Oprensning af fri fase med biologisk metode - ATV - Jord og ...
Oprensning af fri fase med biologisk metode - ATV - Jord og ...
Oprensning af fri fase med biologisk metode - ATV - Jord og ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Temadag om <strong>fri</strong> <strong>fase</strong> forurening. 5. marts 2012Succesfuldt pilotforsøg <strong>med</strong> oprensning <strong>af</strong> residual <strong>fri</strong><strong>fase</strong> PCE ved hjælp <strong>af</strong> stimuleret reduktiv dekloreringi Kærgård PlantageCivilingeniør Torben Højbjerg Jørgensen (tjr@cowi.dk) <strong>og</strong> Lars Nissen (COWI),Lars Bennedsen <strong>og</strong> Mette Christophersen (Rambøll),Neal Durant <strong>og</strong> Leah MacKinnon (Geosyntec Consultants),Jørgen Fjeldsø Christensen (Region Syddanmark),Preben Bruun (Miljøstyrelsen)114-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Hvorfor <strong>biol<strong>og</strong>isk</strong> <strong>metode</strong> til DNAPL <strong>af</strong>værge?•Kan være cost effektiv•Lille miljøbelastning• Stimulering <strong>af</strong> den naturlig nedbrydning214-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Økonomi i forhold til andre <strong>metode</strong>r314-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
SABRE projektet – Sammenligning <strong>af</strong> <strong>metode</strong>r forfuld skala oprensning <strong>af</strong> DNAPL områdeIn situ<strong>biol<strong>og</strong>isk</strong>Termisk<strong>med</strong> dampKemiskoxidationAfgravningØkonomi * 300 570 600 500Tid 3-5 år 15 mdr 1½-2 år 6 mdr*: £/m3414-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Stimuleret reduktiv deklorering (SRD)514-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Udfordringer ved oprensning <strong>af</strong> <strong>fri</strong> <strong>fase</strong> <strong>med</strong> SRD› Inhibering pga. høje koncentrationer <strong>af</strong> klorerede ethener› Syreproduktion ved nedbrydningen (HCl), hvorved pH værdien kanfalde til under det ønskede niveau (pH 6,5-8,1). Det er isærnedbrydning <strong>af</strong> vinylchlorid til ethen, som er meget følsom over forlav pH› TID614-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Case - Kærgård Plantage2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES7
Ca. 280 millioner liter spildevand blev udledt I 6gruber fra 1956-1973Udledte stofmængder15,000 tons organiske syrer1.000 m1,500 tons sulfonamider,barbiturater, anilin, pyridin,phenoler, benzene, toluene mm.340 tons kloreredeopløsningsmidler40.000 tons uorganiske salte› Kviksølv, Cyanid, Lithium mm.2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES8
UDLEDNING AF SPILDEVAND (OGSÅDNAPL PCE OG TCE)8. MARTS 2011SAMMENFATNING AF UNDERSØGELSER PÅ KÆRGÅRD PLANTAGE9
Konceptuel model – Kærgård PlantageIndsatsområde for<strong>biol<strong>og</strong>isk</strong>oprensning1014-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Baseline før oprensning – der sker naturlignedbrydning allerede1114-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Udbredelse <strong>af</strong> <strong>fri</strong> <strong>fase</strong> forurening i grube 22010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES12
Udførte aktiviteter i 2009 - 20122010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES13
Forsøgsområde1414-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Specielle forhold på Kærgård PlantageUorganisk kemi <strong>og</strong> redoxforhold:› Lav pH <strong>og</strong> lav bufferkapacitet (HCO3 < 50 mg/l)› Højt indhold <strong>af</strong> jern <strong>og</strong> lavt indhold <strong>af</strong> sulfat› Stærkt reducerede forhold <strong>med</strong> højt indhold <strong>af</strong> methan <strong>og</strong> svolbrinteForurening:› Stedvis <strong>fri</strong> <strong>fase</strong>› Blandingsforurening: inhibering fx <strong>med</strong> antibiotika, kviksølv› Kr<strong>af</strong>tig lugt, gasserHydr<strong>og</strong>eol<strong>og</strong>i› Høj grundvandshastighedL<strong>og</strong>istiske forhold› Ingen strømSpecifikke nedbrydere2010-05-25› Høje indhold <strong>af</strong> bakterier (>10 6 celler/l 15REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES
Vandprøver – DNAPL test2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES16
Laboratorieforsøg (SIREM)Formål› Undersøge om SRD kan behandle sediment <strong>med</strong>stort <strong>og</strong> mindre indhold <strong>af</strong> <strong>fri</strong> <strong>fase</strong> forurening› Forsøg 1.Biostimulering(Methanol, Ethanol, and Lactate)› Forsøg 2.Bioaugmentation(Methanol, Ethanol, Laktat <strong>og</strong> KB-1®)17
Test <strong>med</strong> opløst forurening - MEL+KB-1Hurtig nedbrydning til ethenBioaugmented Day 24cDCEPCEVCEtheneTCE
Pilotforsøg - TestområdeDen væsentligste forurening i grube 2 er PCE2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES20
Princip <strong>af</strong> SRD Pilot Test2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES21
