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

Hydraulisk frakturering udført ved vandret boreteknik

5 Drift af afværgetiltaget

• 5.1 Oppumpede vandmængder
• 5.2 Opnået massefjernelse
• 5.3 Hidtidige driftserfaringer
  • 5.3.1 Afværgedræn
  • 5.3.2 Behandlingsanlæg
  • 5.3.3 Driftsøkonomi

5.1 Oppumpede vandmængder

Fra driftsperiodens opstart d. 27.11.2000 og frem til medio februar 2002 er der på behandlingsanlægget udført on-line registrering af den totale vandmængde oppumpet fra dræn A-A og B-B. Resultatet heraf samt nedbørsdata for perioden er præsenteret i figur 5.1, samt i opskaleret version i bilag D. Nedbørsdata er rekvireret fra DMI’s målestation, placeret 5 km fra lokaliteten.

Figur 5.1 Oppumpede vandmængder fra afværgedrænene samt registreret nedbør

En detaljeret opgørelse af de afdrænede vandmængder m.v. er sammenfattet i tabel 5.1. Heraf fremgår bl.a., at der i driftsperioden er afdrænet ca. 400 m³ forurenet vand fra de 2 dræn ved en gennemsnitlig ydelse på i alt ca. 1,30 m³ pr. døgn.

Sammenholdes denne gennemsnitsydelse med ydelserne opnået ved de udførte DPT på drænene, ses, at der i den kontinuerlige driftssituation reelt kun afdrænes ca. 25–50 % af den mængde som opnås ved DPT, jf. tabel 4.1 og 4.2. (Flow pr. dræn blev ved DPT fundet til min. 1,25 m³/døgn henholdsvis. max 2,78 m³/døgn). Dette forhold vurderes væsentligst betinget af, at trykudviklingen ud i selve matrixen omkring drænene endnu ikke er fuldt udviklet i den kontinuerlige driftssituation, mens stabile trykforhold allerede efter 7 døgns DPT kunne påvises i boringer, der skønnes at stå i direkte hydraulisk kontakt med drænene via sprækkesystemer o.a. højpermeable zoner i morænen.

NOTE:
Kalkboring under ’hot-spot’ blev afproppet d. 11.12.2001
a) Registreret ved DMI´s målestation placeret ca. 5 km fra lokaliteten
b) Gennemsnitsværdi for aktuelle periode er angivet

Tabel 5.1 Oppumpede vandmængder fra afværgedrænene

Parallelt med on-line flow registreringen af de totalt oppumpede vandmængder, er der udført manuel aflæsning af flowmåleren tilkoblet dræn A-A. Resultatet heraf viser, at der i driftsperioden er afdrænet i alt ca. 240 m³ via dræn A.-A, svarende til, at indpumpningen fra dræn A-A og B-B sker i forholdet 60% : 40%.

Erfaringsmæssigt vil der, afhængig af arealdisponeringen på lokaliteten, infiltrere 50-200 mm årligt til grundvandszonen. Inden for det 600-800 m² store påvirknings- område udgøres ca. 300 m² af beboelse med tilhørende betonrampe, mens det det resterende areal tilnærmelsesvist er ligeligt disponeret mellem stabilgrus og have-/græsarealer. Den gennemsnitlige årlige infiltration inden for påvirkningsområdet skønnes herved til ca. 50-100 mm pr. år. Teoretisk infiltreres således 15-50 m³ nedbør årligt til grundvandszonen. Sammenholdes dette med den faktisk oppumpede drænmængde, i alt ca. 340 m³ pr. år, svarer dette til, at 5-15 % af det afdrænede vand hidrører fra infiltrationsbidraget, mens den resterende del afdrænes horisontalt, fra siderne eller fra den dybere del af morænen. Der henvises til tidligere afsnit 3.2.2, hvor der mere uddybende er redegjort for forhold vedrørende strømningsforholdene til drænene.

