|
Miljøprojekt nr. 616, 2001 Afprøvning af jordvaskIndholdBILAGSFORTEGNELSEBilag A: Resultater for Jord 6 Bilag B: Resultater for Jord 1 Bilag C: Resultater for Jord 2 Bilag D: Resultater for Jord 3 Bilag E: Resultater for Jord 4 Bilag F: Resultater for Jord 5 ForordNærværende rapport beskriver resultaterne af et jordvaskeprojekt gennemført delvis med støtte fra Miljøstyrelsens Teknologipulje. Projektet var et fuldskalaprojekt, og formålet var at undersøge potentialet for jordvask i Danmark. Rapporten er udarbejdet af Christina Lindskov og Finn Oemig fra Erik K.Jørgensen AS, Rådgivende Ingeniører og af direktør Vagn Frederiksen og Lajla Højbjerg fra K.K. Miljøteknik A/S i foråret 2000. Rensningsprojektet blev gennemført ved opstilling af et tysk jordvaskeanlæg på K.K. Miljøteknik’s anlæg i Rødby. Efter forsøg med rensning af seks forskellige typer jord og typer af forureninger, gik det tyske firma desværre konkurs, og det blev derfor nødvendigt at indstille projektet inden, alle de planlagte forsøgsrensninger var gennemført. Nærværende rapport indeholder derfor resultater fra de gennemførte forsøg på trods af, at projektet ikke blev så omfattende som forudsat. Sammenfatning og konklusionerI nærværende rapport gennemgås resultaterne fra et fuldskala oprensningsprojekt for forurenet jord ved jordvask. Anlægget var indlejet af K.K. Miljøteknik AS til rensning af forurenet jord, som lå i depot i Rødby. Anlægget var fra det tyske firma Werner Frantzen. Der blev gennemført seks forsøg med rensning af jord. Det sidste forsøg blev gennemført som en intensiveret prøvetagning efter aftale om støtte fra Miljøstyrelsens Teknologiudviklingspulje. Erik K. Jørgensen AS stod for prøvetagning og den senere afrapportering. Desværre gik det tyske firma efter dette forsøg konkurs, og alle yderligere planlagte kørsler med jordvaskeanlægget måtte indstilles. Principperne ved jordvask gennemgås i kapitel 2 og går kort fortalt ud på, at man ved jordvask opnår en sortering af udgangsmaterialet i forskellige størrelsesfraktioner efter en mekanisk/fysisk behandling af jorden. Ved hjælp af sigtning, vask i tromler, separering i hydrocycloner, separationsspiraler eller separation i settlertanke fraktioneres indgangsmaterialet i 6 forskellige størrelsesfraktioner. De store fraktioner som sten, brokker, grus og sand forventes efter jordvask at kunne genbruges ved f.eks. bygge og anlægsprojekter, mens finfraktionen og den organiske fraktion enten skal renses eller deponeres efterfølgende. Vandet i et jordvaskeanlæg genbruges fra gang til gang og indeholder ikke væsentlige forureninger, idet jordvask primært er beregnet til rensning af jord for tungmetaller og tunge, organiske oliekomponenter. Der blev gennemført rensning af i alt 3600 ton jord fordelt på fem forskellige typer jord med varierende indhold af forureningskomponenter og med forskellig historisk baggrund for forureningen. Der var både udvalgt to almindelige københavnske fyldjorder indeholdende tunge kulbrinter og bly samt jord fra farve/lak fabrik, en tidligere akkumulatorfabrik og jord fra et støberi. En vigtig del af Teknologiudviklingsprojektet var at opstille forslag til, hvilke indledende analyser eller karakteriseringer af jorden, der kunne anvendes til at vurdere jordens eventuelle egnethed til rensning ved jordvask. Jordens indhold af finfraktion viste sig at have en væsentlig indflydelse på, hvor stor en del af den rensede jord, der fandtes i de genanvendelige fraktioner. Til vurdering af jordens indhold af finfraktion fandtes en kornstørrelsesbestemmelse ved sigteanalyse at være det bedste redskab evt. kombineret med en analyse for indhold af naturligt organisk materiale. Rensning af 3600 ton jord resulterede i, at ca. 680 ton blev renset med et tilfredsstillende resultat. Kriteriet for en tilfredsstillende rensning var, at koncentrationen af forureningskomponenter i de genanvendelige fraktioner skulle ned på et niveau, så jorden kunne deponeres på fyldpladser eller lignende. Samtidig skulle andelen af de genanvendelige fraktioner være tilstrækkelig til, at økonomien i rensningen kunne sikres, og i de tre sidste forsøg fandtes ca. 65 % af jorden efter rensning i disse fraktioner. Der viste sig betydelige problemer med rensning af jord indeholdende metallisk bly. Problemet viste sig at være, at bly blev separeret sammen med de størrelsesfraktioner, som blyklumperne fandtes i. Hvis anlægget skulle håndtere denne form for forureninger, ville det være nødvendigt med sortering efter vægtfylde, hvilket ikke var en enhedsoperation, som var tilknyttet det aktuelle anlæg, men som ville kunne tilkobles. Et andet problem ved håndtering af specielt fyldjord var, at jorden indeholdt klumper af slagger, der blev separeret med de genanvendelige fraktioner. Ved efterfølgende analyse af stenfraktionerne, viste der sig indhold af både tungmetaller og tjærekomponenter i de forventede rene fraktioner. Idet slagger normalt ikke udgør noget problem ved genanvendelse i f.eks. anlægsprojekter under vejarealer eller lignende, vil der ved kontrol af de genanvendelige fraktioner være behov for en anden type af analyser, f.eks. udvaskningstests i stedet for totalanalyser. I flere af forsøgene viste der sig mere forurening efter jordvask end før. Dette formodes at skyldes forureningens inhomogene fordeling i jorden inden rensning, hvorimod indholdet efter rensning vil være mere jævnt fordelt. Dette har givet nogen vanskeligheder i forbindelse med tolkning af resultaterne, og generelt har man valgt at se bort fra denne komplikation ud fra en vurdering af, at der ikke kan tilføres forurening til jorden ved en jordvask. Der viste sig ingen markant forskel på resultaterne ved rensning af tungmetaller og rensning af tunge kulbrinter ved jordvask. Begge stofgrupper vurderes at være lige velegnede til jordvask. Det blev forsøgt at vurdere, om der blev flyttet forurening fra store fraktioner til små fraktioner ved sammenligning mellem Indanalyser og Udanalyser. På baggrund af analyserne fra kun et forsøg var det ikke muligt at udlede nogen klar konklusion på denne hypotese. Ressourceforbruget til jordvask er belyst i kapitel 4. Ved rensning af 3600 ton jord blev der forbrugt 12.000 liter olie og 1500 m³ vand. Det svarer til ca. 3,3 liter olie/ton og 0,42 m³ vand/ton renset jord og en deraf følgende udgift på ca. 25 kr./ton. Dette vurderes at være et acceptabelt forbrug. På baggrund af de forventede udgifter til deponering af restfraktionerne kan det estimeres, at jordvask må koste mellem 300 og 500 kr. pr. ton renset jord. K.K. Miljøteknik AS havde betalt det tyske firma Werner Frantzen 300 kr./ton for rensning af jorden. På baggrund af de gennemførte forsøg vurderes jordvask at være en mulighed for rensning af jord i Danmark. Dog vurderes det som nødvendigt at forbedre resultaterne f.eks. ved indsættelse af yderligere enhedsoperationer til behandling af specielle forureningstyper. Summary and conclusionsThe present report evaluates the results from a full-scale project concerning cleaning of contaminated soil in a soil washing plant. K.K. Miljøteknik AS rented the plant for cleaning of soil that was stored in Rødby. The soil washing plant was rented from the German Company Werner Frantzen. Six trials with cleaning of soil were carried