Region Syddanmark. STARS simuleringer. Termisk oprensning. Karma Arbejdstøjservice, Knullen 8, Odense. Juli 2007

Transkript

1 Region Syddanmark STARS simuleringer Termisk oprensning Karma Arbejdstøjservice, Knullen 8, Odense Juli 2007

2 Region Syddanmark Afværgeforanstaltninger på Knullen 8, Odense TERMISK OPRENSNING Stars Modelsimuleringer Juli SGN HES/GH THE Udgave Betegnelse/Revision Dato Udført Kontrol Godkendt A/S Buchwaldsgade 35, 3. sal Telefon DK-5000 Odense C Fax Tilsluttet F.R.I niras@niras.dk

3 Termisk oprensning Side i Indhold 1. INDLEDNING RESUMÉ AF DE FORETAGNE SIMULERINGER Modelområde ISTD som eneste varmekilde case ISTD kombineret med damp indefra og ud case ISTD kombineret med damp udefra og ind case 3 og Fuld modelsimulering modificeret case Temperaturudbredelse fuld modelsimulering Oprensningseffektivitet Vandbalance fuld modelsimulering Energioverslag Udbredelse af dampboble i oprensningsperioden ANBEFALINGER TIL TERMISK OPRENSNINGSMETODE BORINGSPLACERINGER FØLSOMHEDSANALYSE FORELØBIGE DESIGNPARAMETRE REFERENCER Bilag 1 SOW arbejdsbeskrivelse 2 Temperaturfordeling 3 Vandmætning under damptilførsel

4 Termisk oprensning Side 1 1. INDLEDNING Der er i april og maj 2007 foretaget modelsimuleringer med simuleringsprogrammet STARS til vurdering af, hvorledes den termisk assisterede oprensning på Knullen 8, Odense kan gennemføres. Modelsimuleringerne er gennemført for at afklare, hvorledes oprensningen af det primære magasin på lokaliteten kan foretages. Desuden tjener simuleringerne til optimering af afstand mellem varmeboringer, der vil være nødvendig ved oprensning af moræneleren samt til overslag over nødvendig energitilførsel. Endvidere tjener simuleringerne til vurdering af placering af boringer set i forhold til tekniske installationer i virksomheden. Modelarbejdet er udført af TerraTherm/MK Tech Solutions, Inc., Houston, USA. Modelarbejdet tager udgangspunkt i den af og TerraTherm udarbejdede opgavebeskrivelse vedlagt i bilag 1. Det skal bemærkes, at det af modeltekniske årsager har været nødvendigt at lave en række forsimplinger i modelopsætningen, i forhold til den i bilaget vedlagte opgavebeskrivelse. Eksempelvis er modellen defineret mere kasseformet mht. oprensningsområde og forureningsudbredelse, end opgavebeskrivelsen foreskriver. Dette notat beskriver konklusionen på det udførte modelarbejde og den deraf følgende anbefaling til termisk oprensningsmetode på lokaliteten.

5 Termisk oprensning Side 2 2. RESUMÉ AF DE FORETAGNE SIMULERINGER 2.1 Modelområde Det er besluttet at oprensningen af perchlorethylen forurenet jord skal omfatte kildeområdet, dvs. området ved olie-/kemikalieudskilleren samt et område nord herfor. I kildeområdet oprenses både den forurenede moræneler samt det underliggende vandførende sandlag (en del af områdets øvre primære magasin). Det samlede oprensningsområde udgør ca. 375 m², heraf udgør kildeområdet ca. 75 m². I tabel 2.1 er anført forudsætningerne for simuleringerne i de fire cases, som er simuleret. De fire cases er nærmere beskrevet i afsnit Case nr. Varmekilde Boringstæthed (m) Ventilation under gulv Moræneler Dybde af varmelegemer (m u.t.) Trykaflastning Boringstæthed, ISTD (m) Dampflow (kg/h) Primært magasin 0- gradient ¹: Dybde af varmelegemer ²: Ændring efter dag 25 Tabel 2.1 Oversigt over variable parametre i de 4 cases som der er foretaget simuleringer for. Trykaflastning 1 ISTD 3,2 4,2 Nej 2,7-11 Nej 3, ¹ (m u.t) Naturlig Nej ISTD / 2 Damp inside out 3,2 4,2 - - Nej - Naturlig Nej 3 ISTD / Delvis Damp 3,2 4,2 Ja 2,7 9/10 Delvis via damp Outside - in Nej 4 ISTD / damp outside in i hele området 3,2 4,2 Ja 2,7 9/10 Delvis Delvis via damp Nej

6 Termisk oprensning Side 3 Simuleringerne er udført i et nord-sydgående profil med en bredde på ca. 6,3 m og en længde på ca. 23,5 m (herefter kaldet det samlede modelområde). Det samlede modelområdet er efterfølgende opdelt i en nordlig og en sydlig del, svarende til hhv. oprensning i moræneler nord for kildeområdet og oprensning af kildeområdet i både moræneler og underliggende vandførende sand og gruslag. Modelområdet er konceptuelt vist i figur 2.1. Samlet oprensningsområde Samlet modelområde Nordlig del af modelområde Kildeområde Sydlig del af modelområde m Figur 2.1:Konceptuel beliggenhed af modelområde i forhold til oprensningsområde. Denne opdeling er foretaget, idet simuleringer i det samlede modelområde tog uforholdsmæssigt langt tid. Således tog enkelte af simuleringerne i det samlede modelområde op imod en uge pr. modelkørsel. Toppen og bunden af modelområdet er opsat som no flow rande for luft og vand. Energi kan forsvinde fra modellen ved varmeledning og konvektion ud af modellen. Størrelsen af gridcellerne er 0,33 m x 0,33 m x 0,5 m i området med forurening, mens cellestørrelsen er 1 m x 1 m x 1 m i randområderne

