ATV Møde 28. november 2012 Afværgeteknologier State of Art OPRENSNING VED MOBILISERING MED SURFACTANTER en afværgemetode til kildeoprensning Pilotoprensning af fyldbrændstofforurening (Jetfuel) på et Tankområde Civilingeniør, Søren Rygaard Lenschow, NIRAS, srl@niras.dk Ekspertisechef, civilingeniør, Anders G. Christensen, NIRAS, agc@niras.dk Teamleder, civilingeniør Mette Marie Mygind, FBE, FBE MMS20@mil.dk 29/11/2012 Mobilisering med Surfactanter Forsvarets Bygnings og Etablissementstjeneste NIRAS 1
Pilotforsøg Surfactanter Tank Område Formål: Effekt af behandling med Surfactanter på lokaliteten med henblik på vurdering af massefjernelse og oprensningsniveau i umættet og mættet zone. Behov for genbehandling Mulighed for at opretholde hydraulisk kontrol. Metoder til infiltration af Surfactanter og ekstraktion af olieemulsion. Metoder til håndtering og bortskaffelse af olieemulsion.
Lidt om Surfactans (Surface Active Agents) Head Group Tail Group Surfactant Synonyms Hydrophilic Lipophilic Amphiphiles or or or Lipophobic Hydrophobic Amphipaths
Examples: Anionic MAJOR SURFACTANT GROUPS LAS (Linear Alkylbenzene Sulfonate) Cationic CTAB (Cetyl Trimethylammonium Bromide) + Nonionic AE (Alcohol Ethoxylate)
Micelledannelse Monomer Concentration CMC Total Surfactant Concentration
Frigivelse af olie mobilisering som pumpes ud af akviferen
Surfactanter nedsætter Overfladespænding
Forureningssituation: Forurening med Jet Fuel på tankområde
Forureningssituation
Forureningssituation
Geologi
Laboratorietest ved 2 laboratorier Jord
Laboratorietest ved 2 laboratorier fri fase
Pilotprojekt Non Ion aktive Surfactanter fra Ivey International Opbygning af anlæg Injektionsboringer IW Ekstraktionsboringer EW Moniteringsboringer MW Vakuumanlæg (pumpe) Olieudskiller med koalecens filter Bioreaktor Sandfilter Kulfilter Afløb til skovbund Anlæg pumpe til reinjektion
Design af Testcelle II hydraulisk model
Testområde
Design af Testcelle III
Vandbalance Oppumpning 12 m 3 /dag (0,5 m 3 /h) Reinfiltration 8 m 3 /dag (0,33 m 3 /h) Injektion 0,15 1 m 3 /dag Bortskaffelse 3 4 m 3 /dag (0,17 m 3 /h) Opstart hydraulisk kontrol: 2 uger 7 injektioner af IveySol på 10 dage Opretholdelse af hydraulisk kontrol i 7 uger
Potentialebilledet
Vandkande teknologi
Konceptuel model for pilotforsøget
Injektioner uge 46 15.11.2011: 20 l IveySol (1,2 %) i IW1 3 (3 4 m u.t.) 20 l Iveysol (1,2 dag IW1b 2 (4 5 mu.t.) 60 l rent vand i hver boring 16.11.2011: 20 l IveySol (1,2 %) i IW1 1 (5 6 m u.t.) 20 l Iveysol (1,2 dag IW1b 2 (4 5 mu.t.) 60 l rent vand i hver boring 17.11.2011: 40 l IveySol (1,2 %) i IW1 3 (3 4 m u.t.) 40 l Iveysol (1,2 dag IW1b 2 (4 5 mu.t.) 60 l rent vand i hver boring
Injektioner uge 47 21.11.2011 (1,2 % IveySol): 20 l i IW1 4 (1 2 m u.t) 20 l i IW1 3 (3 4 m u.t.) 20 l i IW1b 2 (4 5 m u.t.) 20 l i IW1 1 (5 6 m u.t.) 20 l i IW2 (2,5 4,5 m u.t) 20 l i IW3 1 (2,5 5,5 m u.t.) 20 l i IW3 2 (1 2 m u.t.) 60 l rent vand i hver boring 22.11.2011 (1,2 % IveySol): 40 l i IW1 3 (3 4 m u.t.) 40 l i IW1b 2 (4 5 m u.t.) 40 l IveySol (1,2 %) i IW2 (2,5 4,5 m u.t) 40 l IveySol (1,2 %) i IW3 1 (2,5 5,5 m u.t.) 60 l rent vand i hver boring 23.11.2011 (1,2 % IveySol): 60 l in IW1 3 (3 4 m) 60 l in IW1b 2 (4 5 m) 60 l in IW2 (2,5 4,5 m) 60 l in IW3 1 (2,5 5,5 m) 60 l rent vand i hver boring 24.11.2011 (3,0 % IveySol): 40 l in IW1 3 (3 4 m) 40 l in IW1b 2 (4 5 m) 40 l in IW2 (2,5 4,5 m) 40 l in IW3 1 (2,5 5,5 m) 60 l rent vand i hver boring
