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

Afprøvning af In-Well Aerator

2. Afprøvning, Ulstrup

Med støtte fra Miljøstyrelsens Teknologiudviklingsprogram er In-Well Aeratoren afprøvet på en lokalitet i Ulstrup, Viborg Amt.

Dette kapitel indeholder en beskrivelse af projektet i Ulstrup, herunder oprensningsresultater og anslåede driftsomkostninger.

2.1 Indledning

På baggrund af forureningsundersøgelserne udført i 1997/1998 er der i efteråret 1998 iværksat et teknologiudviklingsprojekt i Ulstrup i Viborg Amt. Projektet er udført i et samarbejde mellem Viborg Amt, Hvorslev Kommune, den virksomhed, hvorfra forureningen stammer, Adept Technologies A/S og NIRAS.

Projektet omfatter oppumpning og rensning af grundvand fra det sekundære grundvandsmagasin med en In-Well Aerator fra én boring.

2.2 Forureningssituation

I dette afsnit beskrives baggrund og forureningssituation for lokaliteten, hvor In-Well Aeratoren er afprøvet.

2.2.1 Baggrund

Ved to forureningsundersøgelser udført i 1997 /5,6/ er der i området omkring Østergade i Ulstrup påvist en forurening med chlorerede opløsningsmidler. Forureningen er via grundvandet spredt fra virksomhedsgrunden ind under et boligområde, der er beliggende nedstrøms kildeområdet.

Figur 3.
Situationsplan, Ulstrup

Forureningen består fortrinsvis af trichlorethylen (TCE), men der er også påvist indhold af tetrachlorethylen (PCE).

Kilden til forureningen har sandsynligvis været affedtning af metalemner på virksomheden. Affedtningen er sket 3 steder på virksomheden i forskellige affedtningskar, hvori der har været anvendt chlorerede opløsningsmidler. Affedtning af emner med chlorerede opløsningsmidler er startet i 1953, hvor der blev anvendt TCE. Fra 1968 til 1989 er der anvendt PCE, hvorefter der indtil 1997 igen er anvendt TCE. I 1997 er affedtningsprocessen ændret således, at der udelukkende anvendes sæbe som affedtningsmiddel, og det tidligere affedtningskar er fjernet.

I forbindelse med fjernelse af karret har virksomheden igangsat en forureningsundersøgelse omkring det seneste affedtningskar for at undersøge en eventuel forurening.

Da undersøgelsen viste en forurening med chlorerede opløsningsmidler i grundvandet, poreluften og jorden, blev der igangsat supplerende undersøgelser i samarbejde med Hvorslev Kommune og Viborg Amt.

2.2.2 Geologi og hydrogeologi

Det undersøgte område er beliggende i Gudenådalen, tæt på centrum i Ulstrup og umiddelbart op ad butikker og boliger.

Det primære grundvandsmagasin i området er spændt og har trykniveau nær terræn. Strømningsretningen for det nedre primære magasin vurderes ud fra Viborg Amts grundvandspotentialekort 1215 Viborg at være nordlig.

Jordlagene i området udgøres overordnet af smeltevandssand med lokale indslag af tynde lerlag til ca. 50 m u.t. og herunder tertiært ler. Områdets sekundære grundvandsmagasin er knyttet til det øvre smeltevandssand og har frit vandspejl ca. 3 m u.t.

På baggrund af pejlinger af de filtersatte boringer i undersøgelsesområdet er strømningsretningen i det sekundære magasin ligeledes blevet bestemt til at være stik nord mod Gudenåen, evt. med en svag østlig komponent.

Gudenåen ligger ca. 300 m nord for virksomheden. Se i øvrigt også situationsplanen i figur 3.

Figur 4.
Principskitse. Østergade, Ulstrup

2.2.3 Jord

Der er ikke påvist indhold af chlorerede opløsningsmidler i større mængde i jorden. Således er der i en jordprøve, der er udtaget ca. 0,5 m under bunden af kildeområdet, påvist et indhold af hhv. TCE på 7,9 µg/kg og PCE på 6,3 µg/kg.

2.2.4 Poreluft og indeklima

Ved poreluftsonderinger i området er der påvist en poreluftforurening omkring kildeområdet med TCE niveauer på op til 145 mg/m³ og PCE på op til 2,6 mg/m³.

Omkring afværgeboringen er der påvist indhold af TCE i poreluften på 9,3 mg/m³, og umiddelbart opstrøms Gudenåen er tilsvarende påvist niveauer af TCE i poreluften på 38 mg/m³.

