Ventilation (SVE) på tre lokaliteter observationer og refleksioner Vintermøde 7.-8. marts 2017 Thomas Hauerberg Larsen, Kresten Andersen, Anna Toft, Flemming Vormbak, Ida Damgaard, Mariam Wahid, Kim Sørensen, Arne Rokkjær, + de glemte
3 Cases rimelig identiske konceptuelle modeller, alle i Region Hovedstaden Forurenet med TCE fra affedtning af metalemner Geologisk opbygget med tykt lag af umættet sandet moræneler (8-13 m) underlejret af sand. 5-8 m tykt lag af umættet sand under morænen, hvor der er foregået gasdiffusion af TCE over en lang årrække. Mægtigt mættet sandlag herunder med relativ langsom grundvandstransport, med større eller mindre vertikal gradient Ravnsbjergvej 1. Afgravning af forurenet moræne ved største kilde og tilbagefyldt med ler og sand. Efterladt restforurening fra andre mindre kilder. Ventilation af sandlag. Pilehøj Vænge 10. Termisk oprensning af moræneler ved største kilde. Efterladt restforurening fra andre mindre kilder. Ventilation af sandlag. Klintehøj Vænge 19. Ingen kildefjernelse. Afskæring af restforurening fra hovedkilden. Ventilation af sandlag.
Konceptuel opfattelse i hovedtræk 9. marts 2017 3
Formål med/ønsker/krav til luftudskiftningen Nedbør Fjerne masse i umættet sand og i heterogeniteter i sandet Forhindre yderligere TCE i at nå grundvandet (afskæring) Fjerne restforurening i ML (begrænsede muligheder) Reducere indholdet i grundvandet (begrænsede muligheder) Kinetik i desorption, fordampning fra porevand, infiltration, diffusion fra lavpermeable områder skal balanceres ift. lufthastigheden Stof sorberet/opløst i porevand/gasfase TCE Diffusion Fordampning Tommelfingerregel V luft minimum = 0,01 cm/s 9. marts 2017 4
Trykfald (hpa) Observeret vakuum (hpa) Dimensionering af ventilationsanlæg - fremgangsmåde Bestemmelse af horisontal og vertikal pneumatisk ledningsevne Observation af påvirkningsradius (ROI) 20 Observeret og Beregnet trykfald Tryk som funktion af afstand ved forskellige flow Filter OB17-4 100 18 OB17-4 90 16 80 14 70 12 10 8 Beregnet trykfald (hpa) (Hantusch) Beregnet trykfald (hpa) (Theis) Observeret tryk fald (hpa) 60 50 40 54 m³/t 37 m³/t Øvre 22 m³/h Øvre 37 m³/h Øvre 54 m³/h Log. (Øvre 22 m³/h) Log. (Øvre 37 m³/h) 6 30 Log. (Øvre 54 m³/h) 4 20 22 m³/t OB18-3 y = -4.635ln(x) + 12.785 R² = 0.9984 2 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Pumpetid (s) OB19-3 10 0 0.01 0.1 1 10 100 Afstand fra pumpeboring (m) y = -8.857ln(x) + 26.143 R² = 0.999 y = -13.83ln(x) + 40.745 R² = 0.9985 Samlet ønske til ventilation er typisk omkring 1.000 PV udskiftninger pr. år i nærområdet for oprensningen (omtrent v luft på 0,01 cm/s). Antal af boringer og afstande mellem disse defineres på baggrund af dette. PV defineret som højde af umættet sand luftfyldt porøsitet indsatsareal. 9. marts 2017 5
De tre setup 25 m Ravnbjergvej 1 10 boringer Kilde opgravet, ca. 250 kg TCE Ca. 3.000 m² dækket Flow ca. 35 m³/h boring 300-350 m³/h totalt Estimeret umættet restforurening ca. 50 kg TCE i umættet sand 25 m Klintehøj Vænge 16 4 boringer Mindre kilde efterladt/ikke lokaliseret, ca. 5 kg TCE Ca. 1.200 m² dækket Flow ca. 35 m³/h boring 140-160 m³/h totalt Estimeret umættet restforurening 40-70 kg TCE, hovedparten i sandet 25 m Pilehøj Vænge 8-10 13 boringer Termisk oprensning, ca. 120 kg TCE Ca. 3.500 m² dækket Flow ca. 35 m³/h boring 250-350 m³/h totalt Estimeret umættet restforurening ca. 50 kg TCE, heraf 30 kg i umættet sand 9. marts 2017 6
