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

Afprøvning af In-Well Aerator

3. Afprøvning, Askov

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

Dette kapitel indeholder en beskrivelse af det igangværende projekt i Askov, herunder oprensningsresultater og driftsomkostninger.

3.1 Indledning

På baggrund af forureningsundersøgelser udført i 1996-1998 /7/ er der i efteråret 1999 iværksat et teknologiudviklingsprojekt i Askov i Ribe Amt. Teknologiudviklingsprojektet er udført i et samarbejde mellem Ribe Amt, Adept Technologies A/S og NIRAS.

Projektet omfattet oppumpning og rensning af grundvand fra det primære grundvandsmagasin med In-Well Aeratoren fra én boring. Foruden afværge af en truende grundvandsforurening udføres projektet med henblik på at opnå yderligere erfaring med denne afværgemetode, herunder drift ved større løftehøjde, etablering i en mindre boringsdimension samt installation i en underjordisk brønd.

Sideløbende med dette projekt er der på samme lokalitet igangsat yderligere et projekt, støttet af Miljøstyrelsens Teknologiprogram. Dette projekt omfatter afprøvning af oprensning af den umættede zone ved hjælp af passiv ventilation og afrapporteres i en særskilt rapport.

3.2 Forureningssituation

I dette afsnit beskrives baggrund og forureningssituation for lokaliteten. En situationsplan for området findes i figur 9. Det bemærkes at grundvandsforureningens udbredelse kun er skønsmæssigt angivet på figuren.

Figur 9.
Situationsplan, Askov

3.2.1 Baggrund

Der har været drevet vaskeri og renseri på ejendommen i perioden 1945-1997. Forureningsundersøgelserne har påvist en forurening med chlorerede opløsningsmidler, fortrinsvis tetrachlorethylen (PCE). Forureningen er påvist i jorden, i lokale vandførende sandede lommer i det terrænnære moræneler, i sandet under moræneleren samt i toppen af det primære magasin. Ejendommen anvendes på nuværende tidspunkt som lager for et flyttefirma.

Ejendommen ligger 50 m fra indvindingsboringerne for områdets vandforsyning, Askov Vandværk, hvorfor Ribe Amt har gennemført forureningsundersøgelser på lokaliteten.

3.2.2 Geologi og hydrogeologi

Det fremgår af DGU's geologiske basisdatakort /9/, at jordlagene til ca. 10 m u.t. udgøres af moræneler. Herunder træffes vekslende lag af smeltevandssand til ca. 89 m u.t. I zonen fra 49-74 m u.t. ses indslag af enkelte lerlag på omkring 1 m´s tykkelse i smeltevandsserien.

Områdets primære grundvandsmagasin træffes i smeltevandsaflejringerne og har et frit vandspejl ca. 30 m u.t. Indvindingsboringerne for Askov Vandværk er beliggende ca. 50 m syd for lokalitetens formodede kildeområde. Vandværket indvinder fra zonen 68-90 m u.t..

Den lokale geologi er overvejende opbygget af et terrænnært lerlag med en tykkelse af 6 til 9 m, herunder fin-, mellem og grovkornet sand med indslag af silt og ler. Under moræneleret er der således en umættet zone på op til 20 meters tykkelse bestående af fint til groft smeltevandssand. Moræneleret og de underliggende smeltevandsaflejringer har et stort indhold af synlige kalkstykker, hvorfor aflejringerne med stor sandsynlighed er fra Weichsel.

Ved nærmere granskning af områdets boreprofiler samt resultatet af en borehulslogging i to af vandværkets indvindingsboringer /10/ vurderes, at der er et sammenhængende lavpermeabelt jordlag i dybden 50 – 55 m under terræn. DGU nr. 132.180 er den eneste boring, hvor lerlaget ikke er beskrevet. Dette kan dog skyldes mangelfuld jordartsbeskrivelse under borearbejdet.