through, and the last trial was completed with an intensive soil sampling, due to an agreement of financial support from the Danish Environmental Protection agency. Erik K. Jørgensen AS was responsible for the sampling and the following report. Unfortunately the German Company went bankrupt after the sixth trial, and all the following trials with the plant were cancelled. The principles of soil washing are described in chapter two, and very briefly summarised, the soil washing technique is by mechanical influence to fractionate the soil into different dimensions dependent on the size of the soil granulate. By means of screening, washing in water drums, separating in hydro cyclones or separating by screw or settlement the soil is fractionated into six different fractions of size. The large fractions (as stones, fragments, gravel and sand) are expected to be recycled to the construction industry after soil wash. The fine fractions and the organic fractions have to be either cleaned or deposited on a dumpsite. The water in the soil washing plant is recycled and should not contain any contaminants, because soil washing primarily is intended for cleaning of soil contaminated with heavy metals or fuel oil components. All in all 3600 tonnes of soil collected from five different contaminated sites were cleaned at the soil washing plant. The type and concentration of the contaminants and the historical background for the sites were all different from each other. The collected soil types chosen, were two common fill layers from the City of Copenhagen containing heavy fuel and lead, soil from a former factory for paint and lacquer preparation, soil from a former battery factory and soil from a foundry. An important part of the project was to make a proposal as to what kind of analyses will be necessary to pre-characterise the soil to be able to evaluate the cleaning potential of the soil to soil wash treatment. The quantity of the fine fraction appeared to have a great influence on how much of the cleaned soil, that ended up in fractions to be recycled. The best way to pre-characterise the fine fraction of the soils was determined to be by a particle size distribution combined with an analysis for the content of natural organic material. Cleaning of 3600 tonnes of soil resulted in 680 tonnes of soil cleaned to a satisfactory level. If the cleaning of soil should be considered a success, the concentrations of the contaminants in the fractions to be recycled should be lower than the level permitted when depositing the soil at a landfill or a similar place. At the same time the part of the soil in the fractions to be recycled should be big enough to guarantee the economy in the project. In the last three trials of cleaning soil the part of the fractions to be recycled was as high as 65 %. In the cleaning of soil containing free lead several problems arose. One serious problem showed to be due to the act, that the free lead was separated together with the fractions of the same size as the free lead. If the plant should be able to handle this kind of contamination, it would be necessary to incorporate a unit to sort the soil according to the specific gravity. This kind of unit was not accessible at the actual plant, but it would be possible to incorporate. Another problem by cleaning especially fills layers were the lump of slag in the soil that was separated together with the fractions to be recycled. The following analysis of the fraction of stones showed up to contain both heavy metals and tar components instead of being clean as expected. Slag is normally not a problem to reuse beneath roads or other building projects, and the fractions to be recycled from the soil wash containing slag should also be possible to use. It is therefore necessary to change the control analyses to another type of analyses, instead of analyses for total hydrocarbon compounds or heavy metals, analyses to control the leaching from the soil would be better. In several trials the cleaned soil ended up containing more contamination than before soil wash. This is expected to be due to the inhomogeneous distribution of contamination in the soil before cleaning compared to the very homogeneous soil after cleaning where the contamination also is more even. This has given some difficulties when evaluating the results of this project, but generally it is chosen to ignore this complication while it is estimated, that no contamination can be added to the soil from a soil wash plant. There was no significant difference between the results by cleaning the soil for heavy metals or cleaning the soil for heavy fuel by soil wash. Both kinds of contaminants are evaluated to be very suitable for treatment in a soil washing plant. It was tried to evaluate if any contamination has moved from the bigger (stone) fractions to the organic or fine fractions by comparing the results of the analyses before and after cleaning in the soil wash plant. While only one trial was carried through with intensive sampling it is not possible to make any clear conclusion on this hypothesis. The consumption of resources is illustrated in chapter 4. By cleaning 3600 tonnes of soil the consumption of oil was 12.000 litres and the consumption of water was 1500 m3. This corresponds to app. 3,3-litre oil/tonne and 0,42-m3 water/tonne cleaned soil with an expense on app. 25 Kr/tonne. This is evaluated to be an acceptable cost level. In the light of the expected costs for depositing the left over fractions (fine and the organic fractions) it is estimated, that the maximum cost has to be between 300 and 500 Kr/tonne soil if it should be economical attractive to clean the soil by soil wash. K.K. Miljøteknik AS had paid the German Company Werner Frantzen 300 Kr/tonne for cleaning the soil. In the light of the finished trials, soil wash is evaluated to be a potential relevant way to clean soil in Denmark. It is gathered though to be necessary to improve the results of the soil wash for instance by adding other kind of units to treatment of special types of contaminants. 1. Indledning
1.1 FormålNærværende rapport beskriver resultaterne af et fuldskalaprojekt med rensning af forurenet jord i et jordvaskeanlæg. Jordvaskeanlægget var opstillet hos K.K. Miljøteknik A/S i Rødby, der havde indgået kontrakt med et tysk firma om oprensning af kraftigt forurenet jord ved jordvask. Formålet var at rense tungmetal forurenet og tjære/PAH - forurenet jord. Formålet med projektet var