Ved poreluftmålinger under gulv er der påvist risiko for sundhedsskadelig påvirkning i 6 boliger.

I disse boliger er der vurderet behov for afværgeforanstaltninger med henblik på at fjerne sundhedsrisikoen.

Tilsvarende er det for 5 boliger vurderet, at der ikke er sundhedsskadelig påvirkning fra den underliggende forurening, og der vurderes derfor ikke at være behov for yderligere undersøgelser eller afværgeforanstaltninger.

I de resterende af de undersøgte boliger kan der ikke på det foreliggende grundlag gives en entydig vurdering af sundhedsrisikoen. Der foretages således en løbende monitering af forureningsniveauet under gulv i udvalgte boliger.

2.2.5 Grundvandsforurening

Der er påvist en forureningsfane i grundvandet med niveauer af opløst TCE og PCE omkring kildeområdet på hhv. 15 mg/l og 0,7 mg/l.

I området ved afværgeboringen er påvist indhold af TCE og PCE på hhv. 1.490 mg/l og 9,9 mg/l /5,6/.

Umiddelbart opstrøms Gudenåen er niveauerne i grundvandet på hhv. 2.000 µg/l og 130 µg/l for TCE og PCE.

I området omkring afværgeboringen er der udtaget vandprøver i tre niveauer. De højeste niveauer er påvist indenfor de øverste meter af magasinet. Således er niveauet af TCE 2-4 m u.t. på 150 µg/l. 5-6 m u.t. er indholdet af TCE på 110 µg/l og 6,5-7,5 m u.t. 27 µg/l. Tilsvarende er indholdet af PCE i de tre niveauer på hhv. 5,0; 8,2 og 10 µg/l.

2.2.6 Risikovurdering

Forureningen er vurderet at medføre risiko for uacceptable påvirkninger af indeklimaet i boliger i området nedstrøms virksomheden. Områdets grundvandsressource er ikke vurderet truet.

2.3 Afværgestrategi

Da der ikke vurderes at være nogen umiddelbar risiko overfor arealanvendelsen på virksomhedens område, og der ikke umiddelbart vurderes at være risiko for grundvandsinteresserne i området, er den overordnede afværgestrategi primært at afværge evt. sundhedsrisici i de berørte boliger.

Det er valgt at etablere et afværgeanlæg baseret på afværgepumpning mellem forureningskilden og boligområdet med henblik på afskæring af grundvandsfanen. Herved hindres yderligere forureningsspredning til boligområdet, og risikoen for uacceptable indeklimapåvirkninger må forventes at aftage over årene.

På baggrund af hydrauliske tests udført på lokaliteten - samt modelsimuleringer for området - er der fastlagt en nødvendig oppumpning fra et tværsnit gennem forureningsfanen mellem kilden og boligområdet på 1,5 m³/h.

2.4 Projektstart

Projektet har været opdelt i en indkørings- og en afprøvningsperiode:

Efter afprøvningsperioden har anlægget været i fortsat drift, forestået af virksomheden.

In-Well Aeratoren er etableret i en foret boring (B24), der er filtersat i ø315 mm PVC i intervallet 4,0-7,0 m u.t. Boringen er udført af Vand-Schmidt A/S den 21.-23. oktober 1998. In-Well Aeratoren er designet med et pumpetrin, der sidder i bunden af boringen. Til stripning er der etableret 2 beluftere, en der er placeret tæt på pumpetrinnet, og en der er placeret højere oppe i boringen.

Vandspejlet i boringen er beliggende ca. 3,5 m u.t., og der blev i afprøvningsperioden opereret med et neddykningsforhold på 0,33, som vist på nedenstående figur 5.

Figur 5.
Installation af In-Well Aerator i afprøvningsperioden, Ulstrup

Hvor

H_s er den vertikale afstand fra vandspejl til luftindblæsningspunkt.

H_luft er den vertikale afstand fra luftindblæsningspunkt til udledningspunktet

Efter afprøvningsperiodens afslutning er Aeratoren optimeret ved at ændre udledningspunktets og indblæsningspunktets placering, således at neddykningsforholdet er ændret til 0,43, jf. nedenstående beregninger. Dette er bl.a. sket ved at sænke udløbet fra In-Well Aeratoren, da der blev fundet mulighed for at ændre afledningen til kloak. Den ændrede opstilling fremgår af nedenstående figur 6.

Figur 6.
Installation af In-Well Aerator i driftssperioden, Ulstrup

Hvor

H_s er den vertikale afstand fra vandspejl til luftindblæsningspunkt.

H_luft er den vertikale afstand fra luftindblæsningspunkt til udledningspunktet.

