ikke er særlig sandsynligt.

C_{fede syrer korrigeret} > C_{injiceret niveau}

Når den korrigerede koncentration af fede syrer er større end det teoretisk injicerede niveau, indikerer beregningerne strengt taget, at de fede syrer ikke er fortyndet i lige så høj grad som bromid. Ændringer i hydrauliske forhold kan derfor være årsag til denne observation. Dog kan situationen også skyldes den usikre bestemmelse af det injicerede koncentrationsniveau af laktat samt de generelle usikkerheder i analysen af bromid og fede syrer.

5.3 Sammenligning af DTUs og Cowis analysedata

Ved baselinemonitering samt den afsluttende monitering har Institut for Miljø & Ressourcer og Cowi udtaget prøver fra en række af de samme boringer. Institut for Miljø & Ressourcers prøver analyseres på Institut for Miljø & Ressourcer, mens prøver udtaget af Cowi analyseres af Analycen. Ved baselinemoniteringen blev prøverne ikke udtaget fra den samme ”stråle”, hvorimod dette var tilfældet ved den afsluttende monitering.

Nedenfor angives analyseresultaterne fra baselinemoniteringen samt den afsluttende monitering. Institut for Miljø & Ressourcers vs. Cowis data er desuden afbildet i et x-y plot, hvor også linjen x=y er afbildet. Ved fuldstændig lighed mellem de to sæt data skulle resultaterne ligge på denne linje.

Af de nedenstående grafer fremgår det, at der er fin overensstemmelse mellem kloridresultaterne samt resultater af klorerede ethener. Derimod er der mindre god overensstemmelse mellem NVOC- metan-, sulfat og jernresultaterne. Dette skyldes sandsynligvis håndteringen af prøven i felten, hvor Institut for Miljø & Ressourcers prøvetagning i tilfælde af metan foregår direkte i prøvevialen, mens prøver til NVOC-, jern- og sulfatanalyse filtreres og konserveres direkte i felten. Specielt er forskellen på indholdet af opløst jern bestemt af Analycen væsentlig lavere end indholdet bestemt af Institut for Miljø & Ressourcer ved den afsluttende monitering. Det vurderes dog, at udviklingen i indholdet af opløst jern godt kan følges på trods af denne forskel.

Samlet set er forskellen på analyseresultaterne ikke stor og det vurderes, at det samlede datasæt med analyseresultater fra hhv. DTU og Cowi kan betragtes uden at tage højde for, at resultaterne stammer fra forskellige analyselaboratorier.

5.3.1 Klorid

Sammenligning af kloridmålinger ved baseline og afsluttende monitering

5.3.2 Metan

Sammenligning af metanmålinger ved baseline og afsluttende monitering.

5.3.3 NVOC

Sammenligning af NVOC målinger ved baseline og afsluttende monitering.

5.3.4 Opløst jern

Sammenligning af opløst jern ved baseline og afsluttende monitering.

5.3.5 Sulfat

Sammenligning af sulfat ved baseline og afsluttende monitering.

5.3.6 Klorerede ethener og nedbrydningsprodukter

Sammenligning af klorerede ethener og nedbrydningsprodukter ved baseline og afsluttende monitering.

* DTUs data negligeret pga usikre data
#N/A Betyder ikke inkluderet i moniteringsprogram

#N/A Betyder ikke inkluderet i moniteringsprogram

5.4 Slamfilters betydning for recirkulationsvand

For at undgå tilklogning af recirkuleringsanlægget er indsat et filter, så det oppumpede vand fra AV1 filtreres, inden det injiceres i injektionsboringerne I101,I102 og I103. For at undersøge om det indsatte filter evt. kunne have en tilbageholdende effekt på bakterier er udtaget vandprøver til kvantitativ bestemmelse af Dhc-Vcr i boringen AV1 samt i en hane siddende efter filtret.

Resultaterne viser, at der i vandprøven fra AV1 ses en koncentration af Dhc på 2?·10⁶ celler/L, mens der i prøven fra hanen så en koncentration på 8?·10⁵ celler/L. Resultaterne tyder på, at der ikke sker en tilbageholdelse af bakterier i filtrematerialet.

For at undersøge sammensætningen af bakterier siddende på filtermaterialet er udtaget to filterprøver, som er analyseret ved DGGE. En DGGE-analyse kan sige noget om, hvilke bakterier der er til stede i prøven. Analysen viser, at der er findes ca. 10 forskellige typer af bakterier på filtermaterialet, dog ses ikke nogen Dhc. Sammen med den kvantitative bestemmelse af antallet af Dhc indikerer resultaterne, at der ikke sker en væsentlig tilbageholdelse af Dhc i filtermaterialet.

Analyse af øvrige parametre viser, at filteret ikke forårsager en ændring i sammensætningen af vandet mht. redoxparametre, klorerede ethener m.fl. Analyseresulater fra det oppumpede vand samt vand udtaget efter filteret er ens (se Bilag 5).

Tabel 5.1 Analyseresultater fra pumpboring AV1 samt prøvetagnignshane placeret efter filter men før vand, der reinjiceres.

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

Version 1.0 Februar 2007, © Miljøstyrelsen.