Opsamling fra temadag om kemisk oxidation

Transkript

1 Opsamling fra temadag om kemisk oxidation Seniorprojektleder Lars Nissen, COWI A/S 1

2 Baggrund og formål for temadagen Baggrund 10 års arbejde med kemisk oxidation i DK (primært permanganat) Seneste par år begyndt at anvende andre oxidationsmidler I USA er kemisk oxidation med andre oxidationsmidler end permanganat væsentlig mere udbredt Formål en opdatering på den nyeste viden om kemisk oxidation som in situ-afværgeteknik under danske og udenlandske forhold 2

3 Program for temadagen Programmet tilrettelagt i samarbejde med: Rambøll (Torben H. Jørgensen) Region Syddanmark (Mette Christoffersen) Der deltog ca. 40 deltagere fra regioner, rådgivere, universiteter, entreprenører og laboratorier I alt 9 foredrag og opfølgende diskussioner 3 amerikanske specialister (universitet og 2 firmaer) 3

4 1. Oversigt over kemisk oxidation ISCO = In situ chemical oxidation 4

5 1. Oversigt over kemisk oxidation Afstem forventninger Sæt rimelige oprensnings mål Hold behandlingsmuligheder åbne Laboratorietests anbefales for at bestemme forbrug af oxidationsmiddel og om forureningskomponenter kan behandles Vælg ikke nødvendigvis det værst forurenede område til pilotforsøg. Forbered på at skulle injicere ad flere omgange Monitering i både jord og grundvand, typisk >80-90% forurening i jorden 5

6 1. Oversigt over kemisk oxidation Behandling af fri fase: Tilstedeværelse af residual fri fase eller fri fase kan give forvirrende resultater Forvent at koncentrationen stiger efter første behandling som følge af desorption Det kan blive nødvendigt at monitere på andre indikatorparametre eks. klorid for at undersøge oprensningseffekten 6

7 2. Kemisk oxidation under danske forhold 7

8 2. Kemisk oxidation under danske forhold 8

9 3. Kemisk oxidation med persulfat under danske forhold 9

10 3. Kemisk oxidation med persulfat under danske forhold Persulfats nedbrydningsrate: Laboratorieforsøg har vist meget varierende resultater Persulfat aktiveret med hydrogenperoxid, residual fri fase i lerlaget Resultater tyder umiddelbart på, at metoden ikke er velegnet til oprensning af gammel forurening der er trukket ind i ML på grund af hurtig reaktion. Problem at hydrogenperoxid vælger den letteste spredningsvej og det kan være til terræn i lavpermeable aflejringer Efterfølgende forsøg med injektion af persulfat alene 10

11 3. Kemisk oxidation med persulfat under danske forhold Behandling af sandmagasin, MTBE og BTEX: Persulfat aktiveret med fentons, Højere koncentrationer efter første injektion som følge af desorption De geologiske forhold i DK komplicerer brugen af kemisk oxidation Behov for innovative injektionsteknikker eller evt. soilmixing 11

12 4. Kaliumpermanganat under danske forhold 12

13 4. Kaliumpermanganat under danske forhold 13

14 5. Resultater af laboratorietests, Kærgård Plantage 14

15 5. Resultater af laboratorietests, Kærgård Plantage 15

16 5. Resultater af laboratorietests, Kærgård Plantage 16

17 6. Manual for kemisk oxidation (ISCO Protokollen) 17

18 6. Manual for kemisk oxidation (ISCO Protokollen) 4 delt Gennemgang af de forskellige teknikker Værktøjskasse til brug for valg af oxidationsmidler, injektions strategi mm. Database med alle relevante cases fordelt på oxidanter FAQ 18

19 6. Manual for kemisk oxidation (ISCO Protokollen) Der er ikke et oxidationsmiddel eller injektionsmetode der virker på alt. Meget afhængig af forureningskomponent, hydrogeologi og geokemiske forhold. Masse reduktioner på mellem 90-99% kan nås Oprensningskriterier kun nået i 20% af alle sager Sandsynligheden for succes stiger med antal behandlinger/injektionsevents Sandsynligheden for succes stiger hvis flere metoder kombineres Inhomogen og lavpermeabel geologi er en udfordring DNAPL er en udfordring Observational approach overvåge injektion og have plan B klar 19

20 6. Manual for kemisk oxidation (ISCO Protokollen) Kemisk oxidation kan være udfordrende: Forhåbentlig kan manualen hjælpe Skulle komme snart. Beskrivelse kan bestilles i maj og udkommer til efteråret 20

21 7. Injektionsmetoder og strategi 21

22 7. Injektionsmetoder og strategi Til injektions anvendes oftest direct push med geoprobe eller fast installerede injektionsboringer Geoprobe <½ pris i USA Vær sikker på at processen eller kemikalier ikke ødelægger filtre 22

23 7. Injektionsmetoder og strategi Vær sikker på at injektionsudstyr har samme diameter. For eksempel må spidsen ikke være større end casingen Installer bentonit ved hvert injektionspunkt Overordnet med hensyn til injektionsstrategi: - Ikke langt mellem injektionspunkter - Forberede sig på at bruge multiple injektions runder - Forberede sig på at "overeksponere" indsatsområde for at sikre tilstrækkelig oprensning - Styr på sikkerheden 23

24 8. Kemisk oxidation med S-ISCO 24

25 8. Kemisk oxidation med S-ISCO Tilsætningen af surfactants vil gøre, at opløseligheden af den frie fase vil øges og forureningen vil komme over på vandfasen, hvor nedbrydningen foregår. 25

26 8. Kemisk oxidation med S-ISCO Nedbrydning sker når der dannes frie radikaler Frie radikaler dannes kun, hvis oxidationsmidlet er aktiveret Bromothymol kan påvise tilstedeværelsen af frie radikaler 26

27 9. S-ISCO under danske forhold 27

28 9. S-ISCO under danske forhold Dokumentation af tilstedeværelse af fri fase med MIP, Fluteliner og Sudan IV sandmagasin injektion i 1-2 fast installerede filtre 28

29 9. S-ISCO under danske forhold Behandlingsområde Muligt at opretholde høj ph God fordeling Persulfat stadig aktivt Monitering 29

30 Trends i USA med hensyn til kemisk oxidation Forbedret injektion og injektionsudstyr (special designede filtre og sonic) Kemikalie, der ikke er et oxidationsmiddel men genererer frie radikaler i kontakt med oxygen Undersøge de geokemiske påvirkninger Kombination af metoder 30

31 Velbekomme 31