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

Dampoprensning af klorerede opløsningsmidler på tidligere industrigrund i Hedehusene

4  Oprensningsresultater

I det følgende kapitel gennemgås resultaterne af oprensningen mht. energiforbrug, fjernet forureningsmængde og restforurening. Der er forskel i datamængden på område III og område I+II, men vi har alligevel generelt valgt at samle resultaterne, idet vi anser oprensningen for et samlet driftsforløb.

4.1 Energiforbrug og varmeudbredelse

4.1.1 Område III

4.1.1.1 Gasforbrug
Dampen til opvarmning af jorden blev jf. kapitel 2 produceret ved anvendelse af naturgas. På figur 4.1 ses summeret gasforbrug som funktion af tiden under opvarmningen af område III.

Oprensningen af område III blev igangsat den 16-8-1999 jf. Bilag A og der blev injiceret damp frem til den 15-11-1999. I denne periode blev der injiceret i de yderste boringer i område III. Injektion bestod samlet af knap 2.500 tons damp i denne periode. Driften var meget uregelmæssig pga. problemer med at håndtere de opsugede vand og luftmængder.

Herefter stod anlægget stille i en periode, hvor der dels blev udført ombygninger og dels afklaret en række punkter vedrørende økonomien, se kapitel 2 og 3. Injektionen blev genopstartet den 4-9-2000 og afsluttet 1-9-2001.

Vi har i massebalancer og dampforbrug medregnet den første injektion (august til november 1999), men det er sandsynligvis kun en meget begrænset del af den energi, der blev injiceret i denne periode, der har været tilbage ved genopstarten af injektionen september 2000.

Det ses af figur 4.1 at det samlede gasforbrug for opvarmningen af område 3 har været ca. 870.000 Nm³ svarende til et ca. forbrug på 100 Nm³/h. Ved et gennemsnitlig energiindhold på 40 MJ/Nm³ svarer det til en samlet indfyret energimængde på 34.800 GJ eller knap 10 mill. kWh.

4.1.1.2 El-forbrug
Under driften har der været anvendt el til pumper mv. Elforbruget for område III er vist på figur 4.2. Det ses af figur 4.2, at det samlede forbrug i oprensningsperioden har været ca. 1,4 mill. kWh hvoraf de første 600.000 kWh blev brugt i den første periode. Årsagen til det noget højere elforbrug i starten er bl.a., at der i denne periode blev oppumpet væsentligt større luft- og vandmængder forårsaget af utætte boringskonstruktioner etc. Den anvendte energi svarer til effektforbrug på op til ca. 200 kW i den første periode faldende til ca. 100 kW efter renovering af boringer og anlæg. Samlet udgør elforbruget ca. 12 % af det samlede energiforbrug ved oprensningen i område III.

4.1.1.3 Dampinjektion og varmeudbredelse
Den producerede dampmængde følger samme forløb som gasforbruget vist i figur 4.1. Den installerede dampflowmåler kom aldrig til at virke i en tilstrækkelig grad til at pålidelige målinger kunne opnås. Der er derfor på baggrund af målinger af gasforbrug, temperatur og sammensætning af røggas samt vandmængder anvendt til bundskylning udregnet en dampproduktionsrate pr. indfyret gasmængde. I figur 4.3 er den injicerede dampmængde vist. Der er i alt injiceret 12.250 tons damp. Den samlede injektion svarer til en gennemsnitlig injektion i driftsperioden på 1.060 kg/h.

Som prognosticeringsværktøj til dampudbredelsen og dermed temperaturudviklingen i jorden, blev der anvendt en metode til beregning af den relative dampfordeling til boringerne. Denne var baseret på den relative modstand i de enkelte injektionspunkter. Som angivet i kapitel 3.4 viste det sig at være forbundet med store problemer at måle denne modstand (udtrykt ved modtrykket i de enkelte boringer). Til trods for dette viste det sig i praksis, at den prognosticerede dampudbredelse og den faktisk målte temperaturudbredelse var i rimelig overensstemmelse med hinanden, hvilket er vist i eksemplerne på figur 4.4-4.7. På figurerne ses til 2 forskellige tidspunkter (henholdsvis 15-5- 2001 på figur 4.4 og 4.5 og 9-7-2001 på figur 4.6 og 4.7) dels de prognosticerede dampzoner og dels de konturerede temperaturer baseret på temperaturmålinger i injektions-, ekstraktions- og teknologiboringer.

Temperaturmålinger skal dog som udgangspunkt udføres, da der kan være store forskelle i udbredelsen omkring boringerne i forskellige retninger. Dette gælder både den horisontale udbredelse såvel som den vertikale udbredelse. Det kan ses af både figur 4.5 og 4.7 at opvarmningen ikke er symmetrisk omkring boringerne. Ligeledes er der meget stor forskel i den vertikale fordeling af dampen, hvilket illustreres i figur 4.8, der viser den vertikale temperatur i teknologiboring 2 til forskellige tider efter start af injektion.

