Samlet strategi for in situ oprensning af grundvandet under grube 1 og 2 i Kærgaard Plantage Torben Jørgensen (tjr@cowi.dk), Lars Nissen, Jarl Dall-Jepsen, Kirsten Rügge (COWI) Lars Bennedsen og Mette Christophersen (Rambøll) Neal Durant, Leah MacKinnon, David Parkinson (Geosyntec Consultants) Prasad Kakarla (ISOTEC) Jørgen Fjeldsø Christensen (Region Syddanmark) Preben Bruun (Miljøstyrelsen) 1 6 MARTS 2012 ATV VINTERMØDE 2012
Disposition Den politiske aftale om "Første trin i en indsats på Kærgård Plantage" Gennemførte aktiviteter i 2009-2012 Forureningssituationen og udfordringer i grube 1 og 2 Overordnede resultater af metodeafprøvning (Teknologiudvikling) Sammenligning af afværgemetoder Anbefaling af afværgescenarier 2 6 MARTS 2012 ATV VINTERMØDE 2012
Anbefaling til første trin i en indsats 1. Afgravning af den kraftigste jordforurening i grube 1 og 2 ned til maksimalt ½ m under grundvandsspejlet (2008-2009) 2. Teknologiudvikling og afprøvning af metoder til oprensning af kraftig forurening under grundvandsspejlet (2009-2012) a) Forundersøgelser b) Laboratorieforsøg c) Pilot forsøg d) Skitseprojekt 3. Oprensning af kraftig forurening under grundvandsspejlet i grube 1 og 2 2010-05-25 REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES
Trin 1: Indsats overfor grube 1-2
Konceptuel model Kærgård Plantage Afgravet Indsatsområde for teknologiudvikling 5 14-03-2012 OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
Grube 1 Konceptuel model med forureningsfordeling i lagopdeling Lag 2.1: DNAPL-PCE: Høj Benzen: Middel Toluen: Middel Pharma: Middel-høj CN og Hg: Høj Lag 2.2: DNAPL-PCE: Middel Benzen: Lav Toluen: Lav-middel Pharma: Lav CN og Hg: Lav? Lag 2.3: DNAPL-PCE: Middel-høj Benzen: Lav-middel Toluen: Middel-høj Pharma: Middel-høj CN og Hg: Lav? 2010-05-25 REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES
Udførte aktiviteter i 2009-2012 2010-05-25 REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES 7
Forsøgsområde 8 14-03-2012 OPRENSNING AF FRI FASE MED BIOLOGISK METODE
2010 2011 Pilot Tests Pilot Test 1: Fenton s Pilot Test 2: Sequenced Fenton s/erd Pilot Test 3: ERD Recirculation 2010-05-25 REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES 9
Metode 1: Kemisk oxidation med Modificeret Fentons Resultater: Kan oprense alle organiske forureningskomponenter inkl. fri fase Før MFR Efter MFR Fordele: Nem og flexibel at implementere Kan kombineres med andre metoder Ulemper: Relativ dyrt at fjerne mere end 80-90 % af den fri fase Økonomisk følsom over øget masse Geokemiske ændringer med lav ph
Metode 2: Termiske metode med dampstripning Termisk modellering - De geologiske forhold er velegnede til dampinjektion 11
ug/l Metode 2: Termiske metode med dampstripning - Laboratorieforsøg Resultater: Effektiv fjernelse af flygtige stoffer Ingen dannelse af nye problemstoffer cyanid frigives til luft og kondensat men kan opsamles i kulfilter Ingen frigivelse af kviksølv Frigivelse af pharmastoffer til grundvandet (og kondensat), men ikke til luftfasen 10000 1000 100 10 Exp. 4 Exp. 5 12
Metode 3: Biologisk metode (SRD) Resultater: Kan oprense område medmindre fri fase af PCE (lag 2.2 og 2.3) Fordele: Lille miljøpåvirkning Stimulering af den naturlige nedbrydning "Billig" metode 13 Ulemper: Oprenser kun klorerede opløsningsmidler Kan ikke anvendes i områder med store mængder af fri fase