1.2 Opbygning af rapportenRapporten er opbygget således, at der i dette kapitel følger en beskrivelse af baggrunden for projektet. Kapitel 2 er en beskrivelse af selve jordvasketeknikken og dens enhedsoperationer, som de så ud på det fuldskala anlæg, der var opstillet i Rødby. Kapitel 3 er et resumé af projektets resultater for rensning af både tungmetal forurenet og tjære/PAH - forurenet jord. Først beskrives de indhentede erfaringer med en alternativ sigteanalyse samt erfaringer med analyser af sten. Resultaterne følger herefter og er delt op således, at først beskrives jorden og dens forureningsgrad, og derefter beskrives resultaterne af rensningen. I kapitel 4 beskrives overvejelser omkring miljøbelastninger, det vil sige vandforbrug, vandkvalitet af spildevand, støvproblemer, støjproblemer samt energiforbrug. Alle ovennævnte parametre benyttes så i kapitel 5 til en konklusion af de resultater, der er opnået ved det gennemførte projekt. 1.3 Baggrunden for projektetJordvasketeknik har gennem mange år været en kendt og anvendt renseteknik for forurenet jord i specielt Holland og Belgien, hvor jordbunden typisk er meget sandet. Men også i Tyskland har man gennemført rensning på jordvaskeanlæg i en årrække. Siden 1980'erne har danske jordrensningsfirmaer haft til hensigt at introducere teknikken i Danmark, men hidtil har man holdt sig tilbage. Det skyldes sandsynligvis de markedsmæssige forhold i Danmark, hvor markedet ikke er særlig stort, og hvor teknikken på grund af de danske jordbundsforhold med megen moræneler, synes usikker. Firmaerne har derfor valgt at satse mere på de eksisterende teknikker. Ifølge teorien og erfaringerne bindes forurening primært til de fine partikler i f.eks. moræneler. I et jordvaskeanlæg er den primære operation, at jorden opdeles i størrelsesfraktioner og formålet med jordvask er, at man opdeler fraktionerne således, at de grove fraktioner kan afhændes til genbrug og de fine fraktioner vil udgøre restfraktionen indeholdende den opkoncentrerede forurening. Finfraktionen vil sandsynligvis ved slutdisponering kræve specialdeponi eller rensning. Da restfraktionen er vanskelig at afvande og kan indeholde op til 50 % vand, er der risiko for, at mængden af finfraktion er så stor, at omkostningen til deponering/behandling gør teknikken økonomisk uacceptabel. Man kommer med andre ord til også at betale for deponering/rensning af restfraktionens vandindhold. Derfor er en sandet jord som udgangspunkt mere attraktiv til rensning ved jordvask, end lerjord er. I 1999 blev der efter forhandlinger med forskellige jordrensere i hhv. Holland og Tyskland opstillet et tysk jordvaskeanlæg hos K.K. Miljøteknik A/S i Rødby, med henblik på en forsøgsrensning af jord, der lå i depot på anlægget. Et jordvaskeanlæg er sammensat af forskellige enhedsoperationer (det vil sige enkelt komponenter i vaskeprocessen), og der er ikke én bestemt sammensætning, der er den rigtige. Det valgte anlæg var ikke så raffineret som andre af de eksisterende jordvaskeanlæg, men til gengæld ville firmaet garantere K.K. Miljøteknik A/S, at de udvalgte jordtyper kunne renses. Desuden var betingelserne for lejen af anlægget væsentlig bedre end for det hollandske anlæg, og derfor blev anlægget fra Werner Frantzen valgt. Et jordvaskeanlæg kan opbygges til oprensning af en bestemt jord-/slamtype, hvis der er erfaringer for, at en bestemt kombination af enhedsoperationer er særlig effektiv. Det tyske jordvaskeanlæg blev opsat med de enheder, som det havde fungeret i Tyskland, og det var hensigten efterhånden at opnå erfaringer med, hvilken type og kombination af enhedsoperationer, der var mest effektiv overfor danske forureninger og jordtyper. Specielt var en sigtekurve for hver jordtype inden rensningen baggrund for programmering af anlægget med hensyn til opholdstider, vandforbrug m.m. K.K. Miljøteknik A/S lavede en aftale med det tyske firma Werner Frantzen om rensning af forurenet jord, der lå i depot på anlægget i Rødby. Aftalen gik på rensning af 10.000 ton kraftig forurenet jord ned til et på forhånd aftalt niveau. Jorden skulle ikke renses til klasse 1-niveau, men til et niveau, hvor deponering af de rensede fraktioner var mulig på almindelige deponeringsanlæg/lossepladser, hvis ikke genanvendelse var mulig. K.K. Miljøteknik A/S og Werner Frantzen gennemførte derefter fem kørsler til rensning af jorden ved jordvask. Efter disse fem rensningsforsøg var der etableret et samarbejde med EKJ og Miljøstyrelsens Teknologipulje, hvorfor det sjette rensningsforsøg blev gennemført som første led i et Teknologi puljeprojekt med formål om at dokumentere fuld skala-oprensning ved jordvask. På dette tidspunkt gik det tyske firma desværre konkurs, og alle yderligere planlagte rensningsprojekter måtte indstilles. K.K. Miljøteknik A/S havde efter de seks oprensninger den opfattelse, at Werner Frantzen ikke i tilstrækkeligt omfang benyttede erfaringerne fra vask af de første jordtyper til optimering af rensningen af de næste jordtyper. Samarbejdet med Werner Frantzen havde ikke fungeret optimalt, og bl.a. udleverede Werner Frantzen ikke oplysninger om, hvilke driftsbetingelser hver enkelt rensning var foregået under. Det betød, at det var vanskeligt for K.K. Miljøteknik A/S selv at opnå erfaringer med anlægget. For at kunne vurdere effektiviteten af jordvask, er det besluttet alligevel at benytte de resultater, som K.K. Miljøteknik A/S indhentede i de første rensningsforsøg. Der er i denne rapport derfor medtaget og vurderet både resultater fra de første fem jordvaskeforsøg samt det ene forsøg, der blev udført som Teknologipuljeprojekt. Dokumentationsgraden i det sidste forsøg er selvfølgelig mere omfattende end fra de fem første forsøg, men alligevel er alle resultater inddraget i vurderingen af jordvask i et forsøg på at opnå et bedre grundlag for disse konklusioner. 2. Jordvaskeanlæg
I nedenstående kapitel følger en beskrivelse af det aktuelle jordvaskeanlæg, der var opstillet på K.K. Miljøtekniks anlæg i Rødby i perioden maj til oktober 1999. Selve jordvasketeknikken er tidligere beskrevet i Miljøprojekt nr. 503 "Oprensning af blandingsforurenet jord" /1/. 2.1 Principperne ved jordvaskPrincippet i jordvask bygger, som nævnt i forrige afsnit på den antagelse, at langt den overvejende del af forureningskomponenterne er knyttet til jordpartiets fine partikler – som her defineres som partikler mindre end 0,063 mm. Rensningen af jord under vask er et resultat af principielt set to forskellige processer:
Ved en vellykket jordbehandling opnås, at et parti forurenet jord separeres ud i forskellige fraktioner, hvoraf nogle er rene og nogle indeholder opkoncentreret forurening. På det aktuelle anlæg blev der produceret følgende fraktioner:
Fordelingen mellem de enkelte slutfraktioner vil være helt afhængig af udgangsmaterialet. Sten-, grus- og sandfraktionerne skal ideelt være rene, genanvendelige materialer og de organiske fraktioner og finfraktionen skal indeholde forureningskomponenterne. Jordvask må som udgangspunkt siges at være specielt velegnet til grovere materialer såsom sandjord. Med hensyn til organiske forureninger vil det især være de tunge ikke-vandopløselige stoffer, der med fordel vil kunne behandles på et jordvaskeanlæg. Det drejer sig f.eks. om PAH’er og tjærekomponenter. Det skyldes, at prisen på biologisk behandling af disse stoffer er forholdsvis høj. Det kan af samme årsag ikke betale sig at rense lettere organiske forureninger i et jordvaskeanlæg, idet prisen på biologisk behandling er lav, og fordi de lette oliekomponenter risikerer at opløses i vandfasen og dermed "forsvinder" ud af renseprocessen. For de uorganiske forureningskomponenter vil det være oplagt at behandle tungmetal forureninger, idet oprensning af tungmetaller i dag enten er meget dyrt eller ikke mulig. 