Dampen ser omkring denne injektionsboring ud til i første omgang at blive spredt via et højpermeabelt sandlag umiddelbart over moræneleren. Dette viser med al tydelighed behovet for at kunne foretage en dybde specifik måling af temperaturen. Hvis man forestiller sig, at der var placeret en ekstraktionsboring samme sted som temperaturmåleboringen, ville det opsugede medie sandsynligvis være tæt på damptemperatur allerede efter en uges injektion. Som det kan ses af figur 4.8 er det kun i et ganske smalt bånd af det totale volumen at opvarmningen er tilstrækkelig. Efter 30 dage ses en mere fremskreden opvarmning af hele volumenet, men stadig primært i det samme niveau som dampen injiceres i i den nærliggende boring.
Varmeledning og vertikal dampspredning har endnu på dette tidspunkt ikke spillet en dominerende rolle i forhold til energiudbredelsen.

Selv efter at det blev konstateret, at temperaturen i samtlige målepunkter der blev målt både vertikalt og horisontalt havde opnået damptemperaturer (kontureringen er vedlagt som bilag B), viste det sig, at der var områder nær overfladen der forblev kolde. Forklaring kan være kloakker eller andre strukturer der forhindrer en effektiv damptransport.

Til belysning af overfladenære temperaturer kan anvendes den samme teknik der anvendes til afsløring af varme områder i bygninger og elinstallationer. Der anvendes et specielt infrarødt kamera, der anvendes til at tage billeder om natten hvor der ikke er solindstråling. I figur 4.9 er der vist et eksempel på et billede taget ved denne teknik. Billedet viser temperaturer som farver, med blå toner som det kolde og røde toner som det varme område. Billedet er taget mod øst ved den sydligste bygning i hot-spottet i område III.

På figur 4.9 ser man udover det kolde område midtfor i venstre side at der er et meget varmt dæksel til højre midtfor. Langs gavlen kan man også observere at der er varmere end omgivelserne, sandsynligvis pga. af strømning af mindre mængder af damp/energi langs med fundaments kanten. Specielt bagerst i billedet er dette fænomen udtalt.

Vi har i forbindelse med evaluering af effekter på bygningerne/komfort også udført målinger af overfladetemperaturer ved almindelig IR måling. På figur 4.10 er der vist et eksempel på et kort genereret på baggrund af en målerunde udført 5. juli 2001, hvilket gør den sammenlignelig med figur 4.6 og 4.7. Det ses at der er tale om kraftigt forhøjede overfladetemperaturer i de samme områder som dampgennembruddet er konstateret i længere nede. Det ses også at der er tale om relativt høje overfladetemperaturer, specielt i bygningerne hvor der er konstateret temperaturer på over 50 °C.

4.1.2 Område I+II

4.1.2.1 Gas- og olieforbrug
Dampen til opvarmning af jorden i område I+II blev produceret ved anvendelse af naturgas og olie. På figur 4.11 ses summeret gas- og olieforbrug som funktion af tiden under opvarmningen af område I+II.

Oprensningen af område I+II blev igangsat 3-12-2001 med to ugers vakuum på samtlige boringer til at fjerne ”stående” dampe. Der blev herefter injiceret damp i en periode fra den 17-12-2001 til udgangen af februar 2002. I starten af marts var det planlagt, at der skulle afvikles cykliske injektioner/ekstraktioner, men det blev klart at der var opstået et væsentligt problem der blev konstateret i forbindelse med temperaturmålinger den 6-3-2002 (se afsnit 4.1.2.3). Her kunne det konstateres, at der var en væsentlig ændring af vandspejlshøjden i boringerne i område I i kombination med et meget signifikant temperaturfald i den nu mættede zone. Dampinjektionen blev herefter standset i område I den 9-3-2002, men fortsatte med cyklisk drift frem til den 15-3-2002 i område II.

I figur 4.11 er det samlede gas og olieforbrug til dampproduktion vist som funktion af tiden for oprensningen af område I+II.. Det ses af figuren at det samlede gasforbrug har været 185.000 m³ og det samlede olieforbrug på 232.000 l. Med et energiindhold på ca. 40 MJ/Nm³ gas og 33 MJ/l olie svarer dette til en samlet energiinput på 15.100 GJ eller 4,2 mill. kWh.
Energiforbruget er stort set ligeligt fordelt på de to energiformer.

4.1.2.2 El-forbrug
I figur 4.12 er elforbruget til oprensningen i område I+II vist. Der har i lighed med oprensningen af område III været anvendt strøm til pumper mv. Det samlede forbrug er jf. figur 4.12 ca. 318.500 kWh. Dette udgør ca. 7 % af det samlede energiforbrug. Ved oprensningen af område III udgjorde elforbruget ca. 12 %.

Det ses at el-andelen blev kraftigt reduceret ved oprensningen i område I+II i forhold til oprensningen af område III. Dette skyldes dels den samlede oprensningstid var meget kortere, hvilket betyder at der ikke har været anvendt unødigt meget pumpetid, og dels har der været optimeret på hele processen i forhold til oprensningen af område III

4.1.2.3 Dampinjektion og varmeudbredelse
Den samlede dampmængde der blev produceret og injiceret i område I+II var ca. 5.300 tons, svarende til en produktion på ca. 2.600 kg/h.
Dampproduktionen er ligefrem proportional med forbruget og ikke illustreret grafisk.

Jf. afsnit 3.4 om måling af tryk og dampflow fra anlægget blev der udført en kraftig ombygning af målesystemet til måling og regulering af dampmængden til de enkelte boringer. Dette gav sig udtryk i at prognosticeringen af dampudbredelsen blev endnu mere sikker end ved oprensningen i område III.