Metode 4: Kombination of kemisk oxidation og biologisk metode Resultater Relativt nemt at manipulere med redoxforhold og ph og få nedbrydning af PCE Fordele: Kan oprense alle org. stoffer herunder fri fase Kan reducere omkostninger Ulemper: - Mere kompliceret end med ren kemisk oxidation 2010-05-25 REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES
Sammenligning af metoder Kemisk Termisk Biologisk Kemisk-Bio Forureningskomponent Alle Flygtige stoffer (anilin, CN) Klorerede opl. Alle Fri fase Ja Ja effektiv Mindre mængder Ja Omkostninger Høj Høj Moderat Høj Tid Ca. 2-3 år Ca. 1 år Ca. 5 år Ca. 3-4 år Energi forbrug Middel-høj Høj Lav Middel Anvendelse Hele indsatsområde Hele indsatsområde Lag 2.2 og 2.3 Hele indsatsområde 2010-05-25 REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES
Mulige scenarier til fuldskalaoprensning Scenarie Metode Grube 1 Grube 2 Lag 2.1 Lag 2.2 lag 2.3 Lag 2.1 Lag 2.2 Lag 2.3 0 1 2 3 Kemisk oxidation Termisk X X X X X x Biologisk Kemisk/biologisk Kemisk oxidation Termisk x x x x x x Biologisk Kemisk/biologisk Kemisk oxidation Termisk Biologisk Kemisk/biologisk x x x x x x Kemisk oxidation Termisk Biologisk x x x x Kemisk/biologisk x x 16
Anbefalede scenarier til fuldskalaoprensning Scenarie 1 Scenarie 2 Scenarie 3 Metoder og Indsatsområde Termisk metode i hele indsatsområdet Kemisk/biologisk i hele indsatsområdet Kemisk/bio fra 3-6 m u.t. og bio i resterende del af indsatsområde Evne til at oprense forurening Fri fase og flygtige stoffer, ikke farmastoffer alle organiske komponenter Oprenser den væsentligste del af org. komponenter Enhedspris Ca. 3.800 kr/m 3 Ca. 3.950 kr/m 3 Ca. 3.000 kr/m 3 Tid for oprensning Ca. 2 år Ca. 4-6 år Ca. 5,5-7 år Miljøpåvirkning Stor Moderat Lille-moderat Væsentlige fordele - mest effektive metode til fri fase fjernelse -Ikke så økonomisk følsom ved øget forureningsmasse - kan oprense alle org. forurenings-stoffer - Fleksibel for ændringer - Billigste metode - Fleksibel for ændringer - Lille miljøpåvirkning. Væsentlige ulemper 17 - Oprenser kun flygtige stoffer. - Farmastoffer mobiliseres til grundvandet som er dyrt at rense. - Stort energiforbrug - geokemiske ændringer - store mængder af fri fase kan være dyrt at oprense -Oprensningstid -varighed af oprensningen er usikker
Sammenfatning Teknologiudvikling viser, at alle de afprøvede teknologier kan anvendes til oprensning af grube 1 og 2, enten som enkeltmetode eller i kombination med andre metoder. Kemisk oxidation med MFR er den eneste metode som kan oprense alle forureningsstoffer Den termiske metode kan effektivt oprense de flygtige stoffer Den biologiske metode (SRD) kan oprense de klorerede opløsningsmidler herunder også kraftig forurening med residual fri fase Den biologiske metode kan anvendes i kombination med kemisk oxidation Projektet har bidraget med væsentlig ny viden Der er udpeget 3 mulige afværgescenarier (det endelige valg af metoder er ikke afgjort) Sagen skal nu politisk behandles 18 6 MARTS 2012 ATV VINTERMØDE 2012
Tak for opmærksomheden 2010-05-25 REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES 19
Forureningsmasse af PCE og kulbrinter 20
Metode 1: Kemisk oxidation med Modificeret Fentons 2010-05-25 REMEDIATION STRATEGY/ PHARMACEUTICAL WASTES