2.2 ProcesbeskrivelseJordvask gennemføres i et anlæg, som er opbygget af forskellige moduler, se procesdiagram i figur 2.1. Nedenstående gennemgang er en beskrivelse af det anlæg, som var opstillet i Rødby i 1999. Figur 2.1 Ses her! Grovsigtning Materialet føres efter indfødningen over en sigte, hvor materiale større end 10 cm sorteres fra. Det vil sige store sten, mur- og betonbrokker, træstykker, asfaltklumper, mm. Materialer mindre end 10 cm falder gennem sigten for videre behandling i en roterende vasketromle, hvor jorden opslæmmes med vand, og der sker en mekanisk overfladebearbejdning af jord og sten. Efter vasketromlen sorteres sten større end 32 mm fra. Vådsigtning Materialer mindre end 32 mm fra grovsigtningen underkastes en vådsigtning for at udskille småsten og groft grus (2-32 mm) fra sand- og ler- partikler. 2-32 mm fraktionen behandles efterfølgende i en sættetank for at udskille den organiske fraktion. Vask i hydrocykloner Partikler mindre end 2 mm (ler og sand) fra vådsigtningen rummer langt den største mængde af forureningen, og det er denne fraktion, der arbejdes videre med. Behandlingens centrale separationsproces sker i hydrocyklonen, hvor jord/vandblandingen (slurryen) under stadig bevægelse sikrer stor kontakt mellem vand og partikeloverflader. I hydrocyklonerne sker der samtidig en opdeling i sand og ler/siltpartikler. Princippet i en hydrocyklon er, at slurryen indfødes øverst i en kegleformet cylinder, samtidig med en luftstrøm blæses ind nederst i keglens spids. Derved sikres det, at de grove partikler - sand (0.063 mm-2 mm) falder igennem hydrocyklonens bund og de fine partikler < 0,063 mm (ler) følger med vandstrømmen ovenud af keglen. Princippet i en hydro cyklon ses i figur 1. Figur 2.2 --- Separationsspiraler Efterfølgende behandles slurryen med fraktionen 0,063-2 mm på separationsspiraler. Princippet i spiralerne er, at materialet/slurryen sendes ind øverst på spiralerne, hvorved det ved bevægelse ned ad spiralerne opdeles i en tung fraktion - sandet (inderst på spiralen) og en organisk fraktion (yderst på spiralen) - se figur 2.3. Figur 2.3 --- Der findes 2 sæt af spiraler på anlægget som har forskellig hældning på spiralen. Dermed kan man variere hvilke fraktionsstørrelser, der sorteres på spiralerne. Efterklaring Den udskilte partikelfraktion (< 0,063 mm) behandles i en klaringstank, hvor der tilføres et flokkuleringsmiddel og partikulært materiale bundfældes. Vandet recirkuleres i anlægget, mens bundfaldet fra klaringstanken behandles på en sibåndspresse. Produktet fra sibåndspressen - filterkagen - udgør den relativt forurenede restfraktion. Attritionsskrubber Til anlægget var knyttet en attritionsskrubber. Det er en mekanisk enhed, der bearbejder sandfraktionen (0,063-2 mm) ved skrubning og som ifølge teorien skulle medføre forbedret renseeffektivitet. Attritionsskrubberen er noget mere strømforbrugende end de øvrige enhedsoperationer i anlægget, og kan samtidig medføre en forøget mængde af finmateriale som følge af den hårde, fysiske behandling af jorden. Attritionsskrubberen var ikke i drift ved forsøgskørslerne i Rødby, men det var planen, at den efterfølgende skulle have været koblet på. Figur 2.4 --- Spildevandsrensning Der var ingen spildevandsrensning til anlægget og i princippet er processen samlet set vandforbrugende. Vand, som ikke blev forbrugt under processen, blev recirkuleret ved de seks forsøgskørsler, der blev gennemført, og det var ikke planen at udskifte vandet, selv om der var blevet gennemført flere rensningsforsøg. Da anlægget i Rødby blev demonteret, stod der 15 m3 vand i anlægget, som efterfølgende blev ledt over det i forvejen etablerede renseanlæg i Rødby og derfra via pumpekanal til Østersøen. 3. Resultater3.1 IndledningDer blev på anlægget i Rødby forsøgsrenset jord i perioden maj til september 1999. De indledende forsøg blev gennemført af K.K. Miljøteknik A/S, og efterfølgende blev EKJ og Miljøstyrelsens Teknologipulje involveret i forsøgene. De indledende forsøg var ikke omfattet af Teknologi puljeprojektet, og der eksisterer derfor ikke så mange kemiske analyser af jorden, som der gør fra det sidste forsøg. Teknologi puljeprojektet blev afbrudt, da det tyske firma Werner Frantzen gik konkurs Alligevel er resultaterne af de indledende rensningsforsøg medtaget i denne rapport for at opnå et bedre og mere nuanceret billede af resultaterne på jordvaskeanlægget. I forsøget med rensning af jord under Teknologipuljen blev muligheden for fraktionering af jordprøver inden rensning (Ind-prøver) overvejet. Dette var med baggrund i ønsket om at afklare, hvorvidt den fysiske påvirkning ved jordvask medførte, at forureningen blev mobiliseret og dermed flyttet fra store partikler til små partikler, eller om der ved jordvask udelukkende er tale om en størrelsesfraktionering/-sortering af jorden. Analyseresultaterne er behandlet og præsenteret på to forskellige måder i det efterfølgende og i bilagene. Det første resultat angiver den koncentration, som laboratoriet har konstateret ved analyserne altså i mg/kg jord TS (tørstof). Det andet resultat angiver koncentrationen i forhold til størrelsen af fraktionen. For eksempel måles 200 mg bly/kg i finfraktion af laboratoriet. Men hvis finfraktionens størrelse er 40%, så kan indholdet af bly vægtes i forhold til fraktionens størrelse til (200 mg/kg · 0,40) 80 mg/kg jord. Dermed vil den "sande" koncentration i den samlede jord kunne findes ved at lægge koncentrationerne af de vægtede koncentrationer fra de enkelte fraktioner sammen. 3.2 ForsøgsjordI nedenstående skema ses de forsøgsrensede jordtyper og deres karakteristika er kort angivet. Tabel 3.1
3.2.1 Sigteanalyser på jord 6På alle jordtyper er der inden behandling bestemt kornstørrelsesfordeling ved sigteanalyse (kornkurver). For Jordtype 6, der blev kørt som Teknologipuljeprojekt, blev der udført 3 kornkurvebestemmelser af jorden inden rensning på jordvaskeanlægget. De to af korn-kurverne blev udført efter Dansk Standard 405.9, hvor fraktionen < 0,063 mm vaskes ud af jorden. Den tredje kornkurve blev forsøgsvis udført som en tørsigtning af hele prøven, idet der var usikkerhed om, hvorvidt vådsigtning påvirkede forureningskomponenternes binding til partikelfraktionerne og derved flyttede forureningskomponenterne fra de fraktioner, hvor de naturligt var bundet. De tre kornkurver kan ses i nedenstående figur 3.1. Figur 3.1 Ses her! Som illustreret i figur 3.1 er jorden i pose 2 fremkommet efter en tørsigtning, og af figuren fremgår det, at en tørsigtning ikke giver samme fraktionering af prøven som vådsigtning. Det skyldes, at en del af finfraktionen ikke er udskilt fra de grovere fraktioner, og dermed vil analyserne af prøverne fejlagtigt give et forhøjet indhold af forureningskomponenter i de grovere fraktioner. Sammenholdt med risikoen for, at vådsigtning er en minivask og derfor medfører, at forureningen flytter sig, vurderes det alligevel mest korrekt at vælge en vådsigtning, hvis man skal fraktionere jorden inden vask i anlægget. Den fysiske påvirkning af jorden ved vådsigtning vurderes at være væsentlig mindre i forhold til en jordvask. Efter fraktionering af jorden blev der fra alle tre sigteforsøg udtaget prøver til kemisk analyse, kaldet Ind-prøver fra Jord 6. Fra de øvrige fem jordtyper er Ind-prøverne en prøve af jorden inden fraktionering, hvilket altså svarer til en normal jordprøve med alle fraktioner inkluderet. Analyser af prøverne ses i bilag A. Nedenstående figur illustrerer fordelingen af forureningskomponenter på de forskellige fraktioner inden, at jorden behandles i jordvaskeanlægget. Kun prøverne fra pose 1 og 3 er benyttet til denne illustration, idet pose 2 vurderedes ikke at være anvendelig på grund af ovenstående nævnte fraktionering. Figur 3.2 --- Ved fraktionering som følge af vådsigtning skal man være opmærksom på, at man ikke som i en jordvaske-proces får separeret de organiske fraktioner fra de uorganiske fraktioner. Dermed indeholder både store og små fraktioner organisk materiale. Dette formodes at være årsagen til, at fraktionen 0,5-2 mm har et forholdsvist højt indhold af kulbrinter og den samme tendens kan anes for tungmetallerne. 3.3 Resultater af jordrensningEfter jorden havde været gennem jordvaskeanlægget, blev der udtaget prøver af hver fraktion:
I bilag A ses en oversigt over samtlige analyseresultater af renset jord. For Jord 6 er der konsekvent udtaget 3 prøver af hver fraktion, og der er derfor også angivet et gennemsnit af resultaterne. For de andre jordtyper er der også udtaget flere prøver, så også her er gennemsnitsresultater angivet. 3.3.1 Analyser af stenfraktionen, 32-100 mmAnalyser af de store sten viste sig at være lidt problematisk, idet laboratoriet ikke umiddelbart havde nemt ved at analysere så store sten. Laboratoriet blev under Teknologi puljeprojektet anmodet om, at 1 prøve blev analyseret inden knusning, således at man kunne vurdere risikoen for udvaskning af de vaskede materialer. Derefter blev prøven sendt til knusning sammen med de øvrige stenprøver således, at man får oplysninger om stenenes totale indhold af forureningskomponenter. Resultaterne af analyserne af stenene før og efter knusning ses i nedenstående figur. Der er kun konstateret indhold af tungmetaller, mens indholdet for både kulbrintefraktioner og PAH’er lå under detektionsgrænsen. Figur 3.3 --- Koncentrationer er angivet i mg/kg TS og resultaterne kan ses i bilag A. Man kan tydeligt se, at indholdet af tungmetaller i prøven analyseret før knusning er markant lavere, end når stenene er knust. Der må altså sidde tungmetal på/i stenene, som ikke umiddelbart er tilgængeligt. Hvis det totale indhold af forureningskomponenter i prøven skal bestemmes, skal indholdet før knusning lægges til indholdet efter knusning og forskellen på de to fremgangsmåder ved analysen er derfor endnu større, end den ses på figuren. Ved en jordvaske-proces må man formode, at alt afvaskelig forurening bliver fjernet. Derfor vil risikoen for udvaskning, hvis stenene genbruges i et bygge- eller anlægsprojekt, formodentlig være meget begrænset. Det vurderes på den baggrund, at hvis man skal vurdere mulighederne for, at stenfraktionen kan genanvendes, vil det give et langt mere reelt billede af genanvendeligheden, hvis man får lavet en analyse uden knusning af stenene fremfor den traditionelle form, hvor man laver en totalanalyse af de knuste sten. Alternativt kunne man anvende udvaskningstests. 3.3.2 Resultater af rensning af de 6 jordtyperProgrammering af jordvaskeanlægget var det tyske firma Werner Frantzens opgave og foregik primært på baggrund af sigtekurven for den pågældende jordtype. På trods af forsøg fra K.K. Miljøteknik A/S på at få udleveret driftsbetingelser, lykkedes det ikke. Det vides derfor ikke, hvordan anlæggets indstillinger blev ændret mellem hver jordrensning. I nedenstående figurer er gengivet resultaterne af rensning på de seks jordtyper. Jord 5 og Jord 6 er som tidligere beskrevet den samme jord, men vil i beskrivelsen af rensningens effektivitet blive beskrevet i separate afsnit. Teknologi puljeprojektet for Jord 6 er refereret først på grund af det bedre datagrundlag. Først herefter er de øvrige resultater præsenteret. Tungmetaller er for hver jordtype af pladshensyn gengivet i samme figur. For kulbrinter er indholdet angivet som stolpediagrammer, hvor de enkelte stolper er delt op i mindre dele, som hver repræsenterer en kulbrintefraktion. Figurerne gengiver de koncentrationer, man får ved direkte analyse af jorden, og for hver jordtype vurderes jordvaskens effektivitet. I bilag A-F ses for hver jordtype det samlede sæt analyseresultater samt kornkurver af jorden inden rensning. Rensning af Jord 6 Jord 6 er en fyldjord fra København med ca. 28-30 % finfraktion. Forsøgsrensningen blev udført under Teknologipuljen, hvor udtagningen af prøver var intensiv ved rensning af ca. 50 ton jord. Der blev gennemført et omfattende analyseprogram for både Ind- og Ud-prøver. I nedenstående tabel er vist de gennemsnitlige koncentrationer bestemt på råjorden inden rensning. Tabel 3.2
På trods af, at der er tale om den samme jord som Jord 5, er der væsentligt lavere indhold af tungmetallerne kobber og bly, end der er konstateret ved Jord 5. Dette skyldes sandsynligvis, at forureningen er meget inhomogent fordelt i jorden. Ved evalueringen af resultaterne for rensningseffekten, vil der kun blive vurderet i forhold til de prøver, der er udtaget fra det aktuelt rensede jordparti, og altså ikke blive kigget på indanalyserne af Jord 5 ved vurderingen af Jord 6. Resultaterne af jordrensning ses i nedenstående figur 3.4, og resultaterne er et gennemsnit af de tre prøver, der blev udtaget fra hver fraktion. Kun forureningskomponenter på forhøjede koncentrationsniveauer, i forhold til Miljøstyrelsens kvalitetskriterier, er medtaget i figurerne og altså ikke alle de analyserede parametre. Det komplette analyseprogram ses i bilag A. Figur 3.4 --- Indholdet af kulbrinter efter rensningen viser, at forureningsniveauet var højere end før rensning. Det vurderes at skyldes jordens inhomogenitet, og at jorden efter rensning havde en mere homogen struktur, og prøverne er derfor mere repræsentative for jordpartiet. Indholdet af PAH’er i stenfraktionen er noget højere, end man skulle forvente. Da fraktionen blev nærmere undersøgt, viste det sig, at der var asfaltklumper blandet i stenene, og dette vil naturligt vise et højt indhold af PAH’er ved en kemisk analyse. Indholdet af PAH’er i form af asfaltklumper vil være mindre problematisk i forbindelse med genanvendelsesproblematikken, idet materialet til genanvendelse i givet fald skal benyttes f.eks. som man benytter slagger eller stabilgrus under belægninger. I forvejen formodes udvaskningen af PAH’er at være begrænset, og analysen til vurdering af egnetheden ved genanvendelse, bør derfor revurderes som beskrevet i afsnit 3.3.1. Figur 3.5 --- I figur 3.5 er indholdet af kulbrinter vist, når fraktionens størrelse tages i betragtning. Samtidig er vist den vægtede Indkoncentration af det samlede kulbrinteindhold. Det ses, at den overvejende del af forureningen findes i den finere organiske fraktion (0,063-2 mm). Den organiske fraktion (0,063-2 mm) udgør 32,8 % af jordpartiet efter vask, og med de målte koncentrationer findes dermed ca. 50 % af forureningen i denne fraktion og knap 30 % i finfraktionen. Sammenlignet med den vægtede koncentration inden vask, er der genfundet ca. 3½ gang mere efter rensning, end der var i jorden før rensning. I figur 3.6 ses illustreret indholdet af tungmetaller i Jord 6 efter vask, når der ikke tages hensyn til fraktionens størrelse. Figur 3.6 --- Resultatet af rensningen var som vist i figur 3.5 acceptabel, idet ca. 80 % af kulbrinteforureningen efter rensning, findes i finfraktionen og i den fine