I område I+II var der ikke etableret teknologiboringer. Temperaturmålingerne er derfor i disse to områder udelukkende udført ved nedstik med et såkaldt juletræ (se afsnit 3.4.1.2 for forklaring) i injektions- og ekstraktionsboringer efter aflukning af disse fra det aktive system.

Figurer der illustrerer de faktiske målinger af temperaturudbredelsen er vedlagt som bilag C.

Problemerne omkring indtrængning af koldt vand fra regnvandsledningen (se afsnit 3.1 for forklaring) er illustreret i figur 4.13. Figur 4.13 viser temperaturprofilet i boring IE138 før (26-8-2002) og efter (7-3-2002) store kolde vandmængder løb gennem område I. Vandspejlet stod på dette tidspunkt ca. 2 m ut. Det ses umiddelbart, at der er tale om temperaturfald på helt op til 50 °C i løbet af ganske få dage, og ca. 25 °C i gennemsnit over de øverste 7 m, svarende til at ca. 40 % af den tilførte energi umiddelbart var forsvundet.

Dette indikerer at der er et generelt incitament til at kontrollere tilstrømningen af koldt vand, da der meget hurtigt kan fjernes store energimængder fra et opvarmet område på denne måde.

4.2 Energibalance og tab til omgivelserne

Den injicerede energi er ved oprensningen fordelt på en række delposter. Der er tale om følgende delelementer:

• Energi opsparet i jordmatricen ved oprensningens afslutning
• Energi tabt til overfladen og nedadtil ved varmeledning
• Energi suget op med det oppumpede vand
• Energi suget op med oppumpet gasfase

4.2.1.1 Tab til omgivelserne
Til vurdering af tabet via varmeledning har vi prøvet at beregne dette på baggrund af temperaturgradienter. I figur 4.14 og figur 4.15 er vist et eksempel på profiler med gradienter hhv. op og nedad til i område III og område I.

Det ses af figur 4.14 af der er tale om en relativ smal zone med damptemperaturer og en stor zone med varmeledning. Temperaturgradienten er rimelig ens både opad og nedad, med en værdi på ca. 20 °C/m. Det forventes pga. af kondensation at jorden over og under dampzonen er relativ våd. Som udgangspunkt anvendes derfor en termisk ledningsevne på 2,5 W/m°C. Under disse antagelser svarer det til at der er et tab på ca. 100 W/m² fordelt ligeligt op og ned.

I modsætning til dette står observationerne fra boring IE125 vist i figur 4.15. Her er der en stor forskel på gradienten op og ned, med en gradient på ca. 45 °C/m op og 5 °C/m ned. Der er sandsynligvis fordelt meget damp opad ved advektion, hvilket giver forskellen til forholdene vist i figur 4.14. Også nedadtil er der en meget stor forskel på de fundne gradienter. Som det ses er der en meget mindre gradient omkring boring IE125 (fig. 4.15). Dette skyldes sandsynligvis, at energitransporten i horisontal retning har været så hurtig, at det underliggende jordlag endnu ikke er opvarmet til ligevægtstemperaturen.

I begge tilfælde ses det, at det samlede tab er af samme størrelse, og udgør ca. 100 W/m². Ved en fuldt udbredt dampzone ved en radius på 10 m, svarer dette til et tab på ca. 31 kW.

De observerede gradienter er noget lavere end dem der indledningsvis blev brugt til dimensioneringen. Ved dimensioneringen blev der anvendt en gradient på 90 K/m opad og 30 °C/m nedad. De observerede var i intervallet 20-50 °C/m opad og 5-25 °C/m nedad. Umiddelbart ville dette teoretisk lede til, at det vil være muligt at opnå en større udbredelse af dampen end oprindeligt antaget. I praksis viste det sig, at der i en lang række af boringerne var problemer med at komme af med tilstrækkelig damp (jf. afsnit 3.2.1.4), således at de oprindelige antagelser om dampudbredelsen, specielt i område III hvor der var lavest permeabilitet, var vanskeligt opnåelige. I /1/ er der også angivet en tommelfingerregel om, at dampudbredelsen ikke overstiger dybden til top af filter væsentligt, hvilket i vores tilfælde svarer til 4-7 m.

4.2.1.2 Energibalance
Energimængden oppumpet via vand og luft var i forhold til den injicerede mængde knap 20 % i område III og knap 10 % i område I+II, hvilket fremgår af figur 4.16.

Det samlede tab af energi ved oprensningen af område III var knap 25 % og blev reduceret til knap 16 % ved den efterfølgende oprensning af område I+II. Det samlede energiforbrug svarer til hhv. 336 kWh/m³ og 214 kWh/m³ for område III og område I+II.

Til sammenligning er det teoretiske forbrug til opvarmning af 1 m³ jord i størrelsen 60-80 kWh/m³ jf. /1/. Der er altså brugt hvad der svarer til 3-5 gange så meget energi som teoretisk forudset pga. tab, hvoraf varmeledning til omgivelserne er det dominerende tab.

