Dampoprensning af klorerede opløsningsmidler på tidligere industrigrund i Hedehusene

6  Konklusioner

Der blev over en effektiv driftsperiode på ca. 1½ år oprenset et område i Industribyen og Teglstenen i Hedehusene. Det samlede jordvolumen der blev behandlet var ca. 90.000 tons. Hovedforureningskomponenten var PCE (tetrachlorethylen). Oprensningen har været en succes, idet der er opnået store oprensningseffektiviteter, hhv. 97 % eller mere i umættet zone og 93 % i den mættede zone (sekundært magasin). Den efterladte restforurening har i størstedelen af området kunne overholde de opstillede succeskriterier.

De to helt overordnede succeskriterier var at reducere mængden af klorerede opløsningsmidler i de glaciale aflejringer på arealet til et niveau der gjorde, at der ikke ville være overskridelser af henholdsvis grundvandskvalitetskriteriet for PCE i det primære magasin efter initialfortynding i magasinet, eller indeklimabidraget på i bygninger på arealerne, der anvendes til beboelse. Kriterierne skulle være opfyldt for 90 % af arealet eller mere.

På baggrund af beregninger udført med dels de målte lokale parametre på arealet, og dels standardparametrene i Miljøstyrelsens risikovurderingsværktøj JAGG er det vurderet, at kriterierne for belastningen af det primære grundvand kan overholdes ved en maksimal koncentration på 40 μg PCE/l i det sekundære grundvand. Ved samme type beregninger er det vurderet at det maksimale indhold i poreluften 1 m.u.t må være ca. 4 mg PCE/m³, og direkte under husene 1 mg PCE/m³ for at indeklimabidraget ikke overstiger kriteriet.

På baggrund af statistisk bearbejdning af de indsamlede data fra vand- og poreluftprøver udtaget efter endt oprensning og delvis afkøling er det beregnet, at 90 % af arealet overholder kravene til indhold i grundvandet, og at 96 % af arealet overholdt kravet til indeklimaet. Der er ingen huse der i dag anvendes til bolig, der har et indhold under gulv der kan give anledning til overskridelser af indeklimakriteriet.

Udover opfyldelsen af de primære succeskriterier var der et sekundært kriterium, idet vi håbede, at metoden ville være effektiv ca. 1 m ned i den underliggende moræneler. Det må konkluderes, at en oprensningen ned i leren generelt ikke har været tilstrækkelig, og kun på mindre arealer er lykkedes. Dette skyldes primært, at tilstrømmende vand har forhindret en effektiv opvarmning af den øvre del af leren, og derved forhindret fjernelsen af PCE.

Der er i løbet af oprensningen gjort en lang række erfaringer af teknisk karakter, omkring komponentvalg til behandlingsanlæg, materialevalg til boringer etc. De vigtigste konklusioner på dette område er vist på listet herunder:

  • Filtersætning og boringsudbygninger skal udføres meget omhyggeligt mht. filterkastningen, da materialeflugt ind i boringerne giver store problemer, både i boringen, rørføring og behandlingsanlæg.Boringsafslutninger bør udføres så man kan komme ned i filterrøret, i forbindelse med eventuelle bundsugninger og udsyringer.
  • Bentonit (både opslæmmet og pellets) er uegnet som afpropningsmateriale over filterstrækningerne for dampinjektionsboringer og vakuumekstraktionsboringer, da det sprækker, kollapser og på den måde gør boringen uanvendelig. Brug i stedet en cementstabiliseret bentonitblanding, eksempelvis Storebæltsblanding (se opskrift afsnit 3.2.1)
  • Væskeringspumper har den nødvendige kapacitet og kan levere tilstrækkeligt vakuum til at indgå i et dampstripningssystem.
  • Det er essentielt at have vandudskilning og køling før luften fra ekstraktionsboringerne ledes til væskeringspumpen. Hvis ikke vandudskilning sker før pumpen, er der stor risiko for at pumpen kalker til. For høje temperaturer i luften ved indgangen til pumpen reducerer kapaciteten.
  • Hvis der anvendes blødgjort vand til recirkulation over væskeringspumper kan der opstå biologiske belægninger i rør, pumper mv. der forøger strømforbruget for roterende dele væsentligt.Problemet kan løses ved med jævne mellemrum at anvende et biocid i recirkulationskredsen.
  • Køling af luft der indeholder olietåger giver potentielt problemer med reduktion af køleevnen. Oliefilm på køleribberne i køleren reducerer energioverførslen dramatisk. Under oprensningen opstod dette problem i forbindelse med dampfrontens passage gennem en tung fyringsolie forurening. Forsøg med forskellige rensemidler på kølefladerne havde kun meget begrænset effekt. Det er ikke konkluderet hvilke tiltag udover udskiftning af selve kølefladen, der kan afhjælpe sådanne problemer.
  • Der er relativt lille kapacitet for aktivt kul anvendt til luftrensning ved dampstripning i kombination med vakuumventilation. Årsagen er, at luften har en høj relativ luftfugtighed, selv efter genopvarmning, hvilket nedsætter kullenes kapacitet overfor opløsningsmidler. Vi konstaterede gennembrud ved 1/3-1/4 af den forventede kapacitet ud fra leverandørens isotermer.
  • Varm vanddamp med opløsningsmidler er meget reaktivt overfor de fleste former for fugemasse. Vær opmærksom på dette ved valg af dette i forbindelse med tætningsopgaver/pakninger.
  • Den nominelle ydelse på en kedel er kun retningsgivende for hvad den kan levere under praktiske forhold. I dette projekt leverede den indkøbte kedel ca. 60 % af den nominelle ydelse kontinuert (målt som dampmængde der blev injiceret). Det anbefales af denne grund at vælge en kedel der har en nominel ydelse der er mindst det dobbelte af hvad der forventes kontinuert leveret.

Monitering af dampudbredelsen og oprensningens fremdrift skete ved en kombination af måling af temperaturer i jorden, ved hjælp af en række specielle boringer med temperaturfølere placeret med en halv meters mellemrum nedefter, målinger af damp-, luft og vandflow i anlægget forskellig steder, samt måling af PCE-, TCE-, ilt-, og kuldioxidkoncentration i anlæg samt udvalgte steder i jorden. Herudover blev der i løbet af projektet udviklet en målemetode til måling af temperaturen i de aktive injektions- og ekstraktionsboringer, samt målt overflade temperaturer ved direkte visende IR-måling og ved anvendelse af IR termografi.

Der kan drages en række konklusioner fra måleprogrammet af mere overordnet karakter. De vigtigste er listet op herunder:

  • De installerede temperaturboringer har været anvendelige til at vurdere udbredelsen af dampzonen i det vertikale plan.Indledningsvis var der anvendt opslæmmet bentonit, hvilket ikke virkede. Boringerne blev efterfyldt med Storebæltsblanding, hvilket udbedrede denne skade. Boringer hvor der var fabriksindkapslede Pt100 følere har haft en væsentligt bedre overlevelsesrate gennem projektet end de boringer hvor der var installeret Type K følere samlet af entreprenøren. Den store fejlrate skyldes sandsynligvis at indkapslingen af målepunktet har været udført tilstrækkelig resistent til at vanddamp har kunnet trænge ind i kablet og forårsage kortslutning.
  • Temperaturmåling ved hjælp af nedsænkning af Type K følere i aktive boringer (i måleperioden aflukket fra systemet) viste sig at være et godt supplement til de specielle temperaturboringer. Opløsningen i dybden var dog dårligere end for de specielle boringer, ligesom on-line måling ikke var mulig.
  • Temperaturmåling på de enkelte rørføringer fra vakuumboringerne har ikke fungeret tilfredsstillende ved det anvendte set-up, hvor målingen er udført indeni eller udenfor manifolden, hvor rørene blev samlet inden indgangen til behandlingsanlægget. Temperaturen skal i stedet måles ude i boringen.
  • Flowmålinger af hhv. damp- og luftflow på de enkelte strenge kom aldrig til at virke med det først opstillede målesystem, til trods for at der blev udført et stort arbejde for at dette skulle ske. Systemet bestod af pitotrør med differenstrykmåling på de enkelt rørstrækninger til boringerne. Pga. kondensation af vanddamp i slanger, vanddråber og fine partikler virkede differenstrykmålingen meget dårligt, og dermed også flowmålingen. Vi vil på denne baggrund fraråde at anvende et system af denne type til dampstripning.
  • Flowmåling af de enkelte strenges dampmængde lykkedes ved anvendelse af en måler af rotametertypen, frem for det ovenfor skitserede system.
  • Trykmålinger i jorden viste sig at være vanskelige at måle. Der konstateres generelt små afvigelser fra atmosfæretrykket når man ikke er tæt på hhv. vakuum- eller injektionsboringer. De små trykforskelle er vanskelige at registrere pga. kondenserende vand ofte forstyrrer målingen. Da temperaturstigning stort set udtrykker de samme forhold som et overtryk anbefales det i stedet at måle denne parameter.
  • Koncentration af de forskellige komponenter kan måles på en række måder. For at få et ensartet billede er det nødvendigt at måle ved standardbetingelser fra gang til gang. Vi valgte at bygge et konditioneringssystem, der udskilte vand og kølede luften ned til 5 °C inden målingen. Dette system var efter indkøring og retning af fejl i stand til at konditionere prøver så reproducerbarheden på målingerne var høj. De målte koncentrationer svarer derfor stort set til en normering til Nm³.

De primære oprensningsresultater er gennemgået ovenfor men uddybes i de nedenstående punkter:

  • Det samlede energiforbrug til oprensningen har været hhv. 336 kWh/m³ og 214 kWh/m³ i område III og område I+II. Det teoretiske forbrug til opvarmning af jord til kogepunktet ligger på 60-80 kWh/m³ afhængig af vandindholdet. Den primære forskel i forhold til det teoretiske forbrug skyldes tab til omgivelserne ved varmeledningsevne, og i mindre omfang den energimængde der fjernes ved oppumpning af vand og luft. Forskellen i energiforbrug mellem de to områder skyldes en optimering af driften i område I+II i forhold til område III samt muligheden for at levere et større dampflow, pga. indlejning af en ekstra kedel ved oprensningen af område I+II.
  • Poreluftkoncentrationerne er blevet reduceret fra et niveau på op til 7500 mg PCE/m³ (gennemsnit ca. 100 mg PCE/m³) til et niveau på op til makimalt 18 mg PCE /m³. Det forventes, at når jorden er endelig afkølet at koncentrationen i luften maksimalt vil være 10 mg PCE /m³ i oprensningsområdet. 96 % af arealet overholder efter oprensning og afkøling kriterierne for anvendelse til særlig følsom arealanvendelse mht. PCE afdampning. Ingen af de eksisterende boliger har efter oprensningen koncentrationer af PCE under gulvet, der efter en JAGG beregning med standardparametre giver anledning til overskridelse af det acceptable indeklimabidrag.
  • Koncentrationen i vand udtaget fra det sekundære magasin havde inden oprensningen et indhold på 20-4.000 μg PCE/l (gennemsnittet ca. 800 μg PCE/l ). Efter endt oprensning er koncentrationerne maksimalt 480 μg PCE/l med et aritmetisk gennemsnit på knap 30 μg PCE/l. Det bemærkes at der efter oprensningen er udtaget langt flere prøver i områder med forventet høje koncentrationer end før oprensningen. Baseret på en statistisk analyse af data overholder 90 % af arealet koncentrationer på under 40 μg PCE/l, der efter en JAGG beregning er det højest acceptable niveau i det sekundære magasin, når det underliggende primære magasin ikke skal belastes uacceptabelt.
  • Koncentrationen i jordprøver før oprensningen udtaget i de glaciale aflejringer har vist koncentrationer fra under 1 mg PCE/kg TS op til 120 mg PCE/kg TS (gennemsnit 12 mg PCE/kg TS). Efter endt oprensning er koncentrationen i de områder hvor der har været opvarmet til damptemperaturer (>90 °C) alle lave indhold, dvs. langt under 1 mg/kg. Den fundne fjernelsesrate i de øverste 6 m af lagfølgen svarer til 98 %. I de områder hvor der ikke har været tilstrækkelig opvarmning (primært i overgangen til den underliggende moræneler) har rensningseffektiviteten været 60-70 %. I den underliggende moræneler har det kun været muligt et enkelt sted at rense op ned i denne. Generelt konkluderer vi at indstrømmende vand har forhindret en effektiv opvarmning af moræneleren nedadtil, med dårlig eller helt manglende oprensning til følge.
  • Samlet er der fjernet ca. 370 kg PCE, heraf er ca. 10 kg fjernet ved oppumpning fra det primære magasin og resten via den direkte oprensning. Af de 360 kg fjernet ved den direkte oprensning er kun ca. 0,5 % fjernet via det oppumpede vand og resten med den vakuumekstraherede luft. Vådforbrænding (HPO) er vurderet ikke at være en væsentlig fjernelsesmekanisme for PCE under de betingelser der har været under oprensningen. Derimod er der fjernet store mængder af andet kulstof, heraf en del sandsynligvis som følge af HPO af forskellige naturligt forekommende stoffer.