ERD Pilot Test Design - ModellerngM213StreamlineAV1M212I214M211M205Design Parametre› 14-20 dage opholdstid› 7 PV i 6 mdr› 0.5 m 3 /h10 m widthM21525 m lengthI201M210› Ethanol/laktat pulstilsætning› Buffer pH ~7 (HCO3-,CO3--)› Bakterietilsætning22
Monitering› Redoxparametre› Uorganiske hovedbestanddele› Organisk sttof› pH, redox, ledningsevne› Tracerforsøg› PCE, TCE, cDCE, VC, ethen, ethan› Bakterieanalyser (vcr)› Tracerforsøg <strong>med</strong> brmid› Isotopfrakturering
Teknisk anlæg2414-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Høje koncentrationer ved opstart <strong>af</strong> recirkulation =<strong>fri</strong> <strong>fase</strong> forurening2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES25
Der skal løbende tilsættes buffer til pH kontrol2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES26
Antallet <strong>af</strong> specifikke nedbrydere stiger1,E+091,E+081,E+071,E+06M212-1 (vcrA l -1 )2520151050M212-1 (vcrA %)14-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Mole Fraction17-jun14-jul12-aug13-sep07-okt15-nov21-dec17-feb23-marResultat <strong>af</strong> <strong>fri</strong> <strong>fase</strong> nedbrydning – 1 årsdrift4 meter nedstrøms injektions boring I2011M205-2 (6-8 m bgs)100%Ethane80%Ethene60%VCtrans-DCE40%20%c-DCETCEPCE0%282010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES14-03-2012 OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Overordnede konklusioner› SRD var en effektiv <strong>metode</strong> til nedbrydning <strong>af</strong> høje koncentrationer (>100mg/l) <strong>af</strong> PCE til ethen (ingen inhibering)› 200-400 kg PCE blev nedbrudt under pilottesten› Metoden kan sandsynligvis <strong>og</strong>så anvendes i områder <strong>med</strong> kr<strong>af</strong>tig DNAPLforekomst› Der skal tilsættes buffer for at oprethold neutral pH› Resultater viser, at <strong>metode</strong>n kan anvendes i lag 2.2 som en "stand alone<strong>metode</strong>"› Metoden kan desuden kombineres <strong>med</strong> kemisk oxidation <strong>med</strong> ModificeretFentons Reagens› Cost effektiv i forhold til andre <strong>metode</strong>r› Fuldskala: Forventet driftstid er ca. 5 år2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES29
Tak2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES 30
Opsamling stimuleret reduktiv deklorering› Opløst forurening› Med tilsat både donor <strong>og</strong> bakterier blev 23 mg/l PCE behandlet på 2 måneder› Komplet nedbrydning blev <strong>og</strong>så observeret uden tilsætning <strong>af</strong> bakterier (5måneder)› Det er især T½ for VC som er større uden tilsætning <strong>af</strong> bakterier› DNAPL – kr<strong>af</strong>tig› Der blev ikke observeret <strong>biol<strong>og</strong>isk</strong> aktivitet› 2,6 g/kg PCE har måske inhiberet nedbrydningen2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES
Fuldskalaoprensning› Metoden kan anvendes til fuldskalaoprensning2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES32
Fuldskalaoprensning2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES33
Fordele <strong>og</strong> ulemper ved SRD som <strong>af</strong>værge<strong>metode</strong>Fordele‣Lille miljøbelastning‣Cost effektiv i områder <strong>med</strong>relativt "lavt" forureningsindhold‣ingen mobilisering <strong>af</strong> øvrige stoffer‣stimulering <strong>af</strong> allerede naturligeprocesser‣yderligere stimulering <strong>af</strong> dennaturlige nedbrydning nedstømskilden‣Ingen ændring <strong>af</strong> redoxforholdeller geokemiUlemper‣Kun effektiv mod kloreredeopløsningsmidler‣Kan ikke anvendes i områder <strong>med</strong><strong>med</strong> store mængder <strong>af</strong> <strong>fri</strong> <strong>fase</strong>2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES34
3514-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
3614-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
3714-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Forurening <strong>med</strong> klorerede opløsningsmidler3814-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
BoringsplaceringBlande containerInjektions boring14-03-201239OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODEInjektions boring2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES
Også nedbrydning i lag 2.14014-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Set-up - recirkulation25*10 m testcelleDybde : 6-11 m u.t.1 injektionsboring1 ekstraktionsboringM213M212AV1M214M206M211M205I201412010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES14-03-2012 OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
ETABLERING AF ÉN AF GRUBERNE8. MARTS 2011SAMMENFATNING AF UNDERSØGELSER PÅ KÆRGÅRD PLANTAGE42
Styring <strong>og</strong> overvvågning2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES43
Baseline koncentrationerForsøgDybde (mu.t.)Konc. PCE(mg/l)Fri <strong>fase</strong>Lav DNAPL(opløst)9,5-10,3 24 ?DNAPLkr<strong>af</strong>tig3,8-4,8 125 Ja
Change language