Virksomheden etablerede aftag for trykluft og afløb til det kommunale spildevandssystem umiddelbart op ad In-Well Aeratoren.

For at hindre uvedkommende adgang til Aeratoren - samt forhindre frost i systemet - er der udenom In-Well Aerator og de øvrige installationer bygget et isoleret skur.

2.4.1 Indkøringsperiode

Forud for igangsætningen af afværgepumpningen er der udført forskellige pumpeforsøg med det formål at bestemme optimere anlægget herunder at fastlægge det optimale luftflow.

Tabel 2.
Indledende pumpeforsøg

Af tabel 2 ses vandets indhold af TCE og PCE ved forskellige pumpeydelser under de indledende pumpeforsøg. Målingerne er foretaget 15 – 30 minutter efter regulering af luftflow. Det fremgår, at indholdet af TCE og PCE reduceres fra hhv. 140 og 3,3 m g/l til 0,2-3 m g/l og <0,01-0,2 m g/l ved behandling i In-Well Aeratoren.

Det viste sig under indkøringsperioden, at det behandlede vand ved afledning stadig indeholdt så meget luft, at de registrerede pumpeydelser under indkøringsperioden ikke var korrekte.

Mellem afløbet fra In-Well Aeratoen og vanduret blev der den 22. november 1998 etableret en udligningsbeholder for at undgå luftbobler i vandet. Herved er opnået, at pumpeydelserne fra denne dag er målt korrekt, samt at der har kunnet udtages vandprøver, der ikke indeholder luft.

I indkøringsperioden er det erfaret, at der ved brug af den nederste belufter ophobes luft i systemet, hvorved pumpekapaciteten reduceres, således at der skal bruges forholdsvis mere energi til oppumpning.

De udførte grundvandsanalyser viste, at indholdet af chlorerede opløsningsmidler reduceres til ca. 1 µg/l - uden anvendelse af den nederste belufter. Derfor blev det valgt ikke at anvende denne. Der er således under hele afprøvningsperioden anvendt 1 belufter og ikke 2, som afprøvningsaeratoren oprindelig var projekteret med.

2.4.2 Dokumentationsprøver

Ved pumpeboringen er der etableret udtag for prøvetagning af det oppumpede og behandlede vand samt udtag for prøveudtagning af afkastluft. Prøver af det ubehandlede vand er af sparehensyn udtaget i en eksisterende boring (B23) beliggende 10 meter nordøst for pumpeboringen. Boringen er filtersat i en kortere filterstrækning end afværgeboringen, og forureningsniveauet i de to boringer er derfor ikke helt ens. Som en stikprøve er der dog udtaget vandprøve af det ubehandlede vand den 26. april 1999 i afværgeboringen og B23. Resultatet heraf viser et indhold af TCE på 30 m g/l i afværgeboringen og et indhold af TCE på 26 m g/l i B23. På baggrund heraf vurderes at forureningsniveauerne i de to boringer ligger på samme niveau.

Prøver af afkastluften er udtaget i tedlarposer ved hjælp af en Prenart pumpe og en evakueringsbeholder. Prøverne er herfra overført til kulrør ved hjælp af en SKC-pumpe.

Alle kulrørs- og vandprøver er analyseret for indhold af chlorerede opløsningsmidler ved GC-ECD hos Miljø-Kemi i Viborg.

Figur 7.
Resultat af dokumentationsprøver

Ved opstart af In-Well Aeratoren er indholdet af TCE i det ubehandlede vand (målt i boring B23) på ca.140 mg/l. Igennem perioden reduceres dette indhold til ca. 20 mg/l. Ved stripning af forureningskomponenterne i In-Well Aeratoren er indholdet af TCE reduceret, så der i det behandlede vand er en koncentration af TCE på under 1 mg/l.

2.4.3 Driftsresultater

Med undtagelse af en kort periode, hvor luftindblæsningen for pumpetrinnet var itu, har systemet kørt kontinuerligt. Defekten opstod ved beskadigelse af en fitting i forbindelse med et rutineeftersyn.

Analyseresultaterne viser, at der under driften er opnået rensningsgrader mellem 96,2 og 99,6 %.

Det har i afprøvningsperioden på 12 uger ikke været muligt at opnå den ønskede pumpeydelse på 1,5 m³/h. Den gennemsnitlige pumpeydelse lå på 0,6 m³/h, og den maksimale pumpeydelse, der blev opnået, var 0,9 m³/h.

Konsekvensen af den lavere pumpeydelse er primært, at afværgepumpningen ikke har den ønskede effekt på indfangningen af forurenet grundvand ligesom stripningen heller ikke kan forventes at fungere optimalt.