4.2.1.3 Afkøling efter oprensning
Efter endt oprensning er afkølingen fulgt i område III. I figur 4.17 er temperaturen i Teknologiboring 5 (TEK5) vist til tre forskellige tidspunkter, dels ved oprensningens afslutning og dels efter 3½ måned og et helt års afkøling. Det ses at temperaturen falder umiddelbart hurtigst i starten af forløbet og efter godt 3 mdr. allerede er nede på maksimalt 60 °C. Det bemærkes også, at temperaturfronten glattes ud over dybden pga. af varmeledning. Efter ca. et år er maksimal temperaturen ned på ca. 30 °C. I figur 4.18 er vist gennemsnitstemperaturen fratrukket 10 °C (baggrunds middel temperatur) i Teknologiboring 5 som funktion af tiden efter lukning af anlæg. Gennemsnitstemperaturen udtrykker samtidig energiopsparingen i jorden under forudsætning af, at den specifikke varmekapacitet er konstant. Det ses, at der er en eksponentiel sammenhæng. Dette er forventet, da gradienten reduceres og dermed tabet med tiden. Den fundne sammenhæng svarer til at 50 % af energien er tabt efter ca. 1 mdr. og 90 % efter ca. 1½ år. En anden implikation af tabskurven er, at et stop af dampinjektionen giver endog meget store tab i starten. Hvis der tages udgangspunkt i den fundne funktion fås et initielt tab på ca. 500 W/m³, hvis der regnes med et døgns stilstand. Baseret på de stationære målinger af gradienten er det konstateret at tabet er i størrelsen 100 W/m², hvilket indikerer at tabsfunktionen sandsynligvis overvurderer det initielle tab. Selv ved tab på 100 W/m² er stop dog meget kritiske, da der typisk skal bruges yderligere én ekstra dag til injektionen for at indhente den tabte energimængde.

4.3 Forureningsmasse opsuget og behandlet på anlægget on site

Som beskrevet i kapitel 2.2 og 2.3 er der under dampoprensningen dels oppumpet vand fra boringer filtersat i det sekundære grundvandsmagasin (sekundært vandsystem) og dels opsuget en blanding af luft og damp ved vakuumekstraktion fra IE-boringerne. I behandlingsanlægget on site separeredes vand- og luftstrømmen og henholdsvis vand og luft blev renset inden udledning.

Som anført i kapitel 3.4 har der været perioder hvor flowmåling og koncentrationsmålinger har været behæftet med usikkerheder. Derfor skal mængderne angivet i dette kapitel vurderes med dette for øje.

4.3.1 Område III

Ved oprensningen af område III er der udtaget prøver fra behandlingsanlægget ca. hver 3. dag til analyse for chlorerede opløsningsmidler. Da der primært er tale om PCE rent mængdemæssigt, er det denne komponent der er fokuseret på i figurerne. Som tidligere beskrevet er der oppumpet både vand fra det sekundære magasin og luft/damp fra området.

I gennemsnit igennem oprensningsperioden er der fra behandlingsanlægget udledt vand i størrelsesordenen ca. 120 m³ vand/dg (5 m³/h) som er fordelt som vist i figur 4.19.

Det ses af figur 4.19 at fordelingen er ca. 50 % fra det sekundære magasin og ca. 50 % fra det primære magasin. Det ses, at hovedparten af vandet fra det sekundære magasin hvor oprensningen foregik, blev ekstraheret via vakuumboringerne, hvorimod systemet der var konstrueret til dette formål kun bidrog med en mindre andel.

Vandet fra det primære magasin blev anvendt som kølemiddel/hjælpemiddel i væskeringspumperne efter blødgøring.

De typiske koncentrationer i vandet der blev ledt til rensning var i størrelsen 10-20μg/l. Med de oppumpede vand- og luftmængder var dette helt insignifikant set på massebasis idet det kun udgjorde maksimalt 1 kg PCE svarende til mindre end 0,5 % af den samlede massefjernelse. Rensningen af vandet virkede i lange perioder meget dårligt pga. jern- og kalkudfældninger. Vandkvaliteten var i disse perioder sammenligneligt med det oppumpede vand fra det primære magasin, der blev udledt uden rensning.

I figur 4.20 er vist flowet og masseflowraten ved oprensningen af område III for luftoppumpningen. Det ses umiddelbart, at der i forbindelse med opstarten blev anvendt et meget stort flow, men at det hurtigt faldt, bl.a. på grund af udfældningsproblemerne beskrevet i kapitel3.3.4. Efter ombygningen (se kapitel 3.1.1) blev der i de fleste periode kun anvendt én pumpe der pumpede ca. 800 Nm³/h i hele perioden ved et arbejdstryk på 400-500 hPa absolut. De 800 Nm³/h var væsentligt lavere end specifikationerne, men var forårsaget af den store vandmængde der blev fjernet simultant via vakuumsystemet.

Initielt ses en stor masseflowrate af PCE, i lighed med hvad der typisk observeres ved traditionel vakuumventilation uden dampinjektion. Dette forløb gentager sig ved genopstart af anlægget efter ombygningen hvorefter massefjernelsen falder til et nogenlunde jævnt leje på 2-300 g/dg under dampningen af de ydre dele af forureningen. Ved dampning af hot-spot stiger fjernelsesraten til ca. 1.000 g/dg, og ved dampning i det mest forurenede område i kombination med cyklisk drift øges fjernelsesraten op til 3.000-4.000 g/dg. Efter opvarmningsfasens afslutning efterpoleres med vakuumventilation i ca. 4 uger, hvor raten falder ned til ca. 200 g/dg sidst i perioden.

