Oprensning af fri fase med biologisk metode - ATV - Jord og ...

atv.jord.grundvand.dk

Oprensning af fri fase med biologisk metode - ATV - Jord og ...

Temadag om fri fase forurening. 5. marts 2012Succesfuldt pilotforsøg med oprensning af residual frifase PCE ved hjælp af stimuleret reduktiv dekloreringi Kærgård PlantageCivilingeniør Torben Højbjerg Jørgensen (tjr@cowi.dk) og Lars Nissen (COWI),Lars Bennedsen og Mette Christophersen (Rambøll),Neal Durant og Leah MacKinnon (Geosyntec Consultants),Jørgen Fjeldsø Christensen (Region Syddanmark),Preben Bruun (Miljøstyrelsen)114-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE


Hvorfor biologisk metode til DNAPL afværge?•Kan være cost effektiv•Lille miljøbelastning• Stimulering af den naturlig nedbrydning214-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE


Økonomi i forhold til andre metoder314-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE


SABRE projektet – Sammenligning af metoder forfuld skala oprensning af DNAPL områdeIn situbiologiskTermiskmed 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 af fri fase med SRD› Inhibering pga. høje koncentrationer af klorerede ethener› Syreproduktion ved nedbrydningen (HCl), hvorved pH værdien kanfalde til under det ønskede niveau (pH 6,5-8,1). Det er isærnedbrydning af 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 forbiologiskoprensning1014-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE


Baseline før oprensning – der sker naturlignedbrydning allerede1114-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE


Udbredelse af fri fase 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 og redoxforhold:› Lav pH og lav bufferkapacitet (HCO3 < 50 mg/l)› Højt indhold af jern og lavt indhold af sulfat› Stærkt reducerede forhold med højt indhold af methan og svolbrinteForurening:› Stedvis fri fase› Blandingsforurening: inhibering fx med antibiotika, kviksølv› Kraftig lugt, gasserHydrogeologi› Høj grundvandshastighedLogistiske forhold› Ingen strømSpecifikke nedbrydere2010-05-25› Høje indhold af 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 medstort og mindre indhold af fri fase forurening› Forsøg 1.Biostimulering(Methanol, Ethanol, and Lactate)› Forsøg 2.Bioaugmentation(Methanol, Ethanol, Laktat og KB-1®)17


Test med 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 af 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 med brmid› Isotopfrakturering


Teknisk anlæg2414-03-2012OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE


Høje koncentrationer ved opstart af recirkulation =fri fase forurening2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES25


Der skal løbende tilsættes buffer til pH kontrol2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES26


Antallet af 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 af fri fase 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 metode til nedbrydning af høje koncentrationer (>100mg/l) af PCE til ethen (ingen inhibering)› 200-400 kg PCE blev nedbrudt under pilottesten› Metoden kan sandsynligvis også anvendes i områder med kraftig DNAPLforekomst› Der skal tilsættes buffer for at oprethold neutral pH› Resultater viser, at metoden kan anvendes i lag 2.2 som en "stand alonemetode"› Metoden kan desuden kombineres med kemisk oxidation med ModificeretFentons Reagens› Cost effektiv i forhold til andre metoder› 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 og bakterier blev 23 mg/l PCE behandlet på 2 måneder› Komplet nedbrydning blev også observeret uden tilsætning af bakterier (5måneder)› Det er især T½ for VC som er større uden tilsætning af bakterier› DNAPL – kraftig› Der blev ikke observeret biologisk 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 og ulemper ved SRD som afværgemetodeFordele‣Lille miljøbelastning‣Cost effektiv i områder medrelativt "lavt" forureningsindhold‣ingen mobilisering af øvrige stoffer‣stimulering af allerede naturligeprocesser‣yderligere stimulering af dennaturlige nedbrydning nedstømskilden‣Ingen ændring af redoxforholdeller geokemiUlemper‣Kun effektiv mod kloreredeopløsningsmidler‣Kan ikke anvendes i områder medmed store mængder af fri fase2010-05-25REMEDIATION 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 med 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 og overvvågning2010-05-25REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES43


Baseline koncentrationerForsøgDybde (mu.t.)Konc. PCE(mg/l)Fri faseLav DNAPL(opløst)9,5-10,3 24 ?DNAPLkraftig3,8-4,8 125 Ja

More magazines by this user
Similar magazines