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

Kemisk oxidation af sediment- og grundvandsforureningen på depotet ved Høfde 42 - fase 1: Projektbeskrivelse og forundersøgelser

5 Vurdering af anvendelse af kemisk oxidation i fuldskala

• 5.1 Formål
• 5.2 Forslag til afværgestrategi
  • 5.2.1 Indsatsområde
  • 5.2.2 Oxidationsmiddel
• 5.3 Konceptuel design
  • 5.3.1 Injektionsmetoder
  • 5.3.2 Oxidationsmiddel
• 5.4 Vurdering af metodens begrænsninger
• 5.5 Krav til spunsvæg og topmembran
• 5.6 Krav til grundvandssænkning, energiforsyning mm.
• 5.7 Miljøpåvirkninger
• 5.8 Vejrforhold og metodens anvendelighed
• 5.9 Omkostninger
• 5.10 Vurdering af nødvendig oprensningstid

Dette afsnit giver en konceptuel beskrivelse af fuldskalaoprensning med Fentons reagens. Der tages udgangspunkt i den eksisterende viden om forureningsforholdene på lokaliteten samt i den nye viden, som er fremkommet i denne rapport.

5.1 Formål

Formålet er at give en konceptuel beskrivelse af anvendelse af kemisk oxidation som afværgemetode med Fentons reagens, herunder at give et groft overslag over omkostninger.

5.2 Forslag til afværgestrategi

5.2.1 Indsatsområde

Indsatsområde er det øvre magasin inden for spunsvæggen. Dette område omfatter langt hovedparten af forureningsmassen, herunder den fri fase. På baggrund af forureningssituationen, som den kendes nu, er følgende væsentlige forudsætninger gjort i forbindelse med udarbejdelse af fuldskalaoprensning:

• Oprensningsareal er 19.000 m² svarende til det indspunsede område
• Efter etablering af spunsvæg og geomembram er tykkelsen af den umættede zone ca. 3-4 m
• Tykkelsen af den mættede zone er 3-4 m, svarende til det øvre sekundære magasin ned til det tynde lerlag, der adskiller det øvre fra det nedre magasin
• Volumen af indsatsområde i den mættede zone er ca. 76.000 m³
• Areal af område med fri fase er ca. 6.200 m². Den gennemsnitlige tykkelse af fri fase er ca. 0,05 m (0,01 – 0,25 m). Volumen af sand med fri fase er ca. 310 m³
• Den totale masse af forurening i indsatsområdet er ca. 245.000 kg, heraf udgør den sedimentbundne forurening ca. 237.000 kg, den fri fase ca. 8.100 kg og forureningen opløst i grundvandet mindre end 1.000 kg

5.2.2 Oxidationsmiddel

Der anvendes Fentons reagens, men det er endnu ikke fastlagt om der bruges modificeret Fentons uden pH regulering eller traditionel Fentons med lav pH. I begge produkter anvendes brintperoxid som en 50% opløsning.

5.3 Konceptuel design

Området opdeles i 2 delområder:

• Område 1 er et område med fri fase, svarende til ca. 6.200 m². I dette område forventes det, at mindst 85 % af forureningsmassen findes, svarende til 200.000 kg
• Område 2 er et område uden fri fase, svarende til ca. 12.800 m². I dette område findes ca. 45.000 kg forureningsmasse

5.3.1 Injektionsmetoder

Til injektion af Fentons reagens kan der anvendes "direct push boringer" (eksempelvis med Geoprobe) eller permanente boringer (traditionelle filterboringer) - eller en kombination af begge boringstyper.

Hvis der anvendes "direct push" metode forudsættes der 620 injektionsboringer i området med fri fase (3,5 m mellem hvert punkt svarende til 1,75 m influensradius). I området uden fri fase forudsættes 650 injektionsboringer (5 m mellem hver boring svarede til 2,5 m influensradius). I hver boring injiceres i 2 niveauer (top og bund) med 2 m filtre. Hvis der anvendes stationære (traditionelle filterboringer) kan afstanden mellem boringer være større. I område med fri fase kan boringerne eksempelvis placeres i ca. 5 m afstand (radius på 2,5 m). Injektionsboringer kan udføres jf. principper i figur 5.1. Her er dog anvendt stationære filterboringer.

Der påregnes doseret i 15 injektionsboringer pr. dag, når der doseres. Nogle af disse boringer vil være permanente boringer, men hvor mange permanente boringer, der etableres, vil først blive fastlagt under detailplanlægningen af fuldskalaprojektet.

Figur 5.1 Principskitse af injektion med fentons reagens med traditionelle boringer (fra Geocleanse.com)

5.3.2 Oxidationsmiddel

Ud fra ISOTEC’s erfaringer kan der antages et forbrug af iltningsmiddel pr kg forureningsmasse på ca. 1:20 for den sedimentbundne forurening og 1:25 for fri fase. Det betyder, at der for hvert kg forureningsmasse skal anvendes mellem 20-25 kg 50 % H₂O₂.

I område 1 med fri fase antages et forbrug på ca. 4.500.000 kg 50% H₂O₂ og i område 2 skal der bruges ca. 900.000 kg. Det vil sige et samlet forbrug på ca. 5.400 tons 50% H₂O₂ (ca. 4.500 m³ 50 % H₂O₂). Dette svarer til 2.700 tons 100 % H₂O₂.

Ud fra de gennemførte forsøg og kendskab til den kemiske sammensætning af pesticiderne kan det beregnes, at 1 kg pesticid forbruger ca. 1,5 kg ilt til fuldstændig oxidation. Det svarer til et forbrug på 3 kg 100 % H₂O₂ pr. kg pesticid. På den baggrund kan det beregnes, at ISOTEC´s forslag til dosering er på 4,4 gange det teoretiske forbrug, hvilket er rimeligt i betragtning af, at der også vil være et forbrug i sedimentet (NOD) samt et spild af H₂O₂ ved dekomponering.