Den samlede mængde PCE fjernet på luftfase er jf. figur 4.21 ca. 300 kg.

I figur 4.21 er den samlede masse i luftfasen vist som funktion af tiden sammen med den mængde, der er udledt til atmosfæren. I opstarten fungerede kulfilteret 100 %, men som følge af højt relativt vandindhold i luften var der problemer med at opretholde effektiviteten. Efter ombygningen med reheater og posefilter fungerede filteret bedre i en periode, men som det kan ses umiddelbart af kurven lykkedes det ikke at opnå en bedre filtereffektivitet end ca. 75 %, hvilket er relativt lavt. Forklaringen kan skyldes en relativt høj vandmætningsgrad, der gør kullenes mulighed for at absorbere væsentligt ringere, ligesom tilstedeværelsen af partikler i luftstrømmen kan have forårsaget kanalstrømning i gennem filteret.

Den samlede luftmængde der blev suget igennem anlægget var ca. 13 mill. Nm³ svarende til en udskiftning på ca. 1.300 porevolumener i gennemsnit over det samlede jordvolumen.

4.3.2 Område I+II

Ved oprensningen i område I+II er der taget færre analyser end ved oprensningen af område III. Fokus var lagt på måling af temperaturerne i jorden, da de jf. de opnåede restkoncentrationer i område III viste sig at være den bedste indikator for fremdriften.

I figur 4.22 er masseflowrate og flowet for vakuumsystemet vist. Det ses umiddelbart, at flowet i opstartsperioden lå på ca. 2.000 Nm³/h for hurtigt at falde til ca. 1.000 Nm³/h i forbindelse med at dampinjektionen blev startet. Faldet skyldes sandsynligvis en blanding af temperaturstigning samt pumpning af vand via vakuumsystemet. Flowet faldt herefter yderligere for at stabilisere sig omkring 500 Nm³/h. Den observerede masseflowrate starter ud ved den indledende vakuumekstraktion på ca. 300 g/dg for at stige til ca. 1500 g/dg i dampbehandlingen af det værst forurenede område. Efter stop af dampinjektionen falder ydelsen til ca. 100 g/dg i den efterfølgende polering.

Den samlede mængde PCE der blev opsamlet via behandlingsanlægget er vist i figur 4.23 og udgør ca. 57 kg. Det ses at filteret ved driften i område I+II var væsentligt bedre end i område III. Årsagen er en kombination af skift af selve kullene samt en mere hensigtsmæssig styring af køling og genopvarmning af luften med deraf lavere relativt vandindhold til følge. Det ses at der var en effektivitet på ca. 98 %. Den samlede opsugede mængde af PCE var knap 60 kg , hertil kom ca. 8 kg TCE.

Udover de klorerede opløsningsmidler i område I+II blev der konstateret olieprodukter i det oppumpede medie. Cyklonen blev på et tidspunkt bundsuget. I den forbindelse blev det vurderet at der var 500-1.000 kg tungt olieprodukt i cyklonen.

Det samlede luftflow der blev suget igennem område I+II var ca. 1,7 mill. Nm³ svarende til ca. 240 porevolumener. Dette er væsentligt lavere end i område III, hvilket skyldes primært den væsentligt kortere opvarmningsperiode.

Den fjernede mængde klorerede opløsningsmidler i det oppumpede og ekstraherede vand er estimeret til maks. 1 kg jf. argumentationen i kapitel 4.3.1.

4.4 HPO - forbrænding af organisk stof i jorden

HPO er forkortelsen for Hydrous Pyrolysis Oxidation, eller våd forbrænding på dansk. Fænomenet er observeret både i laboratoriet og ved en række af de udførte oprensninger hvor dampstripning har været anvendt som oprensningsmetode.

Forbrænding af en lang række af organiske stoffer finder sted i vandfasen hvis der er tilstrækkelig høj temperatur og ilt tilstede. Som eksempel på kinetikken ved HPO er vist data fra et nedbrydningsforsøg med TCE i figur 4.24. Det ses, at der er tale om en første ordens reaktion med en halveringstid på 5-10 dg. under de aktuelle konditioner. Processen er meget temperatur afhængig. I /17/ er der rapporteret en række kinetikforsøg. Data er anvendt til fremstilling af figur 4.25, der viser halveringstiden for TCE ved forskellige temperaturer under forudsætning af tilstedeværelsen af ilt i et støkiometrisk forhold. Det ses at temperaturen skal op på minimum 70-80° C før processen rigtig tager fart. /18/ angiver at hastigheder for HPO er af samme størrelsesorden for PCE og TCA som for TCE, der tages derfor udgang i disse for vurdering af størrelsen af HPO i det konkrete tilfælde.

Baseret på metoderne angivet i /1/ kan det beregnes at Henrys lov konstanten for PCE i intervallet 80-100 ° C ligger i intervallet 7-12. Til en beregning af potentiel PCE omsætning antages en værdi på 10 af Henrys lov konstanten som et gennemsnit. Tilsvarende regnes med en halveringstid i den varme zone på 20 dg svarende til en gennemsnitstemperatur på 80-90°C i de perioder, hvor det er relevant at medtage HPO i overvejelserne over fjernelsen.