Ravnsbjergvej 1 Før opstart Før afgravning 10.000.000 ug TCE/m³ tæt på kilden Efter afgravning 250.000 ug TCE/m³ i snit, op til 450.000 ug TCE/m³ Efter godt 3.000 PV luftskifte knap 600 ug TCE/m³ i gennemsnit, højeste ca. 3.000 ug TCE/m³ Reduktion i koncentration på godt en faktor 1.000 i forhold til opstart efter afgravning PV 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Fjernet andel af estimeret masse 0% 18% 26% 30% 32% 35% 37% Aktuel rate omkring 6 g TCE/dg, ca. 2 kg/år ved luftskifte på 900-1000 PV/år 9. marts 2017 7
Pilehøj Vænge 8-10 Før termisk 7.000.000 ug TCE/m³ tæt på kilden Efter termisk 15.000 ug TCE/m³ i snit, op til 35.000 ug TCE/m³ Efter 750 PV luftskifte knap 2.500 ug TCE/m³ i gennemsnit, højeste ca. 8.000 ug TCE/m³ Reduktion i koncentration på knap en faktor 10 i forhold til opstart efter termisk i overjorden PV 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Fjernet andel af estimeret masse 0 27% Aktuel rate omkring 18 g TCE/dg, ca. 6,5 kg/år ved luftskifte på 800-900 PV/år 9. marts 2017 8
Klintehøj Vænge 16 Ingen fjernelse af kilde. Oprindeligt op til ca. 50.000.000 ug TCE/m³ tæt på kilden over det tørre sand. Niveauerne op til ca. 2.000.000 ug TCE/m³ i sandet. Efter 3.000 PV luftskifte 6-7.000 ug TCE/m³ i gennemsnit, højeste ca. 10.000 ug TCE/m³ PV 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Fjernet andel af estimeret masse 0 40% 49% 58% 65% 74% 82% Aktuel rate omkring 30 g TCE/dg, ca. 10 kg/år ved luftskifte på 1000 PV/år 9. marts 2017 9
Hvor kan ekstra TCE komme fra? Ovenfra? Fra en anden kilde? Antagelser Samlet ydelse 140 m³/h centralt på ejendommen Meget begrænset lækage (mindre end oprindeligt vurderet) Højde af umættet zone 5 m Luftfyldt porøsitet 0,2 Afstand svarer så til ca. 500 m, når det ekstra TCE ankommer. Kortlagt med chlorerede forbindelser 9. marts 2017 10
En ekstra dimension til historien. Blokken 25 Kendt PCE kilde Blokken 25 er eneste kendte PCE kilde i industriområdet. Centrum af kilden ligger knap 300 m fra Klintehøj Vænge. Lækage giver formentlig forskellen i beregning og observation. 30 kg PCE fjernet indtil nu, svarende til godt 20 kg/år. 9. marts 2017 11
Fordampning fra grundvand teoretisk betydning Forudsætning: 25 cm øverste grundvand C start 4 mg/l fra start (snit) Areal på 3.000 m² Samlet masse ca. 1 kg TCE Diffusion af TCE i vand D eff (TCE) 1,5 10-10 m²/s Areal 3000 m³ Uudtømmelig kilde i 25 cm dybde C i 25 cm dybde 4 mg/l Årlig beregnet massestrøm fra vandet 0,2 kg/år Hovedparten af den oppumpede masse i de tre sager kommer dermed ovenfra, fra områder længere væk og fra tilbagediffusion fra mindre permeable områder Stof sorberet/opløst i porevand/gasfase Nedbør TCE Diffusion Fordampning 100-200 g TCE/år 9. marts 2017 12
Anlæg Anlægsomkos tninger Driftsomkostninger pr. år Samlet massefjernelse (TCE+PCE) Rate pt. (kg TCE + PCE/år) Kr./kg totalt til dato Kr. drift/kg P.t. Ravnsbjerg vej 1 350 000 200 000 19 2.0 44 737 100 000 Pilehøj Vænge 8-10 1 400 000 125 000 18 6.5 88 194 19 231 Klintehøj Vænge 16 600 000 100 000 72 32.0 11 806 3 125 9. marts 2017 13
Konklusioner og læring Stadig en relativt effektiv og billig metode til massefjernelse i højpermeable aflejringer Genbrug (cirkulær økonomi ) af ventilationsanlæg fremmer økonomien Ulempen kan være højere driftsomkostninger til el pga. pumpevalget ikke er optimeret Dimensionering med standardmetode kan give udfordringer ved tæt morænedække Ved graveløsninger med gennemgravning af morænen observeres typisk et tab via passiv ventilation I områder med flere kilder skal man være ekstra opmærksom på reduceret lækage. Økonomien er mest fordelagtig i starten, hvor massefjernelsesraten er størst. Ændrede driftsformer som intervaldrift, reduceret flow mm. kan optimere forbrug og stadig sikre en minimal påvirkning af vandet under indsatsområdet. 9. marts 2017 14
Forhåbentlig ikke her det ender.. 9. marts 2017 15
Spørgsmål?