Det vurderes, at der skal gennemføres 4-6 injektionsrunder i hvert af de to områder med ca. 6-8 ugers mellemrum. En injektionsrunde vil tage ca. 82 arbejdsdage i området med fri fase og ca. 108 arbejdsdage i området uden fri fase. Antages en koncentration på 5 % brintperoxid i den injicerede væske, skal der samlet tilsættes ca. 45.000 m³ af denne væske til jorden over de 12 injektionsrunder i de to områder.

5.4 Vurdering af metodens begrænsninger

Det vurderes, at der er gode muligheder for oprensning af forurening i det øvre magasin, både den opløste, sedimentbundne og den fri fase. Der kan dog være områder, som kan være vanskeligere at oprense, bl.a. områder som er mere finkornet eller områder som ikke rammes pga. kanalstrømning. Det vurderes også muligt at anvende metoden i det nedre magasin. Derimod vurderes det vanskeligere at oprense forurening i det indskudte lerlag på grund af de lavpermeable aflejringer.

5.5 Krav til spunsvæg og topmembran

Der er ingen særskilte krav til den etablerede spunsvæg. Mht. den etablerede plastmembran forudsættes det, at denne kan gennembores ved etablering af injektions- og moniteringsboringer. Ved injektion af Fentons reagens dannes der varme og gasser. I den forbindelse skal det vurderes, om der skal ske en ventilation af den umættede zone for at hindre at der sker spredning af gasser i den umættede zone eller optrængning af gasser til udeluften.

5.6 Krav til grundvandssænkning, energiforsyning mm.

Der er ingen krav til yderligere grundvandssænkning udover de allerede planlagte dræn, der udføres i forbindelse med spunsvæggen.

5.7 Miljøpåvirkninger

Pilotforsøget vurderes ikke at give nogle væsentlige negative effekter på det omgivende miljø. Forureningskomponenterne omdannes til kuldioxid, vand og diverse naturlige uorganiske ioner, dvs. helt ugiftige komponenter. Endvidere vil Fenton-katalysatoren tilføre jern og uorganiske saltrester. Jern vil efterhånden udfældes som ferrihydroxid eller andre tungtopløselige jernforbindelser og aflejres i depotet, hvilket dog ikke anses for noget problem. Der kan ske en vis afgasning af flygtige stoffer på grund af opvarmning af grundvandszonen. Disse dampe kan evt. opsamles gennem dræn med aktivt kulfilter. Der kan ligeledes ske en vis mobilisering af metaller, men dette vurderes ikke at være noget problem, da der ikke vil ske nogen spredning pga. spunsvæggen.

5.8 Vejrforhold og metodens anvendelighed

Vejrforhold vurderes ikke at have væsentlig betydning for arbejdets gennemførelse. Det kan dog i vinterperioden med frost og sne være vanskeligt at udføre injektion.

5.9 Omkostninger

Tabel 5.1 giver et groft overslag over udgifter til fuldskalaoprensning. Der er regnet med 6 injektionsrunder i både område med fri fase og område uden fri fase.

Tabel 5.1 groft overslag over udgifter til fuldskalaoprensning med Fentons reagens

* Enhedsprisen inkluderer brintperoxid, katalysator, arbejdskraft og doseringsudstyr

Det ses, at udgifterne på det foreliggende grundlag er estimeret til ca. 67 mill. kr. Overslaget er naturligvis forbundet med en del usikkerhed, og de faktiske udgifter kan gå begge veje. Antal af injektionsrunder kan fx godt være mindre end 6 runder som forudsat.

Vi har forudsat, at processen kan gennemføres med jern(II)sulfat som katalysator. Hvis yderligere forsøg viser, at der skal anvendes en modificeret jernforbindelse kan denne post stige med 5-10 mio. kr. Meget tyder dog på, at man kan nøjes med jernsulfat, da pH i depotet er meget lav.

Det skal bemærkes, at injektionsboringer foretages af det mandskab, der allerede er med i budgettet, og man bruger den borerig, som er med i udstyrsbudgettet.

Vi har i første omgang forudsat, at der skal gennemføres 6 injektionsrunder på henholdsvis 82 dage (i området med fri fase) og 108 dage i det område, hvor der ikke er fri fase. Det praktiske arbejde kan vise, at omfanget bliver mindre, hvilket først og fremmest vil spare arbejdskraft og udstyrsleje, men måske også kemikalier. Omfanget kan eventuelt også blive større, men det er mindre sandsynligt, da man i overslaget har kalkuleret med et relativ stor injektion.

Der kan eventuelt også spares på udstyrsposten, hvis man anvender en dansk entreprenør med dansk udstyr.

Der kan eventuelt også spares på supervisor indsatsen, hvis den amerikanske superviser kan styre to injektionsrunder ad gangen. Han vil i så fald i et vist omfang kunne erstattes af dansk arbejdskraft til billigere takst.

5.10 Vurdering af nødvendig oprensningstid

Med op til 6 injektionsrunder i hvert område med 2 måneders mellemrum mellem hver injektion vil selve injektionen alene vare 2-3 år, og det forudsætter endda, at der injiceres i begge områder samtidig eller med en vist overlapning. Planlægning, udbud og etablering af injektionsboringer vil ligeledes tage ca. ½ år. Den efterfølgende monitering og rapportering vil tage ca. ½ år. Det samlede tidsforløb vil da være 3 - 5 år.

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

Version 1.0 Oktober 2007, © Miljøstyrelsen.