7 Termisk oprensning Side 4 Alle indledende simuleringer er foretaget i en model som udelukkende omfatter den sydlige del af det samlede modelområde (se figur 2.1). Den sydlige del af det samlede modelområde omfatter både kildeområdet og en del af oprensningsområdet umiddelbart nord for kildeområdet, og afspejler således alle problemstillingerne i forbindelse med oprensningen. Den sydlige del af det samlede modelområde har en bredde på ca. 6,3 m og en længde på ca. 13,8 m. Simuleringerne er afsluttet med en modelkørsel i det samlede modelområde. 2.2 ISTD som eneste varmekilde case 1 Modellen blev opstillet således, at ISTD-varmeboringer var eneste varmekilde. Moræneleren og det underliggende sandmagasin blev i kildeområdet opvarmet med ISTD alene. Udenfor kildeområdet blev der opvarmet med ISTD i moræneleren. Generelle modelforudsætninger er angivet i bilag 1. De første simuleringer med ISTD som eneste varmekilde viste, at det var meget tidskrævende at opnå en temperatur i moræneleren, der ville sikre mobilisering af de chlorerede opløsningsmidler i tilstrækkeligt omfang til, at forureningen kunne siges at være fjernet. Ligeledes viste de første simuleringer, at oprensning i det primære magasin ved ISTD alene ikke ville være en økonomisk fordelagtig løsning på grund af et stort energiforbrug til opvarmning af indstrømmende koldt grundvand til oprensningsområdet. Hydraulisk kontrol med fiksering af gradienten ville ikke være tilstrækkelig, idet opvarmningen og dermed oprensningen af grundvandsmagasinet medfører, at vand i oprensningsområdet opvarmes til damppunktet og efterfølgende fjernes. Dvs. der er en netto fjernelse af vand og dermed også en netto indstrømning af kølende grundvand. Samlet set viste de indledende simuleringer at det i det primære magasin var nødvendigt at holde tilstrømningen af grundvand under oprensningsområdet på et absolut minimum. Det er således oplagt at supplere oprensningen i det primære magasin med damp, idet damp fortrænger vand. Dampinjektion under dele af oprensningsområdet vil således sikre, at der strømmer mindre koldt vand ind i oprensningsområdet og dermed op i moræneleren under opvarmningen af denne. En anden mulighed kunne være at adskille opvarmningen med ISTD i moræneleren fra opvarmningen med ISTD i det vandførende sand-/gruslag. Dette forudsætter dog, at permeabiliteten i laget er forholdsvis lille, dvs. kun ringe mængde indstrømmende grundvand, eller at grundvandsspejlet sænkes til under oprensningsområdets nedre grænse, således at der ikke strømmer vand ind i oprensningsområdet.

8 Termisk oprensning Side 5 På baggrund af ovenstående vurderes, at den i dette tilfælde mest optimale løsning er at tilføre damp som supplerende varmekilde under især den sydlige del af oprensningsområdet, der samtidig støtter oprensning i det højpermeable vandførende sandlag. 2.3 ISTD kombineret med damp indefra og ud case 2 Modellen var planlagt opstillet således, at ISTD-varmeboringer var eneste varmekilde i moræneleren, mens sandmagasinet i kildeområdet blev oprenset med en kombination af ISTD og damp. Udenfor kildeområdet blev der kun opvarmet med ISTD i moræneleren. Dampen blev injiceret i midten af kildeområdet i sandmagasinet, mens ekstraktion blev foretaget i periferien af kildeområdet i sandmagasinet. Generelle modelforudsætninger forud for modelarbejdet er angivet i bilag 1. Der er ikke foretaget egentlige modelsimuleringer af dette scenario. Det blev hurtigt klart, at det var for vanskeligt at garantere fuldstændig opsamling af mobiliseret forurening ved hjælp af ekstraktionsboringerne i periferien af kildeområdet. Sandsynligheden for at en del af den mobiliserede forurening ikke blev opsamlet ved ekstraktionen og dermed til gengæld blev mobiliseret væk fra kildeområdet blev vurderet for stor. Scenariet blev derfor droppet. 2.4 ISTD kombineret med damp udefra og ind case 3 og 4 Modellen blev indledningsvist opstillet således, at ISTD-varmeboringer var eneste varmekilde i moræneleren, mens sandmagasinet i kildeområdet blev oprenset med en kombination af ISTD og damp. Udenfor kildeområdet blev der kun opvarmet med ISTD i moræneleren. Dampen blev injiceret i periferien af kildeområdet i sandmagasinet, mens ekstraktion blev foretaget i midten af kildeområdet i sandmagasinet. Dette scenario svarer til opgavebeskrivelsens scenario 3. Generelle modelforudsætninger er angivet i bilag 1. Der blev efterfølgende foretaget simuleringer, hvor der ligeledes blev injiceret damp under moræneleren i den del af oprensningsområdet, hvor sandmagasinet ikke skal oprenses. Dette scenario svarer til opgavebeskrivelsens scenario 4.

9 Termisk oprensning Side 6 I figur 2.4 er startkoncentrationen af PCE i modellen angivet. Initial PCE kg Figur 2.2: Startkoncentration af PCE i sydlig del af modelområde. Koncentration angivet i kg PCE pr. gridcelle. Indledende simuleringer viste, at det var nødvendigt at påføre ekstra ventilation helt terrænnært i modellen, for at hindre kondensation af forureningskomponenter umiddelbart ved terræn. Efter en opvarmningstid på 200 dage i dette scenario, så den tilbageværende koncentration i modellen ud som angivet i figur 2.3. Case 3 -Final PCE southern part of simulation domain kg PCE Above Heaters Figur 2.3: Slutkoncentration af PCE i sydlig del af modelområde efter 200 dages opvarmning. Koncentration angivet i kg PCE pr. gridcelle. Scenario 3.

10 Termisk oprensning Side 7 Slutkoncentrationen fremgår endvidere af figur 2.4. Her er koncentrationen omregnet til ppm PCE. PCE Above Heaters Figur 2.4: Slutkoncentration af PCE i sydlig del af modelområde efter 200 dages opvarmning. Koncentration angivet i ppm PCE. Scenario 3. Som det fremgår af figur 2.3 og 2.4 viser modellen, at modelområdet er fuldstændigt oprenset efter 200 dages driftstid, med undtagelse af et område terrænnært over varmeboringerne i den centrale del af modellen. Her er sket en kondensation af mobiliseret forurening. Denne kondensation vurderes at kunne undgås ved at ventilere de terrænnære jordlag mere aggressivt, end forudsat i modellen. Det er efterfølgende foretaget simuleringer for at sammenligne, om det er fordelagtigt at injicere damp under hele oprensningsområdet. Fordelen ved dampinjektion udenfor kildeområdet er, at dampen kan være med til at afskære/forvarme den optrængende vand, så den kølende effekt i moræneleren minimeres. Figur 2.5 viser fraktionen af oprenset PCE ved de to forskellige scenarier. Den grønne graf repræsenterer Scenario 4 med damp under hele oprensningsområdet, mens den blå og den røde graf repræsenterer Sceanrio 3 med to forskellige dampinjektionsrater.