Gennemsnitskoncentrationen af PCE i den opsugede luft har ligget på 40-50 mg/m³ i den kondenserede luft. Med en Henrys Lov konstant på 10 svarer dette til en korresponderende porevandskoncentration på ca. 5 μg/l, hvilket er i rimelig overensstemmelse med de koncentrationer, der er konstateret i det oppumpede vand. Iltindholdet i vandet kendes ikke, men det forventes, at det er tilstrækkeligt til at det ikke vil være begrænsende for omsætningen, når det tages i betragtning at der er injiceret luft igennem oprensningsforløbet.

Med de opstillede forudsætninger kan det beregnes, at der vil være en fjernelse på ca. 0,2 μg/l dg i vandfasen. Baseret på de udførte temperaturmålinger vurderes det at være en rimelig antagelse, at der har været opvarmet i størrelsen 5.000 m² til tilstrækkelige temperaturer i gennemsnit i de to områder i en tykkelse på ca. 6 m, svarende til ca. 30.000 m³ jord. Jorden har som gennemsnit været relativt tør, til vurderingen anvendes en gennemsnitlig mætning på 0,05 svarende til at vandvolumenet der er opvarmet har været ca. 1.500 m³ i gennemsnit. I område III har der været anvendt damp i ca. et år (365 dage) og i område I+II i ca.75 dg. På baggrund af dette kan det konservativt estimeres, at den samlede fjernelse i område III har været ca. 0,1 kg og 0,02 kg, altså flere størrelsesordener under det oppumpede masse, se kapitel 4.3. Selv med mindre konservative parametre (T_½=5 dg , C₀=10 μg/l, 3000 m³ vand) svarer fjernelsen kun til 1,5 kg i område III.

Selvom PCE og TCE kun i mindre omfang kan forventes fjernet ved HPO er det dog en betydelig proces for de mere vandopløselige dele af det organiske stof i jorden. Dette illustreres af figur 4.26, der viser den akkumulerede kulstoffjernelse i område III, baseret på CO₂ målinger på den opsugede luft. Det bemærkes, at der er tale om betydelige mængder, i alt er der oppumpet ca. 30 tons kulstof. I de vandanalyser der er foretaget er der konstateret et indhold af HCO₃ på ca. 400 mg/l både i det primære og sekundære vand. Kulstofmængden i det oppumpede vand (120 m³/dg) udgør ved denne koncentration kun ca. 10 % af den samlede kulstofmasse, hvis det forudsættes at alt CO₂ strippes fra vandfasen pg.a de høje temperaturer og lave tryk. Den fjernede kulstofmængde svarer til en fjernelse på ca. 400 mg C/kg jord, hvilket for underjorde er meget, idet kulstofindholdet typisk ligger på 100-1.000 mg/kg, hvorimod det for overjorde er mere typisk med værdier i intervallet 5.000-30.000 mg/kg jord.

Det er ikke yderligere belyst hvorfra det oppumpede kulstof stammer.

4.5 Restkoncentrationer i sekundært grundvand

Efter oprensningen og afkøling til ca. 30-40 °C (6 mdr. hvile) er der udtaget en række jord, vand- og luftprøver fra de to oprensningsområder. I figur 4.27 er resultaterne af samtlige vandprøver i de to områder vist. Visuelt kan figur 4.27 sammenlignes med figur 1.12. Som det ses af figurerne er der i langt de fleste af områderne sket en kraftig reduktion af koncentrationerne.
Udgangskoncentrationen lå i intervallet op til 3.900 μg PCE/l med et gennemsnit på ca. 800 μg PCE/l. Efter oprensningen er gennemsnittet ca. 30 μg PCE/l med maksimale koncentrationer på knap 500 μg PCE/l. De højeste koncentrationer er konstateret i de to hot-spot, hvor der indledningsvis ikke var udtaget vandprøver. De højeste startværdier repræsenterer derfor ikke de maksimale koncentrationer der var indledningsvis, men er sandsynligvis et udtryk for den mere generelle belastning.

Succeskriteriet var at nedbringe koncentrationen i det sekundære grundvand således at det primære magasin ikke påvirkes over grundvandskvalitetskriteriet opgivet af Miljøstyrelsen. Jf. afsnit 1.1 svarer dette til et indhold på maksimalt 40 μg/l. Dette er kun delvis lykkedes til trods for, at den gennemsnitlige koncentrationsreduktion er større end 96 %. Koncentrationsdataene er behandlet statistisk, hvor det viser sig at disse med rimelighed kan udtrykkes ved en logaritmisk normalfordeling. Ud fra denne kan det bestemmes at ca. 15 % af slutkoncentrationerne ligger under 1 μg PCE/l, at 90 % ligger under 40 μg PCE/l og 97 % under 100 μg PCE/l, eller at ca. 90 % af arealet opfylder kriteriet efter oprensningen. Til sammenligning viser den samme databehandling af startdata, at kun 18 % af arealet opfyldte kriteriet indledningsvis og at mere end 50 % af arealet havde koncentrationer over 100 μg PCE/l, hvor det efter oprensningen kun er 3 %.

4.6 Direkte påvirkning af primært grundvand

Jf. den indledende dimensionering blev det planlagt at oppumpe ca. 10 m³/h fra hver af de 6 boringer placeret i det primære magasin, en strategi der stort set er blevet efterlevet igennem projektet. Kun i forbindelse med afsyring og tilstopning af et tilledningsrør har ydelsen i perioder været mindre. Vandet er blevet anvendt til køling i anlægget.