Vurdering af effekt Beregning af massefjernelse a) Analyser af vand fra ekstraktionsboringer b) Estimering af fri fase olieudskiller c) Analyser af luft afkast vakuumpumpe Måling af overfladespænding Boringer jordprøver Modelarbejde (UT CHEM) ved GSI, Texas
Måling af overfladespænding 828 Tankområde Guldager Måling af overfladespænding Prøve ID Prøvetagning Dato / Tid Overfladespænding (dyn/cm) Std. (dyn/cm) MW 2-1 31.10.2012 / 12:00 65,3 0,2 MW 1-2 31.10.2012 / 12:00 67,5 0,4 EW1 1400 24.11.2011 / 14:00 49,0 0,1 EW1 1030 25.11.2011 / 10:30 35,0 0,2 EW2 1400 24.11.2011 / 14:00 43,0 0,3 EW2 1030 25.11.2011 / 10:30 63,6 0,5 EW3 1400 24.11.2011 / 14:00 63,5 0,3 EW3 1030 25.11.2011 / 10:30 66,6 0,4
Resultater uge 46 THC 20000 18000 EW1 16000 EW2 14000 12000 EW3 10000 8000 6000 4000 2000 Injection 1 20 l in IW1-2 (3-4 m) 20 l in IW1b-1 (4-5 m) Injection 2 20 l in IW1b-1 (4-5 m) 20 l in IW1-1 (5-6 m) Injection 3 40 l in IW1-2 (3-4 m) 40 l in IW1b-1 (4-5 m) 0 15-11-2011 00:00 15-11-2011 12:00 16-11-2011 00:00 16-11-2011 12:00 17-11-2011 00:00 17-11-2011 12:00 18-11-2011 00:00 18-11-2011 12:00 19-11-2011 00:00 date/ ti me
Resultater uge 46 + 47 60000 50000 EW1 T H C - µg /l 40000 30000 20000 10000 EW2 EW3 Injection 1 Injection 2 Injection 3 Injection 4 Injection 5 Injection 6 Injection 7 0 13-11-2011 00:00 18-11-2011 00:00 23-11-2011 00:00 28-11-2011 00:00 03-12-2011 00:00 08-12-2011 00:00 13-12-2011 00:00 18-12-2011 00:00 date/time
EW2 5.000 µg/l
EW2 19.000 µg/l
Iveysol 1,2 % 3.600 µg/l
Mobilisering fri olie
Massebalance: Grundvand, fri fase og luftafkast
Massebalance jordprøver
Massebalance jordprøver
Massefjernelse Massebalance på baggrund af vand, olie og luft: 25 kg Massebalance Jord 50 150 kg Modelarbejde antyder en fjernelse svarende til 50 150 kg ikke er urealistisk
Renseanlæg Vakuumanlæg (container) Olieudskiller, koalecens filter (8.000 l) Bioreaktor (10.000 l) Sandfilter (jernfjernelse) Kulfiltrering Anlæg til reinfiltration (pumpe/manifold) Ledning til infiltration i skovbund SRO opkobling SMS/www
Renseanlæg
Effekt rensning Effektivitet rensning 16000 14000 12000 THC / µg/l 10000 8000 6000 Indløb Post BIO Post GAC 4000 2000 0 1 2 3 4 5 6 7 Prøvetagning
Konklusion Der er muligt at mobilisere olie med teknologien Kræver høje koncentrationer af Surfactanter (3% > CMC) Mulighed for hydraulisk kontrol Mulighed for rensning af olieemulsion Usikkerhed vedr. boringsdesign med henblik på homogen fordeling i niveau med grundvandspejlet
Videre arbejde Modelberegninger for forbrug af Surfactanter og driftstid Boringsdesign Vurdering af omkostninger for fuldskala
Deltagere i projektet Forsvarets Bygnings og Etablissementstjeneste NIRAS VeruTek, CT, USA Ivey International, BC, Canada GSI Environmental Inc., TX, USA Hans Frisesdahl A/S Eurofins Miljø A/S Aalborg Universitet, Institut for kemi og bioteknologi
FIRST CLASS!!! Tak for opmærksomheden