organiske fraktion. Samtidig var rensningen for tungmetaller jf. figur 3.6 også god, idet specielt bly og kobber blev opkoncentreret i finfraktionen, men også for zink sås en mindre opkoncentrering. Det høje indhold af organisk og uorganisk finfraktion i jorden inden vask (ca. 30 %) medførte, at indholdet af de genbrugelige sten- og sandfraktioner efter vask kun var på 27 % af den mængde jord, der var ført ind i anlægget. Resten fandtes som organiske fraktioner og uorganisk finfraktion. Den genanvendelige del af jordpartiet var derved begrænset, og derfor vurderes jorden alligevel ikke, at være særlig velegnet til rensning ved jordvask. Rensning af Jord 1 "Jord 1" er blandet fyldjord fra København med et indhold på 15 % finfraktion. Koncen-trationen af kulbrinter er inden rensning målt til 115 mg/kg, indholdet af bly til 370 mg/kg og indholdet af kobber til 113 mg/kg. Resultatet er et gennemsnit af 3 prøver, og prøverne repræsenterer knap 900 ton jord. Figur 3.7 --- Af resultaterne ses, at der sker en opkoncentrering af kulbrinter i de organiske fraktioner og ligeledes af bly i den organiske fraktion (0,063-2 mm), samt i den fine fraktion (< 0,063 mm). Kobber er ikke opkoncentreret på samme vis, idet den højeste koncentration af kobber findes i stenfraktionen. Indholdet er dog under de 500 mg/kg, som er kriteriet i Miljøstyrelsens Vejledning /4/ for jord ved følsom arealanvendelse. Sand- og stenfraktionerne efter vask udgør over 65 % af jord-volumet. Koncentrationsniveauerne af forureningskomponenter i de genanvendelige fraktioner i Jord 1 er på trods af opkoncentreringen ikke helt tilfredsstillende, idet indholdet af bly i stenfraktionen er tæt ved 400 mg/kg og indholdet af kulbrinter er tæt ved 200 mg/kg, hvilket er i overkanten af det acceptable. I sandfraktionen er indholdet af bly på 183 mg/kg, hvilket også er lige i overkanten, hvis sandet skal kunne genanvendes i bygge- og anlægsprojekter. Rensning af Jord 1 ved jordvask er derfor ikke helt tilfredsstillende, men baggrunden for dette kan ikke umiddelbart forklares af de data, der er til rådighed. Hvis problemet ved rensning af jord 1 skulle findes i slagger, så ville man forvente, at også indholdet af kulbrinter ville være væsentlig højere. Problemet må derfor være indhold af bly enten som frit metal eller bly adsorberet til sten- og sandfraktionen. Rensning af Jord 2 Jord 2 stammer fra en akkumulatorfabrik, men har også karakter af fyldjord. Indholdet af finfraktion er bestemt til ca. 20 % før rensning. Koncentrationen af total kulbrinter er bestemt til 295 mg/kg og indholdet af bly til 1700 mg/kg, som et gennemsnit af 2 jordprøver, repræsenterende ca. 1140 ton jord. Der blev ikke udtaget prøver til analyse af sten- og grusfraktionen, så i nedenstående figur ses kun indholdet i de finere fraktioner. Figur 3.8 --- Resultaterne af jordvasken var, som det ses i figur 3.8, ikke tilfredsstillende. Efter første vask svarer grus- og sandfraktionen til omtrent halvdelen af den jord, der blev ført ind i anlægget. Det blev besluttet at gennemføre endnu en vask af sten- og sandfraktionen. Stenfraktionen er nødvendig, for at få en god opslæmning af materialet i vasketromlen. Da det kun er sten- og sandfraktionen der vaskes, er finfraktionen og organiske fraktioner allerede udskilt fra materialet. Da der imidlertid blev fundet rene blyklumper i nogle af fraktionerne efter første vask, justeredes anlægget med henblik på, at fjerne materiale med høj vægtfylde. Det andet sæt klassifikationsspiraler, der sorterer materiale med høj vægtfylde fra sandfraktionen, blev derfor taget i anvendelse. Den "organiske" fraktion 0,063-2 mm er derfor efter anden vask en fraktion, der indeholder materiale med høj vægtfylde som f.eks. ren bly jf. figur 3.9. Figur 3.9 --- Efter 2. vask findes hovedparten af bly i de ønskede fraktioner. Hovedparten findes i fraktionen med høj vægtfylde (0,063-2 mm), som udgør 28 % af den jordmængde, der vaskes anden gang, samt i finfraktionen (< 0,063 mm), der udgør ca. 17 % af den jordmængde, der vaskes anden gang. Der findes i begge fraktioner en del sand. Isoleret set udgør de genanvendelige fraktioner, efter anden vask ca. 55 % af det tilførte materiale, men set i sammenhæng med første vask, udgør de genanvendelige fraktioner kun ca. en fjerdedel af den oprindeligt tilførte jordmængde. Dermed bliver behandlingsmetoden, jordvask ikke velegnet, idet 75 % af jorden skal deponeres eller renses. En generel erfaring fra dette forsøg er, at metallisk materiale er vanskeligt at håndtere i et jordvaskeanlæg, hvilket bekræftedes af den tyske operatør på anlægget. Metallisk materiale bliver i første vask, stort set kun sorteret efter størrelse og ender dermed i den fraktion, som metallet størrelsesmæssigt tilhører. I anden vask sorteres på vægtfylde og generelt kræver vægtfyldesortering, at der er stor vægtfyldeforskel (>2x) på de materialer, der skal adskilles. Når man i dette anlæg skal adskille sand i et stort størrelsesinterval (0,063-2 mm) fra bly i samme størrelsesinterval, vil der således komme en del af de større sandpartikler ud, sammen med de mindste blypartikler, hvorved der fås store affaldsfraktioner. Rensning af Jord 3 Jord 3 stammer fra en grund forurenet med malerslam, og indholdet af finfraktion er før vask bestemt til ca. 14 %. Koncentrationen af total kulbrinter er bestemt til 440 mg/kg, og indholdet af bly er som gennemsnit bestemt til ca. 500 mg/kg, men flere prøver viser indhold på op til 1300 mg/kg. Koncentrationen af kobber var gennemsnitligt på 6400 mg/kg. Der blev behandlet i alt 264 ton jord. Der blev kun udtaget prøver til kemisk analyse af sand- og finfraktionen, hvorfor alle resultater er samlet i nedenstående figur 3.10. Figur 3.10 --- Sten- og sandfraktionen udgjorde i denne jord mere end 55 % af den mængde jord, der var ført ind i anlægget. Derved skulle jorden være meget velegnet til jordvask. Resultaterne før vask indikerer, at der er tale om en meget inhomogen jord med blyindhold mellem 49 og 1300 mg/kg. Efter rensning er indholdet af både kulbrinter, bly og kobber højere end det acceptable niveau for renset jord, og der er stadig meget stor inhomogenitet i bly- og kobberanalyserne, se bilag D. Der ses dog en kraftig opkoncentrering af bly i finfrak-tionen (dog på baggrund af 1 kemisk analyse), hvilket kunne indikere, at der er flyttet forurening fra de store fraktioner over i de små fraktioner. Det vurderes, at årsagen til de forholdsvis dårlige resultater med jordvask af denne jord kan skyldes stor inhomogenitet i fordelingen af forureningen i jordmatricen. Derved vil store klumper af forurening ikke få den ekstra tid i f.eks. anlæggets vasketromle, som der kunne være brug for, hvis det skal sikres, at alle forureningsklumper findeles og fordeles til de rette fraktioner. Rensning af Jord 4 Jorden stammer fra en støberigrund, og indholdet af finfraktion blev bestemt til ca. 18 %. Indholdet af kulbrinter er bestemt til knap 400 mg/kg, indholdet af bly til ca. 1300 mg/kg og indholdet af kobber til ca. 1000 mg/kg. Der blev renset ca. 380 ton jord. Figur 3.11 --- Rensningen af jorden for kulbrinter var meget tilfredsstillende, idet forureningen efter rensning fandtes opkoncentreret i de organiske fraktioner samt finfraktionen. Rensningen for bly og kobber