I figur 4.28 er den akkumulerede oppumpede vandmængde vist som funktion af tiden. Den gennemsnitlige ydelse har igennem hele driftsperioden været 45 m³/h. Der er udtaget 3 sæt analyser af vandet gennem forløbet. Disse viser, at der initielt inden oppumpningen startede var en gennemsnitskoncentration på ca. 30 μg/l opløsningsmidler (5-117 μg/l), som indtil den første analyse faldt til ca. 8 μg/l opløsningsmidler (1-17 μg/l), hvoraf PCE udgør ca. 70 %. Der er således fjernet ca. 10 kg opløsningsmidler gennem oppumpningen totalt.

Der er ikke noget i de udførte analyser der indikerer hverken en stigning eller et fald forårsaget af de udførte aktiviteter i den overliggende jord, hvilket heller ikke var forventet. En egentlig effekt på det primære grundvand forventes først at slå igennem efter en længere periode med pumpning, idet der stadig er mindre mængder af forurening efterladt i moræneleren mellem den oprensede zone og det primære magasin.

4.7 Restkoncentrationer i poreluft

Der er udtaget et omfattende antal poreluftprøver til dokumentation af restforureningen i de øverste jordlag med henblik på at kunne vurdere en risiko overfor de bygninger der eksisterer på arealerne, samt vurdere effekten af den samlede oprensning. Det opstillede succeskriterium i forhold til en acceptabel påvirkning (mindre end 6 μg/m³ i indeklimabidrag) svarer til, at der må efterlades en koncentration på 3-4 mg/m³ én meter under terræn, hvis der foretages en beregning af indeklimabidraget ud fra JAGGs standard parametre.

Poreluftprøverne er udtaget ca. 1 mut efter ca. 6 mdr. stilstand i de to områder og kontureret. I figur 4.29 er kontureringen af data vist.

Koncentrationen forud for oprensningen er vist på figur 1.13 til sammenligning. Udgangskoncentrationen lå i intervallet 0-7.500 mg PCE/m³ med et gennemsnit på ca. 100 mg/m³. Maksimalkoncentrationen i område III er dårligt bestemt pga. prøveudtagningen stort set først kom til at fungere efter de første 4 ugers opsugning af dampe pga. stort vandindhold mv. Det forventes således, at den angivne gennemsnitsstartværdi er noget underestimeret.

Slutkoncentrationen ligger i intervallet 0-22 mg PCE/m³ med et gennemsnit på ca. 3 mg/m³. Dette svarer til en oprensningseffektivitet på ca. 95 % målt på poreluften alene. Effektiviteten er sandsynligvis højere end de beregnede 95 %, idet temperaturerne var svagt forhøjede ved slutprøvetagningen, hvilket giver højere luftkoncentrationer, og udgangskoncentrationerne i område III var væsentligt større end det konturerede billede viser i figur 1.13 pga. tidspunktet for prøvetagningen (se afsnit 1.4.2).

Temperaturen var ved prøvetagningen ca. 30 °C i gennemsnit i prøverne. På denne baggrund vurderes det at koncentrationen i gasfasen vil være yderligere faldende frem til den normale jordtemperatur på ca. 10 °C opnås. Den endelige koncentration når området er slutafkølet forventes derfor at ligge i intervallet 0-10 mg/m³, baseret på at Henrys lov konstanten ændres. En fremskrivning til dette resultat er vist i figur 4.30 hvor en grænse på 4 mg/m³ er vist til illustration af hvor indeklimabidraget muligvis vil være overskredet efter oprensningen. Til sammenligning er arealet hvor de 4 mg/m³ var overskredet i startsituationen vist på figur 4.31. Det ses at arealet er meget kraftigt reduceret som følge af oprensningen.

Det bemærkes i øvrigt, at der ikke er konstateret over 0,9 mg PCE/m³ umiddelbart under gulvene i bygninger der anvendes til beboelse efter 6 mdr. stilstand, svarende til at indeklimabidraget beregnet efter JAGG allerede inden afkølingen ikke overstiger kvalitetskriteriet.

4.8 Restkoncentrationer i jord

Der blev efter oprensningens i område III udført 4 Geoprobesonderinger, med udtag af kerneprøver i samme dybder som før oprensningen, se kapitel 1.4.2. Sonderingerne blev tilstræbt placeret så tæt som praktisk muligt på de sonderinger der blev udført inden oprensningen. Herudover blev der i forbindelse med vurdering af restforureningen i område I udført 3 Geoprobesonderinger i hot-spot af område I til dokumentation af restforureningen i dette område.

I figurerne 4.32-4.35 er vist de fundne koncentrationer før og efter i de 4 felter i område III. Det ses at der er relativt stor forskel på hvor effektivt de 4 jordsøjler er blevet oprenset, dog ses overalt en reduktion i de mere permeable dele. Derimod ses ingen eller meget lille effekt af oprensningen i den underliggende moræneler, idet koncentrationen i prøverne taget i denne del af formationen stort set har været konstant igennem oprensningen.