I flere borerapporter beskrives lerlaget som interglacialt ferskvandsler. Fra Vejenområdet (øst for Askov) kendes tilsvarende ferskvandsler i samme kote aflejret i Eem, hvor området var en større sø. Lerlagene i Askov kan have forbindelse med dette lag.

I flere boringer er der truffet sandede vandførende zoner i de terrænnære lerlag. Der vurderes at være tale om helt lokale "vandlommer" og ikke et egentligt sammenhængende sekundært magasin.

Beliggenheden af det frie vandspejl i området – formentlig det primære magasin – er ved flere lejligheder bestemt ved pejling til 28,5 – 29,1 m.u.t.

Grundvandets strømningsretning vurderes at være sydøstlig.

Figur 10.
Principskitse. Møllevej i Askov

3.2.3 Jord

I den terrænnære moræneler er der påvist indhold af PCE på op til 757 mg/kg.

3.2.4 Poreluft og indeklima

Umiddelbart under betongulv i den tidligere renseribygning er der ved poreluftmålinger påvist indhold af PCE på op til 6,1 mg/m³.

Forureningen er trængt gennem det terrænnære lerlag og observeres i den underliggende umættede zone (ca. 9 – 30 m u.t.), hvor der er påvist PCE-koncentrationer (poreluft) i intervallet 30 - 730 mg/m³ – højst umiddelbart under lerlaget og faldende med dybden. Som gennemsnit vurderes det, at der før etablering af afværgeforanstaltningerne var et indhold på 450 mg/m³ umiddelbart under vaskeribygningen.

3.2.5 Grundvandsforurening

I lokale vandførende horisonter, i den terrænnære moræneler, er der påvist koncentrationer af PCE på op til 350 mg/l.

Der er udført tre observationsboringer; DGU 132.1533, 132.1534 og 132.1535, der er filtersat i 3 niveauer i toppen af det primære magasin. Boringerne er udført til en dybde af hhv. 35, 42 og 38 m under terræn og er filtersat i flere niveauer i det primære magasin. Grundvandsspejlet står ca. 29 m under terræn. I toppen af grundvandsmagasinet er der påvist koncentrationer af PCE op til 730 mg/l. Koncentrationerne er aftagende med dybden, således er der 42 m under terræn påvist indhold af PCE på 2,3 mg/l.

Grundvandets strømningsretning er sydøstlig, hvorfor forureningsfanen fortrinsvis bevæger sig nordøst om vandværkets indvindingsboringer.

Trykniveauet i toppen af det frie magasin er ca. 1 meter højere end trykniveauet i indvindingsdybden for Askov Vandværk. Der er således nedadrettet gradient i magasinet

Ved prøvepumpning i vandindvindingsboringer på Askov Vandværk samt i observationsboringerne er der påvist tegn på forekomster af lavpermeable lag, der reducerer den hydrauliske kontakt mellem den nedre og den øvre del af magasinet.

3.2.6 Risikovurdering

På baggrund af poreluftmålinger under gulv er der vurderet at være risiko for uacceptabel indeklimapåvirkning ved anvendelse af den tidligere renseribygning som bolig.

Forureningsundersøgelser har vist, at forureningen med chlorerede opløsningsmidler forekommer i det terrænnære moræneler, i den underliggende sandede del af den umættede zone samt i toppen af det primære magasin. Forureningen i toppen af det primære magasin vurderes at udgøre en trussel overfor de nærliggende vandindvindingboringer.

Undersøgelsesresultaterne indikerer, at der findes et lavpermeabelt jordlag mellem filterniveauet i observationsboringerne og filterniveauet i vandværkets indvindingsboringer. At grundvandet strømningsretning desuden ikke er direkte mod vandværksboringerne, er sandsynligvis årsagen til, at forureningen ikke endnu er påvist i indvindingsboringerne.