var også tilfredsstillende, idet samme opkoncentrering fandt sted. Sten- og sandfraktionen udgjorde efter rensningen 66 % af den indførte mængde, det vil sige, at kun 34 % af jorden skulle deponeres eller renses efterfølgende. Jord 4 blev altså renset ved jordvask med et tilfredsstillende resultat. De gode resultater med rensning af Jord 4 kan ikke entydigt forklares i forhold til Jord 1 til 3, men resultaterne af de to kemiske analyser udtaget af jorden inden rensning er på samme niveau, hvilket kan have forårsaget den bedre rensning. Sigtekurver og driftsforhold i forhold til de øvrige jordtyper er ikke væsentligt forskellige. Rensning af Jord 5 Forureningens oprindelse er ukendt, men jorden er en almindelig fyldjord fra København sandsynligvis også forurenet, som følge af industrielle aktiviteter. Finfraktionen udgør ca. 30 % af den samlede jordmængde. Jord 5 og Jord 6 er som tidligere beskrevet den samme jord, men vil i beskrivelsen af rensningens effektivitet blive beskrevet i separate afsnit. Der blev renset ca. 250 ton jord. Der var i jorden forinden konstateret ca. 210 mg kulbrinter/kg, 1300 mg bly/kg og ca. 1500 mg kobber/kg. Der blev kun udtaget prøver af sandfraktionen og den organiske samt finfraktionen, og der blev ikke analyseret for kobber. Resultaterne af analyserne ses i nedenstående figur 3.12. Figur 3.12 --- Indholdet af kulbrinter var på baggrund af en kemisk analyse før vask, bestemt til 210 mg/kg. Der er kun analyseret på sandfraktionen og på de to fine fraktioner efter vask, og her ses en opkoncentrering af kulbrinter i de to fine fraktioner. I sandfraktionen er indholdet 140 mg/kg, og på det forholdsvis spinkle grundlag vurderes det, at rensningen for kulbrinter var acceptabel. Indholdet af bly var før rensning i jordprøver bestemt til gennemsnitlig 1300 mg/kg, svingende mellem 890 til 2200 mg/kg. Indholdet er altså mindre efter rensning, men det formodes at skyldes jordens inhomogenitet, idet der ikke er mulighed for ophobning i anlægget. På baggrund af at indholdet af bly i sandfraktionen gennemsnitlig er under 400 mg/kg, dvs. at jorden vil kunne deponeres på almindelig fyldplads, så vurderes rensningsresultatet at være acceptabelt. Sammenfatning af rensningsresultater Rensning af de seks jordtyper forløb med meget vekslende succes. Kun 680 ton af de i alt 3600 ton renset jord blev renset til så lavt et koncentrationsniveau, at rensningen kunne siges at være tilfredsstillende. Samtidig var det dog de sidste 3 jordtyper, som gav de bedste resultater, så det kan ikke udelukkes, at erfaring med danske jordtyper kan give bedre resultater. For tre ud af de seks jordtyper lykkedes det at få en affaldsmængde (det vil sige finfraktion + organiske fraktioner) på ca. 35 %, i et tilfælde på ca. 58 % og i de to sidste tilfælde på ca. 75 %. For højt indhold af finfraktion (Jord 2 samt 5/6) viste tydeligt at have en uheldig indflydelse på mængden af affald efter jordvask. Det var i disse tre forsøg, at de største affaldsmængder fremkom. Der var ikke nogen betydelig forskel på hovedbeskrivelserne af de seks jordtyper, jf. tabel 3.1. For Jord 2 var der desuden et problem med indhold af metallisk bly, hvilket anlægget ikke var bygget til at frasortere. Hvis anlægget skulle håndtere denne form for forureninger, skulle der nødvendigvis indbygges en sortering efter vægtfylde på anlægget, så metallisk bly ikke frasorteres sammen med grus og småsten. Der viste sig ofte mere forurening totalt set i Ud-prøverne end i Ind-prøverne. De forskellige koncentrationsniveauer formodes, at skyldes inhomogen fordeling af forureningen i jorden inden jordvask, hvilket også normalt kan volde problemer ved oprydninger. Som hovedregel er det i nærværende rapport antaget, at koncentrationerne i Ud-prøverne er det mest korrekte koncentrationsniveau. Det skyldes både, at der ikke kan tilføres forurening til jorden, mens den er i anlægget samt, at der er meget større overensstemmelse mellem resultaterne af de tre Ud-prøver end der er mellem Ind-prøverne i Jord 6. Det er på baggrund af ovenstående svært at vurdere effektiviteten af jordvask. Der viser sig ingen markant forskel på rensning af tungmetaller og på rensning af tunge kulbrinter. Begge stofgrupper vurderes på den baggrund, at være lige velegnede til jordvask. 3.3.3 Flytning af forurening mellem fraktionerneEt af formålene med at analysere på jordens fraktioner inden rensning af Jord 6 var at undersøge, om forurening blev flyttet mellem fraktionerne eller, om der ved jordvask udelukkende forekom en størrelsesfraktionering af jorden. I nedenstående figur er fordelingen af det totale kulbrinteindhold illustreret. For at illustrere flytningen mellem fraktionerne, er anvendt de vægtede analyseresultater således, at koncentrationen viser indholdet af forurening pr. kg jord, og ikke, som tidligere indhold af forurening pr. kg fraktion. Idet man ved sigtning af Ind-prøverne ikke kan adskille organisk materiale fra uorganisk materiale, er resultaterne i figur 3.12 samlet for tre fraktioner:
Kulbrinter Massebalancen for kulbrinter viste, at der var 3-4 gange mere kulbrinteforurening efter rensning end før rensning og det er derfor valgt at vise fordelingen procentvis. Det antages derved, at Indresultaterne, på trods af det lavere forureningsniveau illustrerer en realistisk fordelingen af kulbrinter i mellem fraktionerne, men der er i princippet intet egentlig belæg for denne antagelse. Figur 3.13 --- Som det fremgår af figur 3.13, er niveauet af total kulbrinter før og efter jordvask nogenlunde det samme i de enkelte fraktioner. Det tyder således ikke på, at der er sket en væsentlig flytning af den organiske forurening fra de grovere fraktioner til de finere fraktioner. Idet Ind-prøverne, som tidligere nævnt, ikke kunne opdeles i organiske og uorganiske fraktioner, har det ikke været muligt at belyse, om forureningen er flyttet fra de uorganiske fraktioner til de organiske fraktioner. Tungmetaller I nedenstående figurer ses resultaterne for tungmetaller illustreret. Massebalancen for tungmetaller viste, at der var nogenlunde overensstemmelse i forureningsniveauet mellem Ind- og Ud-prøver. For at illustrere flytningen mellem fraktionerne er igen anvendt de vægtede analyseresultater. Idet man ved sigtning af Ind-prøverne ikke kan adskille organisk fra uorganisk materiale, er resultaterne ligeledes i denne figur samlet for tre fraktioner I figur 3.14 ses en svag tendens til, at der er mere kobber og bly i den fine fraktion efter vask, end der var før vask. Tendensen følges dog ikke for zink. På baggrund af kun dette ene forsøg skal det derfor ikke forsøges at udlede nogen klar konklusion på, om der flyttes tungmetalforurening mellem fraktionerne. Figur 3.14 --- 3.3.4 Analyse til vurdering af egnethed til jordvaskEt af de sekundære formål med projektet var at udvikle en metode til test af jordens egnet-hed til jordvask. Det er ikke muligt på foreliggende grundlag, at drage endelige konklu-sioner om testmetoden, på grund af den afkortede projektperiode. Men af de, i nærværende rapport refererede, resultater ses det, at udover at jordens indhold af finfraktion (< 0,063 mm) har stor betydning, så har indholdet af naturligt organisk materiale også indflydelse på restfraktionens størrelse. Det vurderes derfor, at en sigteanalyse, suppleret med en analyse for organisk indhold, vil være et skridt på vejen til at vurdere jordens egnethed til vask. Jordens indhold af organisk materiale bestemmes ved enten en analyse for glødetab eller en TOC-analyse. Begge analyser har dog den ulempe, at et evt. indhold af olie/tjæreprodukter vil fremstå som naturligt organisk indhold på analyseblanketten. Man må derfor forestille sig, at der vil være behov for samtidigt at gennemføre en GC-FID analyse, til bestemmelse af forureningskoncentrationen og trække denne koncentration fra det totale indholdet af organisk materiale i prøven. 4. Ressourceforbrug