11 Termisk oprensning Side Production of PCE - ISTD with Steam (Case 3 and Case 4) 0.8 Fraction of Original PCE Days C4-7 - Refine Initial PCE C3-8 - Stm 0.2 m3/day C3-9 - Stm 0.3 m3/day Figur 2.5: Oprensningseffektivitet ved Scenario 3 og Scenario 4. Som det fremgår af figuren er der ingen væsentlig forskel på de to scenariers oprensningseffektivitet, og Scenario 3 hvor der kun injiceres damp under kildeområdet. 2.5 Fuld modelsimulering modificeret case 3 På baggrund af modelresultater for det sydlige modelområde, er der afsluttet med en simulering af scenario 3 i det fulde modelområde. Efter de indledende simuleringer i scenario 3 blev det klart, at der i kildeområdet strømmede en væsentlig mængde kølende vand op i moræneleren omkring ISTD-varmeboringerne, grundet den højere permeabilitet lokalt omkring disse. Scenariet blev derfor modificeret til kun at omfatte damp i kildeområdets sandmagasin, og kun ISTD i kildeområdets moræneler. Dette viste sig ikke at påvirke effektiviteten af oprensningen i sandmagasinet, og vil derfor medføre en besparelse af udgifterne til oprensningen Temperaturudbredelse fuld modelsimulering I bilag 2 er profiler af temperaturudbredelsen for den fulde modelsimulering efter 210 dages opvarmning vist. Profilerne er vist fra 0,5 til 13,5 m u.t. med profiler for ca. hver meter.

12 Termisk oprensning Side 9 I figur 2.6 er temperaturen i dybden 5,75 m u.t. vist. ODNSEE - NS Strip ALL Temperature (C) K layer: H_V_Well 1 File: ODNS ALL 1r7 User: mikuhlman Date: 5/14/2007 Scale: 1: Y/X: 1.00:1 Axis Units: m H_V_Well 4 H_V_Well 2 H_V_Well 3 H_V_Well 5 H_V_Well 6 H_V_Well 7 H_V_Well 8 H_V_Well 11 H_V_Well 9H_V_Well H_V_Well 12 H_V_Well meters C C O Figur 2.6: Temperaturen i flade 5,75 m u.t. fra fuld modelsimulering. Scenario 3 efter 210 dages opvarmning. Som det fremgår af figuren, er varmeboringerne i den nordlige del af modellen placeret i rækker. Afstanden mellem rækkerne er ca. 4 meter. Denne indgangsvinkel er valgt for at simulere worst-case situationen, hvor adgangsforholdende på ejendommen umuliggør en boringsplacering i det foretrukne hexagonale mønster. Som forventet medfører boringsplaceringen som varme vægge, at temperaturen omkring boringsrækkerne bliver meget høj. Det skal bemærkes, at temperaturen overalt i oprensningsområdet ved den fulde modelsimulering er højere end 105 C. Med de høje varmegrader i leren, hvor varmen tilføres med ISTD, følger også en væsentlig større udtørring i modelområdet. Det er ikke hensigten, at leren skal udtørres unødig kraftigt under bygningen i oprensningsperioden, men hvor varmeboringerne rækkevis er placeret tæt på hinanden kan det ikke undgås at der vil ske en helt lokal men markant udtørring lige omkring boringerne. PCE har et kogepunkt ved 121 C. Ved tilstedeværelsen af fri fase starter kogning på skillefladen mellem vand og fri fase PCE ved en lavere temperatur. Dette skyldes at både vand og fri fase bidrager til damptrykket, således at det sam-

13 Termisk oprensning Side 10 lede damptryk bliver lig omgivelsernes tryk ved en lavere temperatur end vandets kogepunkt. Denne effekt er refereret til som Raoults Lov. Ved almindeligt atmosfæretryk optræder der således kogning på skillefladen mellem fri PCE og vand allerede ved 87 C. Dette medfører, at ved opvarmning af oprensningsområdet til temperaturer over 87 C (og bibeholdelse af temperaturen i en vis tid), så vil der ikke kunne eksistere fri fase i jordmatricen i kildeområdet. For chlorerede opløsningsmidler er fordampning den vigtige oprensningsmekanisme. På baggrund af erfaringer fra tilsvarende termiske projekter vurderes en opvarmningstemperatur i oprensningsområdet på ca C (in-situ kogepunktet for vand) at være tilstrækkelig for at sikre en tilfredsstillende oprensningseffekt. Temperaturprofiler fra oprensningens dag 210 (se bilag 2) viser lokale temperaturer omkring de varme vægge på op til grader. I disse meget varme zoner, som typisk har en udbredelse fra varmeboringerne på mindre end 1 meter fra varmeboringerne, vil der uundgåeligt være risiko for udtørring, og dermed sætningsrisiko. Det udtørrede areal udgør typisk mindre end 5 % af det samlede areal der opvarmes. Derfor ændres den samlede bæreevne af formationen ikke væsentligt. Dette er bl.a. analyseret i en endnu upubliceret artikel om oprensningen på Point Richmond, hvor blot 3 % af volumenet blev tørret ud /ref. 1/. Selve opvarmningen af moræneleren forventes ikke at ændre væsentligt på lerens styrke og deformationsegenskaber. I de områder hvor mætningsgraden er større en 0,6 vil leren stadig have et vandindhold, der gør at den opretholder sine naturlige egenskaber. I de få områder (forventligt under 5 %) hvor leren udsættes for en meget kraftig opvarmning må der foretages en særskilt analyse af styrke og deformationsforholdene i ler og overliggende bygninger. Modelarbejdet har vist, at der i dele af modelområdet bliver op mod 50 C i tværsnittet 0,5 m under gulvet, mens der i et tværsnit 1,5 m u.t bliver op mod 115 C. Den horisontale temperaturfordeling fremgår af nedenstående figur 2.7 og 2.8.

14 Termisk oprensning Side m ODNSEE - NS Strip ALL Temperature (C) K layer: 1 File: ODNS ALL 1r7 User: mikuhlman Date: 6/20/2007 Scale: 1: Y/X: 1.00:1 Axis Units: m meters Odnsee Followup 6/20/ Figur 2.7: Temperatur til dag 210 i dybden 0,5 m u.t m ODNSEE - NS Strip ALL Temperature (C) K layer: 2 File: ODNS ALL 1r7 User: mikuhlman Date: 6/20/2007 Scale: 1: Y/X: 1.00:1 Axis Units: m meters Odnsee Followup 6/20/ Figur 2.8: Temperatur til dag 210 i dybden 1,5 m u.t. Disse temperaturer er ikke acceptable. I detailprojektet skal dette forhold håndteres. Temperaturene i de terrænnære lag kan eksempelvis reguleres ved en dybere placering af varmeboringer. Begrænsninger ved denne løsning er dog, at varmeboringer skal placeres således, at der sikres en tilstrækkelig opvarmning af den øvre del af oprensningsområdet, herunder også i de områder, der er fjernest fra varmeboringerne. Under simuleringerne blev der kun ekstraheret luft i siden af modelområdet. I detaildesignet forventes placeret flere lokale ventileringsboringer spredt over oprensningsområdet, således at der trækkes mere kold luft ind og den fordeles bedre.