Det er vurderet, at det lavpermeable jordlag ikke på længere sigt forhindrer en nedsivning af forureningskomponenter til den dybereliggende del af magasinet, hvorfor det er besluttet at iværksætte afværgeforanstaltninger.

3.3 Afværgestrategi

Som afværgestrategi på lokaliteten er valgt at oprense forureningen i den umættede zone under moræneleren ved hjælp af passiv ventilation. Dette kombineres med afværgepumpning i toppen af det primære magasin ved hjælp af en In-Well Aerator. Af hensyn til at forhindre eventuel støjemission til de nærliggende boliger samt at muliggøre flyttefirmaets adgangsforhold på lokaliteten er In-Well Aeratoren etableret i en underjordisk tørbrønd.

3.4 Projektstart

Projektet har været opdelt i tre perioder: en indkørings-, en afprøvnings- og en driftperiode, som er fordelt som følgende:

Efter afprøvningsperioden har anlægget været i fortsat drift - forestået af Ribe Amt.

På baggrund af resultatet af de indledende undersøgelser er afværgeboringen planlagt etableret centralt i forureningsfanen, øst for den tidligere renseribygning, DGU 132.1779, jf. figur 7.

Boringen er udført i januar 2000 som en foret snegleboring af brøndborerfirmaet Glibstrup A/S. Boringen er ført til 45 m u.t. og filtersat i ø250 mm i intervallet 31,5-35,5 m u.t. I intervallet 35,5 – 45 m u.t. er etableret et blindrør med henblik på at opnå så godt et neddykningsforhold som muligt.

Til udtagning af dokumentationsprøver af det ubehandlede vand er der i samme filterinterval desuden etableret et ø63 mm filter. Med henblik på passiv ventilation i den umættede zone er der endvidere etableret et ø63 mm filter i intervallet 7,0-20 m u.t.

Boringen er afsluttet under terræn i en vandtæt brønd.

In-Well Aeratoren i Askov er på grund af den store dybde til grundvandsspejlet indrettet med 2 pumpetrin og 2 beluftere som vist på nedenstående figur 11.

Figur 11.
Installation af In-Well Aerator, Askov

Det nedre pumpetrin har indblæsningspunkt 43 m u.t. svarende til 14,4 m under grundvandsspejlet, og pumper vandet op til et niveau 13,6 m u.t. Dette giver et neddykningsforhold på 0,49, jf. nedenstående formel. Det fiktive grundvandsspejl for Aeratorens andet pumpetrin ligger således 13,6 m u.t. Andet pumpetrin har indblæsningspunktet beliggende 25,4 m u.t. og skal løfte grundvandet til terræn. Dette giver et neddykningsforhold i andet pumpetrin på 0,46, jf. nedenstående formel.

Hvor

H_s er afstand fra vandspejl til luftindblæsning.

H_løft er højden fra luftindblæsningspunktet til hvor vandet afledes.

Til pumpning og stripning anvendes trykluft fra kompressor, der er installeret i den underjordiske brønd.

I opstartsfasen er der anvendt en 22 kW kompressor, som senere er udskiftet til en 11 kW, en 5,5 kW blæser samt sluttelig en 5,5 kW kompressor.

Der er opsat en elmåler, således at energiforbruget, der anvendes til afværgepumpningen, kan registreres.

Til kontrol af den behandlede mængde vand er etableret et traditionelt vandur på afløbet til kloak. Det behandlede vand ledes efter aftale med Vejen Kommune til spildevandssystemet.

Afværgepumpningen er projekteret til en vandmængde på 1,5 m³/h.

3.4.1 Afprøvningsperiode

Aktiviteterne i indkøringsperioden har dels fokuseret på at opnå den ønskede oppumpning og rensningsgrad ved test og valg af den rette type og størrelse af kompressor/blæser og dels på at afprøve/optimere prøvetagningssystemet for ubehandlet vand.

