Oprensning af klorerede opløsningsmidler ved stimuleret reduktiv deklorering

Oprensning af klorerede opløsningsmidler ved stimuleret reduktiv deklorering - bilagsrapport

Bilag F Beregning af substratmængder

Reaktionsligninger

Mælkesyre (hydrogen laktat) har bruttoformlen CH₃CHOHCOOH (C₃H₆O₃). I denne forbindelse har carbon oxidationstrinnet 0. Mælkesyre har molvægten 90.

Mælkesyre kan reagere med følgende oxidanter O2, NO_3-, Fe⁺⁺⁺, SO₄--, og ved forgæring med vand (metanogenese).

Reaktionsligningerne for reaktionerne er:

Med fri ilt:

C₃H₆O₃ + 3 O₂ —» 3 CO₂ + 6 H₂O, her bruges 90 g laktat til 96 g ilt eller 0,93 g laktat/g ilt

Med nitrat:

5 C₃H₆O₃+ 12 NO₃^- + 12 H⁺ —» 15 CO₂ + 6 N₂ + 21 H₂O, her bruges 450 g laktat til 744 g nitrat eller 0,61 g laktat/g nitrat

Med jern:

C₃H₆O₃ + 12 Fe⁺⁺⁺ + 3 H₂O —» 3 CO₂ + 12 Fe⁺⁺ + 12 H⁺ , her bruges 90 g laktat til 670 g Fe, eller 0,13 g laktat/g jern

Med sulfat:

4 C₃H₆O₃ + 6 SO₄^--—»12 CO₂ +6 S^--+ 12 H₂O, her bruges 360 g laktat til 576 g sulfat, eller 0,63g laktat/g sulfat

Ved forgæring:

2 C₃H₆O₃ —» 3 CO₂ + 3 CH₄, her bruges 180 g laktat til 48 g metan, eller 3,75 g laktat/g metan.

Flux beregninger

I det følgende vurderes om de anbefalede mængder HRC og primer er tilstrækkelige til at ”fjerne” det årlige flux af konkurrerende elektronacceptorer, således at betingelserne for reduktiv deklorering er tilstede.

Følgende forudsætninger gælder for beregningerne:

Grundvandsstrømningshastigheden er 190 m/år, porøsiteten er 0,25, baggrundsniveauet for ilt er 1 mg/l, nitrat 75 mg/l, jern (III) 0,5g/kg (udfældet jern) og sulfat 200 mg/l. Baggrundsniveauet for ilt, nitrat og sulfat er baseret på de kemiske analyser der er udført i forbindelse med forundersøgelsen /2/, mens indholdet af sedimentbundet jern(III) er baseret på analyserne af sedimentets oxidationskapacitet.

Regensis har vurderet, at HRC og primer har en levetid på ca. 1 år. Mængden af HRC og primer skal derfor sammenlignes med det årlige flux af konkurrerende elektronacceptorer gennem tværsnittet for injektionen af HRC og Primeren.

Opløste forbindelser

Baggrundsniveauerne i grundvandet er vurderet til at være følgende:

Opl. Ilt: = 1 mg/l

Nitrat: = 75 mg/l

Sulfat = 200 mg/l

Der er desuden anvendt en grundvandsstrømningshastighed på 190 m/år og en porøsitet på 0,25. Bredden af behandlingszonen er 10 meter og dybden af behandlingszonen (akviferen) er 11 meter. Det totale årlige vandflux gennem tværsnittet er således 190 m x 10 m x 11 m x 0,25 = 5.225 m³.

Fluxen af konkurrerende elektronacceptorer er derfor følgende:

Opl. Ilt (5.225 m³ x 1 g/m³) = 5.225 g (5,2 kg)

Nitrat (5.225 m³ x 75 g/m³) = 391.875 g (391 kg)

Sulfat (5.225 m³ x 200 g/m³) = 1.045.000 g (1.045 kg)

Ved at gange fluxen med reaktionsforholdet med laktat fås et estimat af den samlede mængde laktat, der skal tilsættes for at fjerne disse elektronacceptorer:

Opl. Ilt (5,2 kg x 0,93) = 4,8 kg laktat

Nitrat (391 kg x 0,61) = 239 kg laktat

Sulfat (1.045 kg x 0,63) = 658 kg laktat

Faste forbindelser

Baggrundsniveauet for sedimentbundet jern(III) er vurderet til at være 0,5 g/kg.

Det berørte sedimentvolumen kan regnes ud på følgende vis: 190 m x 10 m x 11 m = 20.900 m³.

Med en porøsitet på 0,25 udgør den faste del af sedimentet 15.675 m³. Vægten af sedimentet er: 15.675 m³ x 1,8 t/m³ = 28.215 t.

Ved anvendelse af et indhold af jern(III) på 0,5 g pr. kg sediment fås således et samlet indhold af jern(III) på: 28.215.000 kg x 0,5 g/kg = 14.107 kg.

På samme vis som ved de opløste forbindelser kan laktatbehovet regnes ud fra de støkiometriske reaktionsforhold: Jern(III) (14.107 kg x 0,13) = 1.834 kg laktat