15 Termisk oprensning Side 12 Til styring af temperaturfordelingen især op mod terræn installeres termofølere i forskellige dybder. Hermed vurderes det muligt at undgå alt for høje temperaturer under essentielle bygningsdele, herunder fundamenter. Dette har TerraTherm bl.a. anvendt hvor der renses op tæt på vandledninger (Urbana project i Ohio, 2004) /ref. 2/. Vandledningen er ikke omtalt, men det er den i den tilhørende powerpoint præsentation Oprensningseffektivitet Efter en opvarmningstid på 210 dage er rest koncentrationen i modellen som angivet i figur 2.9. kg Figur 2.9: Slutkoncentration af PCE i sydlig del af modelområde efter 210 dages opvarmning. Koncentration angivet i kg PCE pr. gridcelle. Scenario 3 Det fremgår af figur 2.9, at der imellem rækkerne af HV-boringer stadig er mindre områder med PCE efter 210 dages opvarmning. En del af den efterladte masse af PCE i modellen er placeret i området som svarer til området under udskilleren, som er den primære kilde til forureningen på ejendommen. I detailprojekteringen bør det derfor overvejes at placere varmeboringerne ekstra tæt lokalt omkring udskilleren, idet koncentrationerne i dette område er størst. I området omkring udskilleren er lidt bedre plads til installering af varmeboringer end i den øvrige del af virksomheden. Det derfor mindre problematisk med en tættere boringsafstand her end i andre dele af oprensningsområdet. Endvidere er der efterladt en mængde PCE over varmelegemerne i primært den nordlige del af modelområdet. Dette skyldes kondensering af PCE i kolde områder mod terræn i modellen. Denne kondensering kan minimeres ved tilstrække-

16 Termisk oprensning Side 13 lig ventilering af det terrænnære fyldlag på ejendommen, kombineret med tilstrækkeligt vakuum på HV-boringerne. Kondenseringsproblematikken skal nærmere behandles i forbindelse med detailprojekteringen af afværgeanlægget. Figur 2.10 viser fraktionen af oprenset PCE ved de to forskellige scenarier. De mørkeblå og røde grafer repræsenterer Scenario 3 ved simulering i kun den sydlige del af modelområdet, mens den cyane graf viser resultatet af simuleringen i det fulde modelområde (modificeret Scenarium 3). 1.0 Production of PCE - ISTD with Steam (Case 3 and Full Model) 0.8 Fraction of Original PCE Days C3-8 - Stm 0.2 m3/day C3-9 - Stm 0.3 m3/day Full Model - Stm 0.2 m3/day Figur 2.10: Oprensningseffektivitet ved Scenario 3. Sydlig modelområde (rød og blå) sammenlignet med det fulde modelområde (cyan). Grafen viser, at oprensningsraten i starten er større for den fulde model (cyan kurve), sammenlignet med det sydlige modelområde (rød og mørkeblå kurve). Dette skyldes at opvarmningen i kildeområdet er mere effektiv, som følge af at ISTD-boringerne ikke længere er ført ned i den vandførende sandlag, hvor opvarmningen sker ved damp. Oprensningsraten er mere flad for den fulde model i den midterste del af oprensningsperioden. Dette hænger sammen med, at der i den fulde model er områder, hvor der er langt mellem varmeboringer (den nordlige del). Den længere afstand medfører, at opvarmningen i visse områder tager længere tid, end hvis det mere optimale hexagonale boringsmønster havde været benyttet. Oprensningseffektiviteten er i begge tilfælde ca. 98 % efter 210 dages opvarmning.

17 Termisk oprensning Side Vandbalance fuld modelsimulering Figur 2.11 viser den overordnede vandbalance for det fulde modelområde ved Scenario Water Injection and Production for Full Model (Case m 3 /day) m 3 H2O Days Aquifer In Steam Inj Aquifer Out HV Wells Steam Produced Fill Air Well Net Outflow Figur 2.11 Vandbalance for det fulde modelområde. Scenario 3. Overordnet set viser grafen at der fjernes mere vand (over 780 m 3, sum af HV- oprindeligt wells kurven og Fill Air well kurven) fra ler- og fyldlaget, end der findes i disse (ca. 500 m 3 ). Dette er væsentligt mere, end man normalt vil fjerne ved en ISTD-oprensning. I det følgende er vandbalancen for modelområdet nærmere behandlet. Hvis andet ikke er nævnt, er vandbalancen baseret på figur Vand i modelområde før og efter Vandmætningen i modelområdet før (ved dag 0) og efter ( ved dag 210) oprens- fremgår af tabel 2.2. De i tabellen nævnte tal er udtrukket af ningen modellen.

18 Termisk oprensning Side 15 Porevolumen [m3] Lagtykkelse (m) Mætningsgrad [-] Vandmængde [m3] Mætningsg rad [-] Vandmængde [m3] Udtørring under oprensning [m3] Fyld 87 1,5 0,3 22 0, Ler , , Top Aquifer , , Bund Aquifer ca. 19 1, , Hele modelområde Start , , Slut Tabel 2.2: Vandmætning i modelområde før og efter oprensning. Som det fremgår af tabellen bliver modelområdet således 469 m 3 vand tørrere under oprensningen, som følge af den termiske behandling. Vandbalance under oprensning Den samlede vandbalance for modellen fremgår af tabel 2.3. Ind m 3 Damp (lilla) 313 Grundvand i aquifer (lyseblå) 369 I alt ind i model 682 Ud HV-wells (mørkeblå) 731 Damp (lyserød) 41 Pumpning fra aquifer mens der dampes (orange) 323 Ekstraheret fra fyldlag (grøn) 57 I alt ekstraheres der ud af model 1152 Antal m 3 mere ud end ind i model 470 Tabel 2.3: Samlet vandbalance for model Fra tabel 2.2. haves at modellen bliver 469 m 3 tørrere i oprensningsperioden, hvilket passer med at der samlet set fjernes 470 m 3 mere end der tilføres (error på ca. 1 m 3). Oprensning dag 1-25 Heaterne i modellen tændes fra dag 1. Dag 10 tændes der for dampinjektionen og oppumpning i aquifer.