I starten af indkøringsperioden, fra den 21. februar 2000, er der anvendt en 22 kW kompressor for med sikkerhed at have tilstrækkelig kapacitet. Oppumpningen og rensningen forløb tilfredsstillende indenfor de første 2 ugers drift. På baggrund af de indledende resultater var det planlagt at afprøve en 5,5 kW blæser, som viste sig at have en meget lang leveringstid. Efter 10 ugers drift blev midlertidigt monteret en 11 kW kompressor. Kapaciteten af denne kompressor var som forventet rigelig og kompressoren var af en type, som under de aktuelle driftsforhold havde hyppige udfald på grund af overophedning, hvorfor der blev etableret yderligere ventilation af brønden. Den 23. august 2000 blev den bestilte 5,5 kW blæser afprøvet. Den viste sig at have et alt for højt støjniveau. Den viste sig desuden mangelfuld i forbindelse med opstart, hvor den ikke leverede det nødvendige tryk (3 bar). Derfor blev der installeret en 5,5 kW kompressor den 4. oktober 2000, som vurderes at være den bedste løsning med hensyn til energi og effekt.

3.4.2 Dokumentationsprøver

Prøvetagningen af ubehandlet vand foretages ved hjælp af et separat ø63 mm filter placeret i samme niveau som indtaget til afværgeboringen, som vist i figur 11. Prøverne udtages med en MP1-pumpe. Efter 8 prøvetagningsrunder blev det erkendt, at der ved renpumpningen af ø63 mm blev trukket delvist behandlet vand retur fra ø250 mm filteret. Herefter blev prøvetagningsproceduren ændret, således at In-Well Aeratoren stoppes ca. 1 døgn før prøvetagning i ø63 mm filteret, hvorefter der med MP1-pumpen etableres et flow på 1,5 m³/h, indtil prøven udtages.

Prøver af det behandlede/ubehandlede vand udtages fra en hane placeret på afgangsledningen fra In-Well Aeratoren.

Prøverne af afkastluften er udtaget og overført til kulrør ved hjælp af en SKC-pumpe.

Alle kulrørs- og vandprøver er analyseret for indhold af chlorerede opløsningsmidler ved GC-ECD hos AnalyCen i Fredericia.

3.5 Driftsresultater

3.5.1 Dokumentationsprøver

Figur 12.
Resultat af dokumentationsprøver

Som det fremgår af figur 12, reduceres indholdet af chlorerede opløsningsmidler ved behandling i In-Well Aeratoren fra ca. 200 mg/l til ca. 4 mg/l.

Rensningseffektiviteten er således lidt lavere i Askov end i Ulstrup. Adept Technologies A/S oplyser, at dette formentlig skyldes, at der i Askov er anvendt en anden beluftertype med henblik på at reducere energiforbruget.

3.5.2 Udfældning

Tabel 6.
Analyseresultater som boringskontrol fra afværgeboring

i.m.: ikke målelig

Af tabel 6 fremgår, at grundvandet i afværgeboringen - og dermed vandtypen i toppen af det primære magasin - indeholder ilt. Der er således tale om aerobe forhold. Vandet er middelhårdt med en total hårdhed på 11,3 °dH og dermed svagt kalkfældende. Da vandet ikke indeholder jern og mangan kan der ikke forventes særlige udfældningsproblemer.

Anlægget er demonteret og inspiceret én gang i afprøvningsperioden efter ca. 6 måneders drift.

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

3.5.3 Energiforbrug

I forbindelse med afprøvning af de forskellige kompressortyper er der udført tests, hvor sammenhængen mellem anvendt luftmængde og rensningsgrad er belyst.

Der er udført tests med en 11kW og 5,5 kW kompressor. 5,5 kW-kompressoren forventes anvendt i det videre afværgeforløb.