Der kan være flere årsager til den lave pumpeydelse. Som nævnt i afsnittet om lufthævepumpning er det vigtigt at opnå et tilstrækkeligt stort neddykningsforhold. I Ulstrup har det pga. hensynet til ikke at gennembore et eventuelt beskyttende lerlag ikke været muligt at opnå et optimalt neddykningsforhold.

Af resultaterne ses endvidere, at flowet aftager gennem drifts-perioden. Dette kan skyldes, at der sker en luftophobning i systemet. Ved stop og genstart af anlægget er det således muligt at opnå en relativ højere pumpeydelse. Registrering af dette problem, samt tiltag til afhjælpning, er dog ikke sket indenfor den forholdsvis korte afprøvningsperiode.

Der blev i design af systemet taget højde for, at det rensede vand skulle kunne løbe frit til en kloak. Den kloak hvor det oprindeligt var planlagt, at vandet skulle afledes til ligger terrænmæssigt højere end pumpeboringen. Derfor blev systemet projekteret til udledning 3 meter over terræn. Da anlægget skulle udføres, opstod mulighed for at aflede vandet til en nærliggende lavere liggende kloak.

Ved at sænke udløbets højde over terræn er der opnået et mere optimalt neddykningsforhold.

2.4.4 Luftforbrug

Det var aftalt, at virksomheden via strømforbruget til produktion af trykluft skulle registrere In-Well Aeratorens energiforbrug. Det har siden vist sig, at en sådan opgørelse ikke har kunnet udarbejdes med den fornødne præcision.

Til drift af In-Well Aeratoren er der tilsluttet luftflowmålere og trykmålere, der registrerer mængden af den anvendte trykluft og modtryk i systemet.

Trykluftforbruget er skønnet af virksomheden på baggrund af erfaringer fra virksomhedens normale drift. Sidst i januar 1999 har virksomheden vurderet den luftmængde, der er anvendt til afværgepumpningen til at være ca. 125 m³/h.

Den 27. januar 1999 er der aflæst et luftforbrug på 123 m³/h ved 0,7 bar på flowmåleren ved In-Well Aeratoren.

2.4.5 Optimering

For at optimere driften af In-Well Aeratoren er der ultimo april 1999, dvs. efter afprøvningsperioden, foretaget forbedringer på systemet. Udledningspunktet er sænket ca. 1 m, hvorved der er opnået et flow på de ønskede 1,5 m³/h, og systemet viste potentiale for et højere flow. Med den nedsatte H_luft er der jf. de tidligere beregninger opnået et neddykningsforhold på 0,43.

Ombygningen har desuden resulteret i et reduceret luftbehov, idet den registrerede luftmængde nu er ca. 85 m³/h til oppumpning af 1,5 m³/h behandlet vand.

2.4.6 Observerede vandspejlsniveauer

Til registrering af vandspejl og sænkning ved afværgepumpningen er vandspejlet logget i 4 boringer omkring afværgeboringen, idet det ikke er muligt at pejle grundvandsstanden i selve afværgeboringen.

Ved pejlinger kunne der registreres en startsænkning i B7 på 5 cm. På baggrund af modelberegninger er der under stationære forhold beregnet en sænkning i B7 på ca. 0,40 m ved det beregnede nødvendige flow på 35 m³/døgn (1,5 m³/h). Som følge af vandspejlsfluktuationer er det ikke muligt på baggrund af håndpejlinger at bestemme den stationære sænkning i B7, men det forventes, at der forekommer en større sænkning end de registrerede 5 cm.

Den forholdsvis lave sænkning skyldes dels, at det under afprøvningsperioden ikke har været muligt at opnå den ønskede flow, og dels pumpeforsøgets korte varighed. Desuden kan usikkerheden ved bestemmelse af magasinets hydrauliske egenskaber medføre afvigelser fra den estimerede afsænkning.

2.4.7 Oprensningsresultat

I perioden fra 1. december 1998 til 27. juni 2000 er der i alt oppumpet ca. 17.000 m³ vand, hvorved der i alt er fjernet ca. 550 g TCE og 36 g PCE.

Hovedparten heraf er fjernet i perioden 1. december 1998 til 3. februar 1999, hvor gennemsnitskoncentrationen i det ubehandlede vand var ca. 100 mg/l TCE. Herefter var gennemsnitskoncentrationen ca. 30 mg/l TCE.