19 Termisk oprensning Side 16 Fra dag 10 til dag 25 oprenses der aggressivt med damp nederst i modellen (i sandlaget). Der oppumpes i perioden 323 m 3 vand fra den centrale ekstraktionsboring (orange graf), samtidig med at der injiceres ca. 140 m 3 vand på dampform (lilla graf). Dette svarer i overslag til at der injiceres m 3 damp, hvoraf størstedelen kondenserer i sandlaget og derved afgiver kondenseringsenergien. Dog vil den massive dampmængde ved dag 25 have fortrængt en stor del af vandet i sandlaget, så dette på det tidspunkt har en mætningsgrad under 1. Ved afslutningen af oprensningen efter dag 210 er ca. 183 m 3 vand fortrængt fra sandlaget (jf. tabel 2.2). Eksakt volumen af fortrængt vand ved dag 25 er ikke trukket ud af modellen. Ved dag 25 er dampzonen væsentlig større end ved dag 210, så mængden af fortrængt vand er større end 180 m 3. Fra dag 1 til dag 25 strømmer der kun ca. 20 m 3 vand ind i modellen fra aquiferen (lyseblå graf), og slet ikke noget fra dag 10 til dag 25. Vandindstrømningen holdes formodentlig tilbage af dampfonten, som ekspanderer. Dag 25 m 3 Damp injiceret (lilla graf) 140 Mindre plads pga. dampfortrængning af vand, ca. (overslag tabel 2.2) minimum 180 Indstrømning fra aquifer (lyseblå graf) 20 I alt volumen "pumpet ned" minimum 340 Vand ekstraheret fra dyb pumpe (orange graf) 323 Damp ekstraheret fra dyb pumpe (lyserød graf) 41 I alt volumen "pumpet op" 364 Samlet balance -24 Tabel 2.4: Vandbalance for aquifer dag Tal baseret på figur Der er således en nettooppumpning på maksimalt 24 m 3 (og sikkert væsentligt mindre, idet dampzonen sandsynligvis har fortrængt væsentligt mere vand end 180 m 3 ved dag 25). Ved detailprojekteringen skal det sikres, at der opretholdes en indadrettet hydraulisk kontrol i perioden, hvor der dampes aggressivt. Det er forudsat i ovenstående overslag, at der ikke er interaktion mellem aquifer og ler/fyldlag i løbet af de første 25 driftsdage. Status dag 25: Magasinet er oprenset helt. Samtidig varmer ISTD'en stadig i leren. Der er ekstraheret ca. 80 m 3 vand fra HV-boringerne i leren.

20 Termisk oprensning Side 17 Dampinjektionen nedsættes til ca. 0,2 m 3 pr. boring pr. dag. Det er i alt ca. 0,8 m 3 pr. dag (der er fire boringer i modellen). Denne mængde er jf. modellen nok til at opretholde en varm bund i resten af oprensningsperioden. Oppumpningen af vand fra ekstraktionsboringen stoppes helt, selvom der stadig injiceres damp. Begrundelsen er, at transporten af vand op i leren er nok til at opretholde hydraulisk kontakt. I fuldskalaprojektet bør det overvejes, om der ikke skal bibeholdes hydraulisk kontrol i magasinet, selvom dette er rent efter dag 25. Dag Efter dampinjektionen nedsættes og oppumpningen stoppes, stiger indstrømningen af vand til modellen (lyseblå graf). Dette skyldes at dampfronten langsomt mindskes (kollapser) i det primære magasin, hvorved dampen fortrænges af vand fra aquiferen. Efter ca. 60 dage har udbredelsen af dampfronten nået ligevægt i forhold til den mængde damp der injiceres ved den lave rate, og flowet af vand ind i modellen i sandlaget mindskes. I perioden fra dag 25 til dag 210 strømmer der ca. 350 m 3 vand ind fra aquiferen (lyseblå graf). I samme periode injiceres der 175 m3 vand i form af damp (lilla graf). Da der ikke længere pumpes nogle steder, kan vandmængden fra aquiferen (lyseblå graf) og mængden injiceret som damp (lilla graf), kun forsvinde ud af modellen som damp i HV-boringerne. Det giver en fordampning af vand (hvor noget af det allerede er damp, som er transporteret op fra sandmagasinet) på ca. 525 m 3 i perioden fra dag 25 til 210. Vandbalance for HV-wells og ventilation af fyldlag Nedenstående vandbalance for ekstraheret vand i ler og fyld gælder fra dag 1 til dag 210. Vandbalance for ekstraktion i ler og fyld m3 Fjernet med HV-boringer (mørk blå graf) 730,7 Fjernet fra fyldlag (grøn graf) 56,9 I alt 787,6 Udtørring af ler (tabel 1) 273,2 Udtørring af fyld (tabel 1) 11,2 I alt udtørring 284,4 Fordampning af andet vand eller inflow som damp 503,2 Tabel 2.5. Vandbalance for ekstraktion i ler og fyld. Tal baseret på figur 2.11.

21 Termisk oprensning Side 18 De ca. 525 m 3 injiceret som damp og indstrømmet vand fra aquiferen er kun udregnet fra dag , mens de 503,2 m 3 er for hele perioden fra dag 0 til dag 210. De første 25 dage pumpes fra aquiferen, hvorfor den eksakte flux af damp og vand fra dag 0-25 ikke kan bestemmes. Således passer de to overslagsberegninger forholdsvis godt overens, og på baggrund heraf må det således konkluderes, at der er en nettotilførsel af ca. 500 m 3 vand (både på damp og vandform) fra sandlaget til lerlaget i oprensningsperioden. Omfang af vandoptrængning Modellen viser, at overslagsmæssigt ca. 75 % af vandmængden som strømmer fra aquiferen til lerlaget er på væskeform, mens resten er på dampform. Middeltemperaturen på vandmængden der løber fra aquiferen og op i leren (både på damp- og vandform) er 114 C - så dampen er som forventet en effektiv forvarmer. Den høje temperatur på det opstrømmende vand gør endvidere, at vandet overordnet set kun skal tilføres fordampningsenergien for at komme på dampform og dermed blive fjernet ved HV-boringerne. Efter ca. 60 dages injektion ved den lavere rate er dampzonen stabil, og jf. modelberegningerne udbredt under hele modelområdet (se endvidere afsnit 2.5.5, hvor dampboblen er nærmere omtalt). Vandmætningen i dampzonen under lerlaget er mellem 0,2 og 0,6 og tykkelsen er minimum 1 meter. Vandet trænger således op gennem denne zone. I detailprojektet søges denne opsivning reduceret betydeligt ved at der etableres trykaflastning i det primære magasin. Trykniveauet søges bragt ned til niveau med underside moræneler. Endvidere søges opstrømningen af koldt vand minimeret ved at øge injektionsraten for damp (og dermed øge tykkelsen af dampzonen) efter den indledende aggressive dampinjektion. Dette betyder at det vand der måtte sive op i leren er forvarmet. Vandmætning gennem modelprofiler Figur 2.12 viser vandmætningen i 4 tværprofiler af modelområdet ved afslutningen af oprensningen.

22 Termisk oprensning Side 19 Depth Saturations at the End of Simulation Fill Till Top of Aquifer Water Saturation Near Steam Out 6 meters North 11 meters North 16 meters North Figur 2.12: Vandmætning i 4 tværprofiler af oprensningsområdet. Tværprofilernes omtrentlige placering i modelområdet fremgår af Figur m ODNSEE - NS Strip ALL Temperature (C) K layer: 10 H_V_Well 1 16 meters north File: ODNS ALL 1r7 User: mikuhlman Date: 6/20/2007 Scale: 1: Y/X: 1.00:1 Axis Units: m H_V_Well 2 H_V_Well 3 H_V_Well 4 H_V_Well 5 H_V_Well 6 H_V_Well 7 H_V_Well 8 H_V_Well 11 H_V_Well H_V_Well meters north 6 meters north Near Steam out H_V_Well 12 H_V_Well meters Odnsee Followup 6/20/ Figur 2.13: Tværprofilernes omtrentlige placering Som det fremgår af figur 2.12 er vandmætningen fra ca. 4 til 7 m u.t. tæt på nul i tre af fire tværsnit. Fælles for disse tre tværsnit er, at de alle er placeret forholdsvis tæt på en række af varmeboringer.