Tabel 7.
Energiforbrug ved forskellige kompressortyper og beluftningsgrader

1/1: Fuld stripning og pumpning
1/2: Kun pumpning

Som det ses af ovenstående tabel, er energiforbruget reduceret ved anvendelse af 5,5 kW kompressoren. Energiforbruget reduceres yderligere fra 5,5 kW til 4,0 kW pr. behandlet m³ vand, såfremt der kun anvendes luft til pumpning.

3.5.4 Optimering

Optimeringen af afværgepumpningen er sket ved at afprøve forskellige typer kompressorer og en blæser med henblik på at finde den mest optimale luftkilde med hensyn til tilsynshyppighed og energiforbrug.

Erfaringerne har vist, at det er meget vanskeligt på forhånd at dimensionere kompressoren optimalt. Dette skyldes samspillet mellem løftehøjde, grundvandsstand, geologiske forhold m.m. Derfor er det væsentligt, at valget af kompressor/blæser er fleksibelt, og at der om nødvendigt kan skiftes til en anden type/størrelse af luftforsyning.

3.5.5 Observerede vandspejlsniveauer

Se her!

Figur 13.
Vandspejlsvariationer i afværgeboring ved energiforsøg samt pumpestop

Ovenstående figur 13 viser variationer i vandspejlet i afværgeboringen, som er logget i forbindelse med de energiforsøg, der er udført den 6. december 2000. Frem til kl. 9.50 repræsenterer kurven sænkningen ved uforstyrret afværgepumpning. Derefter er der udført forskellige reguleringer af flow og luftindblæsning hvorefter pumpen er stoppet kl 11.29 og grundvandsspejlet herefter er under retablering.

Ved den uforstyrrede drift er der opnået en sænkning i afværgeboringen på min. 0,5 m ved et flow på 1,5 m³/h. Ved regulering af lufttilførslen til boringen er der med 5,5 kW-kompressoren opnået et maksimalt flow på 2 m³/h med belufterne i drift. Et større flow kan opnås ved at anvende en større kompressor eller slukke for belufterne.

3.5.6 Oprensningsresultat

I perioden 21. februar 2000 til 4. oktober 2000 er der i alt behandlet ca. 8.000 m³ forurenet vand, og der er i alt fjernet ca. 1.650 mg PCE.

Se her!

Figur 14.
Fjernet mængde PCE (akkumuleret)

Koncentrationerne i det ubehandlede vand ligger i gennemsnit på ca. 200 m g/l i hele afværgeperioden. Der forekommer dog små variationer, som det ofte ses ved forureninger med chlorerede opløsningsmidler.

Tabel 8.
Analyseresultater af vandprøver i observationsboringer

På baggrund af vandprøverne, der er udtaget inden igangsætning af afværgeforanstaltningerne samt efter ca. 10 måneders drift, ses at koncentrationerne af chlorerede opløsningsmidler i observationsboringerne 132.1733, 132.1734 og 132. 1735 er faldet. Vandprøverne er udtaget i filtrene i toppen af det primære magasin.

Faldet i koncentrationen skyldes dog sandsynligvis ikke udelukkende afværgepumpningen men også den passive ventilation, der er iværksat sideløbende.

3.6 Økonomi

3.6.1 Etablering

Den samlede pris for etablering af afværgeanlægget i Askov har således været kr. 340.000,-.

3.6.2 Drift

3.6.3 Demontering

Det forventes, at anlægget kan fjernes på en arbejdsdag, dog ikke inklusive retablering af boring. Idet anlægget hovedsageligt består af PVC, kan det enten indleveres til ombearbejdning eller bruges i et andet anlæg.

3.7 Fremtidigt afværgeforløb

Det forventes, at Ribe Amt fortsætter driften af afværgeanlægget i Askov.

Afværgepumpningen kan stoppes, når niveauet af opløst PCE i toppen af magasinet er passende lavt til, at det ikke udgør nogen trussel overfor de nærliggende vandindvindingsboringer, og når den passive ventilation afskærer yderligere tilførsel af forurening til det primære magasin.