Ved drift af et jordvaskeanlæg vil der være et vist ressourceforbrug, som bør tages med i overvejelserne om rensningsmetodens egnethed. I tabel 4.1 ses en oversigt over forbruget ved rensning af de 3600 tons jord, som blev renset på anlægget i hele forsøgsperioden. Det skal bemærkes, at da noget af jord 2 blev renset 2 gange, svarer de 3600 tons jord renset på anlægget ikke til den opgørelse, der ses i tabel 3.1. Tabel 4.1
Antallet af drifttimer pr. dag er skønnet til 8 timer/dag, og på den baggrund behandles der i anlægget 7,5 tons jord pr. time. Dette vurderes at være en acceptabel kapacitet på baggrund af, at man i projektets planlægning regnede med en kapacitet på ca. 10 ton/time. Til drift af de mekaniske dele blev opstillet en generator. Generatorens olieforbrug var i hele driftsperioden på 12.000 liter, hvilket giver et forbrug på 3,33 liter olie/ton renset jord. Dette synes af forholdsvis meget, specielt da man hertil skal lægge energiforbruget til transport og forsortering af jorden. Olieforbruget skal dog holdes op imod, at man på anlægget renser kraftig forurenet jord for både tungmetaller og tunge olie-/tjærekom-ponenter, hvilket er problematisk at rense med andre metoder i dag. Det skal også medtages i vurderingen, at ca. 50 % af jorden (de store fraktioner) gerne skal kunne genanvendes i bygge- og anlægsprojekter Der har samlet været et vandforbrug på 1500 m3, og fordelt på den 3600 ton jord svarer det til ca. 420 liter/ton renset jord. Det synes af forholdsvis meget, men vandet blev kun afledt til rensning, idet anlægget skulle nedtages og der ikke skulle renses mere jord i Rødby. Hvis anlægget var blevet stående og havde renset alt den planlagte jord, skulle det vand, der allerede var i anlægget, have været recirkuleret med kun en mindre indtag af rent vand svarende til spild. Der blev renset i alt 3600 ton jord og dertil forbrugt 12.000 liter olie og 1500 m3 vand. Det svarer til et forbrug på 0,42 m3 vand og 3,3 l olie pr. renset ton jord. Ressourceudgift hertil er ca. 25 kr./ton. Ressourceforbruget vurderes på den baggrund, at være meget begrænset, selv om hertil skal lægges transport og håndtering af jord. Støv og støj var generelt ikke noget problem, idet anlægget var opstillet på K.K. Miljøtekniks anlæg i Rødby, hvor der er langt til de nærmeste naboer. Støv vurderes sjældent at ville give problemer udover ved tilkørsel af jord til anlægget. I den resterende del af tiden er jorden i kontakt med vand og vil ikke forårsage støvgener. Støj kan blive et problem, idet generatoren til at drive anlægget laver en del støj. Generatoren kan dog f.eks. placeres i en isoleret container og dermed dæmpes væsentligt. Det øvrige anlæg er placeret i containere og forårsager derfor ikke støj i det eksterne miljø. 4.1 Sammenligning med prisen for deponeringHvis man skal lave en økonomisk sammenligning med andre rensningsmetoder, er det for tiden mest realistisk at sammenligne med prisen for deponering af jorden i klasse 4 depot. Prisen for deponering af en typisk tjære eller tungmetalforurenet jord i klasse 4 depot har hidtil ligget på mellem 1000 og 1500 kr./ton. I nedenstående beregninger er benyttet 1100 kr./ton som sammenligningsgrundlag. For at opstille funktionen for beregning af prisen for deponering sammenholdt med prisen for jordvask opstilles følgende ligning: Pris depot kl. 4 = Pris vask + mængde rent * pris rent + mængde affald * pris affald Mængden af ren jord svarer til mængden af genanvendelige materialer. Mængden af affald svarer til mængden af finfraktion. Følgende indhold af tørstof kan udledes af de gennemførte forsøg, samt pris for afhænding af de genanvendelige materialer, som evt. afhændes til deponering på fyldpladser, idet kravene til ren jord sjældent kan overholdes: Tørstofindhold i affald (finfraktion) = 70 % Tørstofindhold i ren jord (genanvendelige materialer) = 90 % Pris for deponering af jord på fyldplads (max. kl. 3) = 65 kr/ton Eksempel på beregning ved 30 % affald: Pris kl.4 depot = Pris vask + 70 % * (1/0,9) * 65 + 30 % * (1/0,7) * Pris kl.4 depot Denne funktion afbildes i en figur med vaskeprisen ud af X-aksen og deponeringsprisen for klasse 4 jord op af Y-aksen. Figuren illustrerer, at hvis en given jord vaskes, og der genereres 30 % finfraktion, så skal prisen for jordvask være mindre end 600 kr./ton for at være konkurrencedygtig overfor prisen for deponering af jorden. Eller sagt på en anden måde, at hvis det koster 400 kr./ton at vaske jord, så må det ikke resultere i mere end 40 % finfraktion, fordi så kan det bedre betale sig at deponere jorden. Figur 4.1 --- Genereringen af finfraktion ved de 6 forsøg har i gennemsnit ligget på ca. 50 %, og i de bedste tilfælde på omkring 35 %. Hvis jordvask skal være en attraktiv behandlingsform i Danmark, hvor et vist overskud på rensningen er nødvendig, skal prisen for jordrensning derfor ligge mellem 300- og 500 kr./ton. K.K. Miljøteknik AS betalte det tyske firma 300 kr./ton for rensning af jorden, men derudover kom udgiften til deponering af affaldsfraktionen. Resultaterne af de gennemførte forsøg var, at jorden blev renset til klasse 2/3 niveau, det vil sige ned til 400 mg bly/kg og 300 mg olie/kg. Det lykkedes ikke på noget tidspunkt at rense jorden helt ren, og genanvendelsesmulighederne i Danmark for let forurenet jord er stadig meget begrænsede. Derfor skal der til behandlingsprisen sandsynligvis lægges 100-150 kr./ton til deponering af den rensede jord, hvilket yderligere presser den pris, som behandling af jorden må koste. 5. Foreløbige konklusionerFølgende foreløbige konklusioner udledes på baggrund af de resultater, der er opnået i nærværende projekt. For jordvask generelt kan det konkluderes, at
For jordvaskeforsøg gennemført på det aktuelle anlæg kan følgende konkluderes:
Følgende anbefalinger udledes på baggrund af de opnåede resultater:
På baggrund af ovenstående vurderes der at være et potentiale for jordvask i Danmark, men der er brug for yderligere forsøg til at vise, om resultaterne kan forbedres i et anlæg evt. opbygget med supplerende enhedsoperationer, i forhold til det her behandlede anlæg fra Werner Frantzen. 6. Referencer/1/ Miljøstyrelsen: Miljøprojekt nr. 503, 1999: Oprensning af
blandingsforurenet jord. /2/ Armishaw, R et al. (1992): Review of innovative contaminated soil
clean-up processes. Warren Springs laboratory. /3/ Neeb e, Th. Grohs, H.(1990, 1991): Verfahrenstechnische Grundlagen
des Bodenwaschens. Sonderdruck aus Aufbereitungs-technik Mineral Processing. /4/ Miljøstyrelsens Vejledning nr. 6: "Oprydning på forurenede
grunde – Hovedbind", 1998. Bilag A:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