23 Termisk oprensning Side 20 En undtagelse er vandmætningen i snittet 11 meter nord for dampekstraktionsboringen, hvor vandmætningen i leren er ca. 0,6 stort set til bunden af aquiferen. Dette snit er tilnærmelsesvist placeret mellem 2 rækker af boringer. Således kan der forventes høje vandindhold i leren mellem varmeboringerne Energioverslag Der er tilført 2,387x10 12 Joule til leren med ISTD i løbet af oprensningsperiodens 210 dage. Energimængden svarer til ca kwh. I modellen var den tilførte effekt på heaterne ca. 1 kw/meter, men hen mod slutningen blev den reduceret til mellem 0,4 og 0,5 kwh/meter. Lerens volumen i modellen er ca m 3 (6,3 m x 23,5 m x 9 m). Hertil kommer at der også er tilført energi til en del af fyldlagets volumen på ca. 300 m 3. Såfremt det overslagsmæssigt vurderes, at der samlet er opvarmet og renset ca m 3, er gennemsnitsenergiforbruget 475 kwh/m 3 renset jord. Energiforbruget svarer til ca. 365 kwh per cubic yards. Normalt tilføres mellem 200 og 400 kwh pr. cubic yards ved ISTD-oprensninger. Energiforbruget ved oprensningen ligger således ikke ud over hvad der ellers erfaringsmæssigt ses selvom der strømmer en væsentlig del vand ind i oprensningsområdet. I ovenstående betragtninger er ikke indregnet energibidraget fra dampen og op i leren, ligesom der heller ikke er indregnet den jordmængde, som er oprenset i aquiferen. Mængden af energi injiceret på dampform til modelområdet er ca kwh. Der er 25 varmeboringer i modellen. Hver kan tilføre oprensningsområdet ca. 7 kw. I oprensningsperiodens 210 dage kan der således principielt tilføres ca kwh, og varmeboringerne varmer således i gennemsnit ca. 75 % af den maksimal effekt. Dette svarer fint til feltobservationer, hvor TerraTherm typisk opererer med en effekt mellem 70 og 95 % af den maksimalt mulige Udbredelse af dampboble i oprensningsperioden I bilag 3 er vedlagt udskrifter af vandmætningen i modelområdet hhv. før start af damptilførelse og 5, 10, 15, 20, 50 og 90 dage efter start af damptilførelse til aquiferen i modellen. Vandmætningen er en indirekte indikation af dampboblens udbredelse. Dampboblen når sit maksimum efter 15 dages tilførsel med den høje damprate. Efter 15 dages damptilførsel er aquiferen oprenset og dampraten reduceres. Det-

24 Termisk oprensning Side 21 te afspejles i, at udbredelsen af dampboblen mindskes efter reduktionen af damptilførslen. Efter ca. 90 dage har dampboblen nået en stabil størrelse, som svarer til den reducerede damprate. Dampzonen er ikke tør, men har en vandmætning på %. Derfor er en dampboble ikke en perfekt barriere for vand.

25 Termisk oprensning Side ANBEFALINGER TIL TERMISK OPRENSNINGSMETODE Som nævnt ovenfor vurderes ISTD alene ikke at kunne medføre en tilstrækkelig oprensning af hverken moræneler eller grundvandsmagasin, idet vandindtrængning fra det nedre magasin køler omkring varmelegemerne og forhindrer temperaturen i at stige til kogepunktet indenfor en overskuelig periode (mindre end et år). Dampinjektion i det dybe vandførende magasin er den mest lovende metode til oprensning af magasinet, og til at skabe en varm bund under lerlaget. Det anbefales at anvende en løsning, hvor der indledningsvist injiceres damp og senere damp og luft i udkanten af den dybe del af kildeområdet, og ekstraheres i midten af kildeområdet. Denne løsning udvides med en enkelt injektionsboring mod nord for at skabe en større og mere jævnt fordelt dampzone under lerlaget i den sydlige og centrale del af området. Der etableres 2 ekstraktionsboringer i det vandførende magasin, således at der er mulighed for back-up ved nedbrud af den ene ekstraktionsboring. Det anbefales endvidere at ISTD varmeboringerne kun føres ned til ca. 1 meter over grundvandsmagasinet, dvs. at de ikke gennembryder lerlaget. Dette gælder for såvel kildeområdet som det samlede oprensningsområde. Herved minimeres risikoen for opadrettet vandtransport (med den dertil knyttede køling af oprensningsområdet i leren), idet der ikke skabes øget permeabilitet i den nederste del af leren ved opvarmning, og dermed ikke skabes øget hydraulisk kontakt der rækker ned i/til det primære magasin. Ved hver ISTD varmeboring er der placeret et dybt ekstraktionsfilter til ekstraktion af mobiliseret luft og damp. Der er vakuum på hele boringen, dvs. over hele længden der varmes. Dette er nødvendigt for at sikre at mobiliseret forurening opfanges. Modelsimuleringerne viser endvidere, at ventilation under gulvet i oprensningsområdet er vigtig til forebyggelse af PCE kondensation i de øvre 2-3 meter. Det anbefales at der ventileres fra et netværk af vertikale terrænnære boringer, og at denne ventilation fortsættes under afkølingen af området efter endt oprensning.

26 Termisk oprensning Side 23 De terrænnære ventilationsboringer etableres i samme borehuller som ISTD varmeboringerne med dybe ekstraktionsfiltre, dog således at ekstraktionsfiltrene er pneumatisk adskilt. Hyppig måling med PID på den ekstraherede luft vil vise om der er risiko for opbygning af forurening under gulvet. Ventilationsstrategien modificeres om nødvendigt ud fra disse målinger. Samtidig viser modelsimuleringerne, at der trods anvendelsen af damp i sandmagasinet stadig er en forholdsvis stor nettofjernelse af vand fra modelområdet. Derfor skal den endelige afværgeløsning optimeres gennem design og tiltag som mindsker vandtilførslen. Disse er: 1. Trykaflastning i magasinet ved pumpning fra boringer placeret udenfor oprensningsområdet. Dette fjerner den opadrettede gradient. Potentialet i det primære magasin er i kote ca. +24,5 i og ved oprensningsområdet. Der er således en opadrettet gradient til moræneleren under oprensningen, idet opvarmningen af leren fjerner vandet og dermed det naturligt eksisterende vandtryk. Ud fra de foreliggende hydrauliske data for det øvre primære magasin og med de allerede etablerede filtersatte boringer omkring oprensningsområdet vurderes det muligt for en forholdsvis beskeden indsats at foretage en trykaflastning af det primære magasin og dermed transporten af vand op i lerlaget. En trykaflastning vurderes at være en teknisk og økonomisk fordelagtig måde at reducere mængden af indtrængende vand til oprensningszonen i moræneleren. Det skal bemærkes at der ikke er gennemført modelsimuleringer med trykaflastning af det primære magasin. 2. Injektion af nok damp og luft til at skabe en varm damp-plade under moræneleren og via introduktionen af ikke kondenserbar gas at mindske vandstrømningen op i moræneleren. 3. Forsigtig installation af varmelegemerne så det undgås at bore igennem de nederste meter af leren. Herved skabes en zone, hvor vandet ikke kan strømme frit opad under oprensningen, som det i en vis grad gjorde i simuleringerne. Disse tiltag vil i praksis medføre at oprensningstiden må forventes at blive kortere end modelleret. Figur 3.1 viser et konceptuelt tværsnit af oprensningsområdet.