Oprensningseffektiviteten i de fire felter har været fra 63-98 % med felt 1 placeret i hot-spottet som det bedst oprensede og felt 4 beliggende lige i kanten af hot-spottet som det mindst oprensede. Hvis der udelukkende fokuseres på de øvre del fra 0-6 m dybde, svarende til de mest permeable dele af sedimentet, er der en effektivitet på 98 %, hvorimod effektiviteten i de underliggende sedimenter har været meget beskeden.

Fjernelsen svarer til 20-80 mg PCE/kg jord med mest i hot-spot området.

I lighed med område III blev der udført 3 Geoprobesonderinger i område I med kerneprøveudtagning efter oprensningen. Der er ikke her udtaget startprøver. Observationerne i område I er de samme som i område III, idet den øverste permeable del af jordsøjlen er stort set fri for opløsningsmidler, hvorimod der i den underliggende moræneler er efterladt mindre koncentrationer, i område I op til ca. 4 mg/kg. Profilerne er vedlagt som bilag D. I område III var de efterladte restkoncentrationer op til ca. 10 mg PCE/kg. Ved anvendelse af fugacitetsmodellen i JAGG kan det beregnes, at dette giver en porevandkoncentration i omegnen af 10 mg/l i ler under mættede forhold. De fundne koncentrationer i det sekundære magasin har været op til ca. 0,5 mg/l, hvilket svarer til ca. 0,2 mg/kg i sand under mættede forhold. Dette svarer meget godt overens med de koncentrationer, der er konstateret i de dele af jorden der udgør det sekundære magasin.

Det var fra starten forventet at det ville være muligt at rense op ca. 1 meter ned i moræneleren. Dette har stort set ikke været tilfældet i hverken område I eller III, kun i enkelte områder er dette opnået.

4.9 Samlet vurdering af restforurening i forhold til varmeudbredelse

I figur 4.32-4.35 er forureningen i jorden vist før og efter oprensningen. Effekten af en dampstripning er meget styret af hvor der har været opnået kogepunktstemperaturer. I figur 4.36 og 4.37 er de samme data vist for felt 1 og felt 3 med temperaturprofilet fra en meget nærliggende teknologiboring vist.

I felt 1 (figur 4.36) ses det at vi rent faktisk har været i stand til at opvarme den øverste del af moræneleren op til kogepunktstemperatur, sandsynlig pga. at permeabiliteten havde en tilstrækkelig størrelse til at dampen har haft mulighed for at brede sig nedadtil. Samtidig er felt 1 placeret geografisk således, at der her har været den længste periode med dampinjektion, hvilket gør at energitransporten ved varmeledning (der er en relativt langsom proces) også har haft mulighed for at foregå over så lang en periode at den øverste del er blevet opvarmet.

Som kontrast viser figur 4.37 et profil hvor varmen ikke er nået ned i den øverste del af leren. Dampens udbredelse nedadtil er blevet standset af silten, enten pga. en lav permeabilitet eller pga. tilstrømning af (koldt) vand udefra. Ved oprensningen af område III er der i gennemsnit oppumpet ca. 2,7 m³ vand/h, hvor der i den samme periode er injiceret ca. 1,1 ton vand/h som damp. Generelt skal man have hydraulisk kontrol, hvilket der også har været ved den konkrete oprensning. Ulempen er blot at en del af tilstrømningen ikke kan holdes ude fra det opvarmede område og dermed kan ligge sig som en ”dyne” over leroverfladen og derved forhindre opvarmningen.

Det må derfor konkluderes, at der skal en detaljeret temperaturmonitering i vertikalen til for at sikre at tilstrækkelige temperaturer er opnået med henblik på at kunne reducere forureningen, ligesom en større grad af kontrol med vandtilstrømningen er nødvendig hvis det skal være muligt at oprense med dampinjektion ovenfra og ned.

4.10 Massebalance

En egentlig massebalance på klorerede opløsningsmidler på oprensningen er behæftet med usikkerhed. Alligevel har vi forsøgt at gøre det for at give et estimat og fordeling af den samlede indsats.

I lighed med startsituationen har vi ved hjælp af fugacitetsomregninger integreret luft-, vand- og jordkoncentrationer til en samlet masse af klorerede opløsningsmidler i de øverste 8 m af jordsøjlen efter oprensningen.
Forudsætningerne er de samme som der er antaget i kapitel 1.4.2. I figur 4.38 er det samlede indhold efter oprensningen i den umættede zone vist på figuren, og i figur 4.39 indholdet i den mættede zone. Ved numerisk integration er den samlede masse herefter bestemt som et skøn over de efterladte mængder af opløsningsmidler.

I tabel 4.1 har vi vist massen af klorerede opløsningsmidler før og efter i hhv. den umættede zone og den mættede zone samt estimatet af den oppumpede mængde af chlorerede opløsningsmidler fra hhv. den umættede og den mættede zone.

Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.1. Massebalance for oprensningen af Hedehusene, baseret på målte data‘‘

Det ses at differencen i massen i mættet og umættet zone fra start til slut er målt til 290 kg PCE. Den oppumpede/ekstraherede mængde der er ledt til behandlingsanlægget on site er estimeret til ca. 360 kg. De to tal er stort set identiske set med de usikkerheder, der ligger i både estimation og måleteknikker, specielt set i lyset af, at startmængden i den umættede zone sandsynligvis var kraftigt underestimeret pga., at start prøvetagningen blev udført efter 2-4 ugers vakuumventilation.

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