Det samlede jordvolumen, hvorfra der oprenses, skønnes til ca. 3.-4.000 m³ (600 - 800 m² x 5,0 m dybde). Med en porøsitet af jordmatricen på 0,3, skønnes der at være 900-1200 m³ porevand i matricen, svarende til, at der igennem det første driftsår er gennemført ca. 0,25–0,4 porevolumen udskiftning (340 m³ : 900 -1200 m³).

5.2 Opnået massefjernelse

Den resulterende stofkoncentration for primære forureningskomponenter samt chlorid opppumpet fra dræn A-A og B-B er vist i tabel 5.2.

NOTE:
a)    Runde 1 er gennemført ca. 5 måneder før afværgetiltagets opstart d. 27.11.2000
i.a.    Ikke analyseret
-     Ikke målt

Tabel 5.2 Koncentrationen i grundvand tilledt ved indløb til behandlingsanlægget.

Resultatet fra 1. moniteringsrunde repræsenterer forureningsniveauet afdrænet fra morænen ca. 5 måneder før afværgetiltaget blev sat i permanent drift, mens de øvrige data afspejler udviklingen i selve driftsperioden.

Som det fremgår af tabel 5.2 samt figur 5.2, er der i driftsperioden sket et næsten entydigt fald i koncentrationsniveauet afdrænet fra morænen. Dog afviger udviklingen i chlornitrobenzener markant fra denne tendens, et forhold som ikke umiddelbart kan forklares.

Figur 5.2 Koncentrationen i råvand tilledt ved indløb til behandlingsanlægget.

I tabel 5.3 er det på baggrund af analysedataene, indhentet ved moniteringsrunde 2 til 5, jf. tabel 5.2, søgt at opstille et estimat for den opnåede massefjernelse i vandfasen.

NOTE:
1)     Data fra 4. runde, jf, tabel 5.2, er udeladt ved fastlæggelse af anførte værdi
2)     Data fra 5. runde, jf, tabel 5.2, er udeladt ved fastlæggelse af anførte værdi
3)    Beregninger er vedlagt i bilag F

Tabel 5.3 Estimeret massefjernelse for primære forureningskomponenter oprenset fra morænen

Da der ikke er udført analyser, som dokumenterer forureningsniveauet i den luft, som strippes i forbindelse med råvandets passage af vakumtanken, er koncentrationsniveauet oprenset på luftfasen fastlagt på baggrund af kendskabet til følgende parametre:

• Henrys konstanter
• koncentrationsniveauet på vandfasen
• Årlige luftflow

I bilag F er detailberegning samt forudsætninger herfor opstillet. Der er i bilaget anført Henrys konstanter for følgende 3 anilinforbindelser: Anilin, chloranilin og dichloranilin. Disse 3 anilinforbindelser skønnes ved indløb til behandlings-anlægget at udgøre henholdsvis 6 %, 4 % og 90 % af den samlede tilledte mængde aniliner. Anvendelsen af Henrys konstanter forudsætter generelt, at der er ligevægt i det betragtede system – hvilket dog vurderes tvivlsomt i den aktuelle sammenhæng, hvorfor anvendelsen af de i bilag F anførte Henrys konstanter generelt skal tages med forbehold.

Det årlige luftflow på behandlingsanlægget er estimeret til ca. 35 m³, idet blæseren (B1, jf. bilag A) har kørt i 7 timer ved en ydelse på ca. 5 m³/time.

Ud fra disse betragtninger skønnes der fjernet i størrelsesordenen ca. 25 g primærforureningskomponenter på luftfasen, svarende til, at ca. 1 promille af den tilledte forurening er oprenset på luftfasen.

Totalt er der i driftsperioden således oprenset ca. 25 kg primærforureningskompo- nenter på vand- og luftfasen samt ca. 800 kg chlorid (gns. chloridkonc. ca.2 g/l) fra vandfasen.

Den gennemsnitlige fjernelsesrate, set over de ca. 311 effektive driftsdøgn, har i driftsperioden således ligget på ca. 0,08 kg/døgn, excl. chloridbidraget.