27 Termisk oprensning Side 24 Terrænnær Vakuumekstraktionsboring 30,6 Potentiale ler 27,6 26,6 25,6 Potentiale aquifer 25 Ler Kote 22 19,6 16,6 Trykaflastningsboring Sand Oprensningsområde Ikke målfast Dampinjektionsboring Ekstraktionsboring med back-up Varmeboring med vakuumekstraktion Figur 3.1: Konceptuelt tværsnit af anbefalede termiske afværgeløsning Med baggrund i simuleringerne vurderes det, at grunden kan varmes og renses i løbet af ca. 210 dage, svarende til 7 måneder. Erfaringer fra tidligere projekter viser dog, at den reelle oprensningstid sandsynligvis vil blive mindre, såfremt det trykaflastes som skitseret i figur 3.1. De første 2-4 uger injiceres damp med relativt højt flow, og der ekstraheres vand og damp, så den øvre del af det vandførende magasin opvarmes og renses. Derefter reduceres injektionsraten til ca % af den maksimale rate (endelig rate afklares i detailfasen), og der vedligeholdes en tynd dampzone under lerlaget. Denne zone reducerer opsivningen af grundvand til lerlaget og hjælper med opvarmning i bunden af dette.

28 Termisk oprensning Side BORINGSPLACERINGER Modelsimuleringerne har vist, at en mindre afstand mellem ISTD boringerne end først antaget er favorabel (ca. 3,5 m i stedet for de oprindeligt anvendte 4,2 m). På baggrund af modelsimuleringerne og en foreløbig indmåling af adgangsforholdene på ejendommen er der i Figur 4.1 angivet en foreløbig boringsplacering. Varmeboring med 2 ekstraktionsfiltre (60 stk) Dampinjektionsboring (5 stk) Ekstraktionsboring i aqiufer (2 stk) m Figur 4.1: Foreløbig placering af boringer (ydre afvandingsboringer og eventuelle supplerende terrænnære vakuumboringer i fyldlaget er ikke vist) Således forventes etableret i alt 60 varmeboringer med hver 2 ekstraktionsfiltre samt 5 dampinjektionsboringer. Endvidere etableres 2 dybe ekstraktionsboringer i aquiferen, hvoraf den ene benyttes som back-up.

29 Termisk oprensning Side 26 Til trykaflastning i aquiferen forventes allerede etablerede boringer på ejendommen anvendt (boringer ikke vist i figuren). Til monitering af temperaturen under oprensningen forventes etableret 15 temperaturmoniteringsboringer (placeringer ikke vist i figuren). Hertil kommer en række temperaturmoniteringsboringer, som er omfattet af teknologiprojektet, som kører sideløbende på ejendommen. Det skal bemærkes, at adgangsforholdene i nogle af områderne på ejendommen umuliggør en tæthed af varmeboringerne på de ønskede 3,5 m. Idet adgangsforholdene især i den nordlige del af oprensningsområdet er yderst begrænsede, forventes en del af varmeboringer etableret som skråboringer, for derved at kunne opvarme områderne under maskinerne i det nordlige rum. I områder hvor der anvendes skråboringer er boringstætheden mindre end 3,5 meter, for derved at lave en varm væg.

30 Termisk oprensning Side FØLSOMHEDSANALYSE Der er ikke foretaget en egentlig følsomhedsanalyse af inputparametrene i den opstillede model. I stedet er den anbefalede løsning fundet ved iteration, hvor de vigtigste parametre enten er varieret eller ændret for at få god overensstemmelse mellem modellen og den eksisterende erfaring med ISTD og damp. Disse parametre er: Lerens permeabilitet. Denne er tilstrækkelig lav til ikke at være en følsom parameter. Derimod er den øgede permeabilitet af leren hvor den udtørres (umiddelbart rundt om varmelegemerne) vigtig. Denne kan ikke bestemmes nøjagtigt uden laboratorieforsøg, men det står klart at varmelegemerne ville virke som permeable søjler, såfremt de gennemtrænger lerlaget helt. Derfor er der valgt en løsning hvor dette undgås. Porøsitet og vandindhold. Disse parametre har betydning for varmekapaciteten og fordampningsvarmen i oprensningsområdet. Det vurderes at de anvendte estimater er rimeligt præcise. Der anvendes en usikkerhedsfaktor på 10 % i de videre beregninger, som dækker variationer fra de anvendte værdier. Sandmagasinets hydrauliske ledningsevne. Denne er vurderet i forskellige dybder på baggrund af flow-logs. Simuleringerne viser at permeabiliteten er rigelig høj til dampinjektion, og at injektionstrykket kan benyttes til regulering af flowraten. Derfor vurderes det ikke at være kritisk om de anvendte hydrauliske værdier er præcise. Der justeres i felten således at den ønskede dampinjektionsrate opnås og temperaturfordelingen bruges til optimering. Lerens dybde. Den valgte løsning er robust, idet dampen vil søge opad og placere sig under lerlaget. Derfor er variationer i lerlagets bund ikke kritisk. Dog bør det påpeges at lerlaget ikke må gennembores ved installation af varmelegemer. Andre parametre vurderes at være af mindre betydning. De anvendte termiske metoder er begge robuste i de jordtyper de anvendes overfor (ISTD i ler og damp i sand). Derfor vurderes det at justeringer under oprensningen vil være tilstrækkelige til at sikre en ensartet opvarmning og oprensning.