Der har været en række sideeffekter i forbindelse med oprensninger der har haft økonomiske konsekvenser, ligesom en del påvirkning af de daglige brugere af arealet har været uundgåelig. De vigtigste påvirkninger og konsekvenser er listet herunder:

  • Forud for projektet blev det beslutte at omlægge gas og stærkstrømskabler. Undervejs i forløbet blev det også nødvendigt at omlægge brugsvand til brugerne af bygningerne i det opvarmede område. Der blev også under driften konstateret skader på et telefonkabel, der ligeledes måtte omlægges.
  • Efter oprensningen er det konstateret at der kommet skader på en række af kloakledningerne igennem området. Skaderne er både opstået på rør af plast og cement. Derimod er gamle glaserede rør stort upåvirket. Skaderne er efter afkøling udbedret.
  • Der opstod i forbindelse med driften en række komfortproblemer, specielt i område III. Temperaturen i bygningerne steg til uacceptable niveauer. Dette blev forsøgt imødegået ved kraftig ventilation, men da det var i sommerperioden havde dette kun begrænset effekt. I to tilfælde blev beboere flyttet ud af deres lejemål i en kortere periode i forbindelse med oprensningen.
  • Der opstod mindre skader på bygningerne i område III som følge af dampopslag i gulve og vægge. Dette blev repareret efter afslutningen af vakuumperioden.
  • I område I blev problemer med varme og fugt løst ved at etablere en meget kraftig udsugning under gulvet i det kapillarbrydende lag. Denne løsning forhindrede effektivt problemerne.
  • Der blev konstateret hævning/sænkning af bygningerne i forbindelse med oprensningen, op til ca.10 mm. Disse ændringer i funderingsforholdene aktiverede allerede opståede revner i bygningerne og forårsagede mindre skader som eksempelvis nedfald af vægfliser. Disse skader er efterfølgende repareret.

Den samlede økonomi i oprensningen alt inklusive har været ca. 35 mill. Den behandlede jordmængde i alt ca. 90.000 tons, svarende til at rensningsprisen pr. ton har været ca. 400 kr. Den samlede sum er overordnet fordelt som:

  • 18,5 mill. til anlægsentreprenøren for bygning af anlæg, omlægning af ledninger, ombygning mv.
  • 4 mill. til driftsentreprenøren, vedligehold, mindre ombygninger mm. undervejs i driften.
  • 4 mill. til retablering, heraf ca. 0,5 mill. til udbedring af skader på bygninger.
  • 4,5 mill. til forbrugsudgifter på gas, olie, el mv.
  • 4 mill. til rådgivning i forbindelse med de indledende tests, projektering, tilsyn med anlægsetablering og tilsyn/styring af drift, analyser i driftsfasen, slutmonitering inkl. analyser og afrapportering.