Ved at sammenholde koncentrationsniveauer målt ved 2. og 5. runde, jf. tabel 5.4, kan det samtidig konstateres, at massefluxen for primærforureningskompo-nenterne på vandfasen er faldet fra ca. 0,1 kg/døgn til ca. 0,03 kg/døgn, mens der på det foreliggende grundlag ikke kan vurderes nærmere med hensyn til ændringer i massefluxen på luftfasen.

NOTE:
1)     Værdier for 4. runde er anvendt
2)    Målt 10 døgn efter opstart
3)     Målt 310 døgn efter opstart

Tabel 5.4 Estimeret ændring i masseflux for primær forureningskomponenter oprenset på vandfasen

5.3 Hidtidige driftserfaringer

5.3.1 Afværgedræn

I driftsperioden er der oppumpet gennemsnitligt ca. 1,3 m³/døgn mod forventet 3,5-7,0 m³ pr. døgn, jf. /ref. 5, afsnit 3.4.2./.

I et forsøg på at øge den hydrauliske effekt af afværgetiltaget blev der i perioden 29.5-01-18.6.01 gennemført udsyring af drænene iht. proceduren beskrevet i bilag E. Samtidig med udsyringen blev råvandspumpen (vakumpumpe P1, jf. bilag A) udskiftet. Som det fremgår af tabel 5.1, vurderes ingen af disse tiltag at have haft nogen særlig positiv hydraulisk effekt, hvilket kunne indikere, at der forud for udsyringen reelt ikke var sket nogen nævneværdig udfældning af metaller til drænene og/eller at biofilmforekomsten i drænene er begrænset.

Baseret på de hidtidige driftserfaringer, vurderes det for tidligt at vurdere, hvorvidt den etablerede drænløsning, på trods af den reducerede hydrauliske kapacitet, har haft en tilfredsstillende hydraulisk effekt, endsige om 3-5 vandrette dræn etableret i ufraktureret moræne ville have sikret et mere optimalt afværgetiltag.

Førstnævnte forhold begrundes med, at der først medio december 2001, dvs. godt et år efter afværgetiltagets opstart, blev stoppet for indpumpning fra kalkboringen placeret direkte under ’hot-spot’. Den fortsatte afsænkning af potentialet i det primære magasin har herved bevirket, at kravet til afsænkningen i den øvre del af morænen har været større end antaget i designfasen.

Pejledata for boringer, der forventes påvirket af afværgetiltaget viser dog, med undtagelse af MB-4 og MB-8, at den tilsigtede hydrauliske effekt vurderes opnået inden for de sidste ca. 6 måneder af aktuelle driftsperiode, jf. afsnit 3.2.2.

Disse observationer indikerer, at der selv ved den reducerede hydrauliske kapacitet for de etablerede dræn kan være opnået den tilsigtede effekt i systemet – dvs. at der er skabt en nedadrettet gradient mellem nedre og øvre del af morænen, og formentligt også imellem den nedre del af morænen og det primære magasin.

Sidstnævnte forhold kan hverken be- eller afkræftes, idet det ikke har været muligt at gennemføre Dual Phase Test på et identisk opbygget referencedræn, etableret i ufraktureret og direkte sammenlignelig geologi.

5.3.2 Behandlingsanlæg

I driftsperioden er der afdrænet en væsentlig mindre vandmængde med et markant højere forureningsindhold end det, der var fastsat i designgrundlaget.

Specielt fjernelsen af det ekstreme jernindhold i råvandet (gns. konc. ca. 50 mg Fe(II)/l, jf. bilag C) har givet anledning til jernudfældning i bl.a. råvandspumpen og kulfiltre. Sidstnævnte er sket, idet trykfilteret, placeret umiddelbart foran kulfiltrene, ikke har haft en tilstrækkelig kapacitet til at tilbageholde den tilledte jernmængde. Konsekvensen heraf har været, at kullenes adsorbtionsevne over for primærforureningskomponenterne har været reduceret og derfor krævet hyppigere kulskifte. Mod driftsperiodens afslutning aftager jernindholdet dog væsentligt, jf. bilag C, en tendens der naturligt vil bidrage til at reducere omtalte driftsforstyrrelser.