31 Termisk oprensning Side 28

32 Termisk oprensning Side FORELØBIGE DESIGNPARAMETRE På baggrund af modelsimuleringerne og erfaring fra lignende oprensninger med ISTD og damp er de i tabel 6.1 viste designparametre fastsat. De i tabellen viste designparametre er foreløbige, og vil blive nærmere fastsat i forbindelse med detailprojektet. Oprensningsperioden skal vurderes gennem detaljerede varmebalance-beregninger. Den forventes dog at blive mellem 4 og 6 måneder. Parameter Værdi/antal Enhed Boringer ISTD varmeboringer med 2 ventilationsfiltre 60 stk. Dampinjektionsboringer 5 stk. Dybe ekstraktionsboringer 2 (en ekstra boring installeres stk. som backup) Temperaturmoniteringsboringer 15 1) stk. Grundvand Trykaflastning m³/t Anlægskomponenter ISTD strømtilførsel under opvarmning 470 kw Maksimal damprate, opvarmningsfase 500 kg/time Damprate efter første 2-4 uger kg/time Injektionsinterval per boring, damp kg/time Pumperate, centrale ekstraktionsboring 2 m 3 /time Vakuum på ekstraktionsfiltre -0,3 atm Ekstraktionrate, damp og luft 150 Nm 3 /time Kondenseringskapacitet, ekstraheret damp og luft 60 kw Varmevekslerkapacitet, ekstraheret vand 120 kw 1) Dertil kommer en række temperaturmoniteringsboringer, som er knyttet til teknologiprojektet. Tabel 6.1: Foreløbige designparametre

33 Termisk oprensning Side 30 Dertil kommer boringer og anlægskomponenter til den planlagte trykaflastning under oprensningen. Omfang vil blive nærmere vurderet i forbindelse med detailprojekteringen af afværgeprojektet.

34 Termisk oprensning Side REFERENCER /ref. 1/ /ref. 2/ John LaChance, Gorm Heron, Ralph Baker, Restoration of a DNAPL Brownfields Site using In-Situ Thermal Desorption, In preparation for publication in Ground Water Monitoring and Remediation, John LaChance, Ralph S. Baker, James P. Galligan, John M. Bierschenk, Application of Thermal conductive heating/in-situ thermal desorption (ISTD) to the remediation of chlorinated volatile organic compounds in saturated and unsaturated settings, 2004.

35 Bilag 1 SOW - Arbejdsbeskrivelse.

36 6/8/2007 April 11, 2007 Background Information and Scope of Work for Numerical Simulations Knullen 8 in Odense, Denmark PURPOSE This report presents the background information for the CVOC DNAPL site in Odense, Denmark. The purpose of the report is to provide sufficient background and site information to allow for realistic numerical simulations (using STARS) to evaluate the options for thermally treating the source zone. The topics that are targeted with the simulations are: 1. How will ISTD heating progress in the till and the underlying aquifer if this was the only thermal method used? 2. What is the best strategy for extracting the steam and VOC vapors generated, both from the clay till and from the aquifer below it? 3. Is it necessary to use steam injection to get the aquifer below the clay till hot enough to allow for remediation of it, and the bottom of the till? 4. How would steam injection work best, with an outside-in steam sweep, or with an inside-out sweep? 5. What groundwater pumping strategies are best for maintaining hydraulic control during treatment (where to pump, how much, how long). 6. What are the expected treatment efficiencies for the chlorinated solvents (primarily PCE) at this site, using the preferred thermal approach? 7. What are the operational parameters for the preferred approach? 8. What is the sensitivity to key variable or uncertain parameters (sensitivity analysis)? Based on the STARS simulations, the team will decide on the preferred approach and proceed with the detailed design of the remediation. SITE INFORMATION The conceptual model of the site, and the assumed DNAPL distribution, is represented in Figure 1. This conceptual site model was developed based on information from and represents our understanding of site conditions. For additional cross-sections see Enclosure 1. The following assumptions, which are incorporated into the site conceptual model, are considered to be key factors on which the conceptual remedial design is based. Permeability of the aquifer (sand/gravel) below the till is approximately 2.5x10-2 cm/sec, and the anisotropy (ration of horizontal to vertical 1/15

37 6/8/2007 permeabilities) is approximately 10, as believed to be typical for the type of deposit.. The groundwater phreatic level is located approximately 5-6 meters below the existing grade (Groundwaterlevel 25), or approximately 5 m above the sand/gravel aquifer. Daily fluctuations in the groundwater levels are in the range of m. Most of the fluctuations are probably caused by a nearby water supply well (distance approximate 250 m). DNAPL was released in the period between 1978 and 1992 from a separation tank (see Figure 1). The estimated mass of DNAPL released is in the range of 700 to 1,000 kilograms. About 200 kilograms are expected to be present in the hotspot area in the aquifer. A majority of DNAPL mass is located in the till layer and from 4 m s below surface (as opposed to the underlying aquifer). DNAPL has migrated into the aquifer zone, and a dissolved contaminant plume has formed beneath and down-gradient from the source. For this conceptual model, we also assumed that DNAPL has migrated approximately 4-5 meters into the aquifer. Building Separation tank Soil surface Hydraulic head level for aquifer 200 Sand/gravel Till clay 5 20 PCE in water [µg/l] - :Not detected PCE in soil [mg/kg] - :Not detected TTZ ground water TTZ Sand/gravel Detail: North-South Figure 1. Conceptual Cross-Section and PCE Distribution with contour lines representing soil concentrations (mg/kg). The treatment zone is shown as a hashed red line. 2/15

38 6/8/2007 Most of the treatment area is below an existing building housing an active dry cleaning facility. The activities in the building must be allowed to continue with minimal disturbance during the thermal remediation. This puts constraints on the possible locations for drilling and well installation. Site Hydrogeology Florlevel in the factory is Based on the information from borings performed on the site, the geology of the site can be described as follows. The upper layer of fill is classified as silty sand. Minor parts of the fill are sandy clay. Below the fill layer follows clay till from 2 m to app. 11 m below ground level (level 28.6 to 19.6). Within the treatment area the clay till is homogeneous e.g. there are no signs off sand layers or sandlaminae. The clay till is geologically described as: clay till, slightly sandy, silty and it contains small amounts off gravel. Below the clay till, approximately 11 m below ground level (below level 19.6), follows a melt water deposit of sand and sandy gravel. Especially the upper part of the aquifer (the upper 5 m level 19.6 to 14.6) consists of coarse grained material, sandy gravel to fine medium grained sand, slightly gravely. In detail the upper zone can be described as shown in Table 1: Table 1. Description of the upper part of the aquifer Meter below ground Level Soil type surface m bgs 19.6 to 18.1 GRAVEL sandy, fine medium m bgs 18.1 to 16.6 SAND, fine medium, slightly gravely 14 - bgs Below 16.6 SAND, medium coarse, gravely The bottom of the aquifer is app. 28 m below ground level (level 3), where a lower clay till are located. Hydraulic parameters of the aquifer and the clay till will be presented in table 3 and 4. The lower part of the clay till is saturated. Groundwater levels in the clay is approximately 3-5 m below ground surface (level ). In the clay till the flow of the groundwater is northeast. In the aquifer groundwater head is +25 which app. are 5.5 m below ground surface. The flow direction is west. The gradient is 1x /15