Figur 8.
Fjernet forurening (akkumuleret)

Under afværgeforløbet har vandprøver udtaget i området ligeledes vist, at forureningskoncentrationerne mellem kilden og afværgeboringen er reduceret til et niveau på ca. 30 m g/l – dvs. samme niveau som i det ubehandlede vand. Mellem afværgeboringen og recipienten - tættest på afværgeboringen - er koncentrationerne i grundvandet faldet fra et niveau på ca. 200 m g/l TCE til ca. 40 m g/l TCE, hvorimod forureningskoncentrationerne tættest på recipienten er faldet fra et niveau på 2000 m g/l til 1400 m g/l. jf. situationsplanen i figur 3.

Tabel 3.
Analyseresultater af vandprøver i området

Effekten af afværgepumpningen kan således registreres tættest på afværgeboringen, hvorimod der ikke er nogen entydig effekt længst nedstrøms afværgeboringen. På baggrund af modelberegninger forventes det at tage en vandpartikel ca. 4 år at nå fra området omkring afværgeboringen til recipienten. Dette harmonerer således fint med resultaterne, hvor der efter 2 års drift kan ses en effekt af afværgepumpningen i ca. halvdelen af området mellem afværgeboringen og recipienten.

Boringernes placering fremgår af sitationsplanen i figur 3.

2.4.8 Udfældning

I nedenstående tabel er medtaget analyseresultat af en boringskontrol udført på en vandprøve, fra B23, som ligger umiddelbart op ad afværgeboringen.

Tabel 4.
Analyseresultater som boringskontrol

i.m.: ikke målelig

Af tabel 4 fremgår, at grundvandet i B23 - og dermed vandtypen i det terrænnære magasin - indeholder ilt og nitrat. Der er således tale om aerobe forhold. At der samtidig forekommer jern indikerer, at der er tale om blandningsvand med bidrag fra en reduceret vandtype.

Der er tale om blødt, kalkaggressivt vand med hårdhed 8 °dH. Analyseresultaterne giver ikke anledning til forventning om særlige udfældningsproblemer.

Anlægget er demonteret og inspiceret 2 gange i afprøvningsperioden efter henholdsvis knap 1 måneds og 5½ måneds drift samt efter godt et års drift.

Der er observeret et ganske tyndt lag med bakterievækst på rørene men herudover ingen tegn på udfældninger, tilklogning, slitage eller lignende.

2.5 Økonomi

2.5.1 Etablering

2.5.2 Drift

I Ulstrup er det faktiske energiforbrug, som nævnt tidligere, ikke registreret. På grundlag af det nuværende erfaringsniveau med driften af In-Well Aeratoren er der indhentet priser på en 3 kW blæser, der kan levere den ønskede luftmængde ved ca. 1 bar.

Omkostningerne til drift af anlægget i Ulstrup er herudfra estimeret til 85.000 kr. årligt indeholdende udgifter til energi, vedligehold af blæser og eftersyn af anlæg.

Tabel 5.
Driftsomkostninger for afværgeanlæg i Ulstrup

** Energiforbruget er beregnet på baggrund af blæserens maksimale ydelse – ved kontinuerlig drift vil energiforbruget være mindre end blæserens maksimale ydelse.

Jf. ovenstående tabel er driftsomkostningerne til oppumpning og behandling af vandet estimeret til kr. 2,02 pr. m³.

2.5.3 Demontering

I henhold til de opnåede erfaringer vurderes det, at anlægget kan fjernes på en arbejdsdag, ud over den tid det tager at retablere boringen. Idet anlægget hovedsageligt består af PVC, kan det enten indleveres til ombearbejdning, eller bruges i et andet anlæg.

2.6 Fremtidigt afværgeforløb

Efter afslutning af afprøvningsperioden for 1,5 år siden er pumpen på foranledning af virksomheden fortsat i drift. Adept Technologies A/S og virksomheden fører tilsyn med pumpen. Virksomheden observerer således 1-2 gange om måneden, at pumpen kører, og at indstillingen er korrekt. Ca. 2 gange årligt udfører Adept Technologies A/S tilsyn med In-Well Aeratoren. Efter afprøvningsperioden er der efter justering opnået et kontinuert flow på 1,5 m³/h.

Det er dog observeret, at det på grund af driftsændringer på virksomhedens trykluftanlæg er meget svært at indregulere luftmængden til pumpen, så flowet bliver konstant. Det overvejes derfor, at virksomheden i forbindelse med ombygning af produktionen etablerer en blæser, der udelukkende leverer trykluft til afværgepumpen. Herved kan der opnås et konstant, kontinuerligt flow, således at behovet for tilsyn minimeres yderligere.