Desuden har der været problemer med at overholde udledningskravet for zink (0,11 mg/l) og cadmium (0,005 mg/l), /ref. 6/. På trods af anlæggets komplekse procesopbygning, jf. bilag A, henholdsvis den komplekse råvandskvalitet er øvrige udledningskrav for anlægget dog overholdt.

I driftsperioden har der været forskellige driftsstop, væsentligts grundet udskiftning af div. komponenter, ligesom der i indkøringsperioden var betydelige problemer med datatransmission mellem anlæggets understation og Amtets hovedstation, samt problemer med indpumpning af større luftmængder til anlægget.

Der pågår p.t. en driftsoptimering af anlægget, hvor fokus er rettet mod optimering af jernfjernelsen før tilledning til kulfiltrene hhv. nedbringelse af zink og cadmium koncentrationen i udløbet. Ligeledes søges energiforbruget reduceret.

5.3.3 Driftsøkonomi

I det første driftsår er der afholdt udgifter på ca. 325.000 kr., excl. moms samt rådgiverhonorar. Den vejledende udgiftsfordeling er vist i tabel 5.5.

NOTE:
1)     Incl. analyseudgifter for vandprøver udtaget fra dræn og boringer (ca. kr. 85.000) henholdsvis fra behandlingsanlægget (ca. kr. 30.000)
2)     Fordelt med kr. 13.500 til el og kr. 1.500 til telefon.

Tabel 5.5 Estimeret driftsudgift for 1. driftsår anført i prisniveau 2001.

Sammenfattende kan det heraf konkluderes, at oprensning af 1 m³ forurenet grundvand til dato har kostet ca. kr. 1.000, excl. moms, idet der i alt er oppumpet ca. 340 m³ i aktuelle periode.

Driftsudgiften forbundet med alternativt at have etableret et afværgetiltag omfattende 3-5 almindelige dræn med tilhørende behandlingsanlæg vurderes umiddelbart at være blevet dyrere, set i forhold til udgiften for den faktisk implementerede løsning.

Dette begrundes grundlæggende med, at installation af ekstra dræn vil kræve yderligere udsyring (merudgift på ca. kr. 20.000 pr. dræn) samt ekstra analyseudgifter (merudgift på ca. kr.15.000 pr. dræn, forudsat der udføres monitering i henhold til det aktuelt gældende omfang). Forudsat at installation af 3-5 almindelige dræn desuden ville have medført en øget hydraulisk og stofmæssig belastning af behandlingsanlægget, ville dette resultere i et årligt merforbrug af el, kul samt filtermateriale (nitrifikationstanken), som skønnes til kr. 5.- 10.000 pr. dræn.

Et estimat for merudgiften pr. ekstra etableret dræn skønnes således til kr. 40.-45.000 pr. år, excl. moms. Hvorvidt denne merudgift reelt ville kunne opvejes af en afkortet driftstid, kan på det foreliggende grundlag ikke vurderes nærmere. Dog vurderes, alt andet lige, at en eventuel øget hydraulisk kapacitet af drænsystemet vil medføre en vis reduktion af den samlede driftsperiode.

Før afværgetiltagets opstart blev det vurderet, at hovedparten af forureningen inden for ’hot spot’ området skulle fjernes på opløst form (væske og gas), idet det i forbindelse med tidligere udførte test ikke kunne dokumenteres muligt at mobilisere fri fase DNAPL. Tidshorisonten for oprensningen blev dengang skønnet til mindst 5-50 år, måske mere /ref. 5/. Sammenholdes dette skøn med resultaterne fra det første driftsår, vurderes det endnu for tidligt at revurdere estimatet på den forventede restdriftstid.

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

Version 1.0 Oktober 2006, © Miljøstyrelsen.