FULD SKALA TEST AF ZVI-CLAY METODEN TIL OPRENSNING AF DNAPL

1. FULD SKALA TEST AF ZVI-CLAY METODEN TIL OPRENSNING AF DNAPL ATVVintermøde om Jord- og grundvandsforurening 10.-11. Marts 2009 Lisbeth Walsted, NIRAS I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

2. Medforfattere: Udviklingskoordinator Mads Terkelsen, Region Hovedstaden Fagchef Charlotte Riis, NIRAS Fagchef Anders G. Christensen, NIRAS Konsulent Nanna Muchitsch, NIRAS Ph.D.Stud. Annika S. Fjordbøge, DTU Miljø Docent, Undervisningschef Peter Kjeldsen, DTU Miljø I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

3. 6 ”Hot-spot” områder i Skuldelev (sekundært grundvand) I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

4. FORURENING (metalforarbejdning –utæt kloak !) Jord: >1.000 mg PCE og TCE pr. kg TS i 2-3 m u.t. Sek. grundvand: Sum klorerede, max. = 102.700 µg/l påvist i bund af sek. grundvand ~ 6-7,5 m u.t. ~ 360 kg klorerede opløsningsmidler FRI FASE DNAPL og på OPLØST FORM FORMÅL • Afprøve ZVI-Clay metoden (Zero Valent Iron) under danske • forhold • Et reelt alternativ til termiske metoder eller opboring/opgravning for oprensning af fri fase opløsningsmidler i mættet zone ? Baggrund og formål I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

5. Hot-Spot V og placering af 15 storformatboringer I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

6. Profilsnit ved ”Hot Spot V” m.v. I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

7. ZVI-Clay metoden • Patenteret i USA og Canada (DuPont). I 2003 donerede patentet til Colorado State University (CSU) • Nedbrydning sker ved anaerob jernkorrosion, hvor • dekloreringsprocessen forløber: • Fe0 → Fe2+ + 2 e‑ (oxidation) • RCl + H+ + 2 e‑ → RH + Cl‑ (reduktion) • Fe0 + RCl + H+ → Fe2+ + RH + Cl‑ • Effektivt overfor nedbrydning af især klorerede opløsnings- • midler, samt diverse pesticider og uorganiske forbindelser. I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

8. Metodens gennemførelse - Princip I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

9. Treatability forsøg (CSU/DTU) • 6 kolonneforsøg på sedimentprøver • Homogeniseret og spiked med 1500 mg PCE /kg • ,1 % bentonit og varierende mængde/type ZVI • Viser ca. 99 % nedbrydning indenfor 1-4 år ! Designmix • Reaktivt materiale: • 3 % ZVI (pulver) • ca. 54 kg ZVI/m3 • Stabiliserende materiale: • 1% bentonit (pulver) • ca. 18 kg bentonit/m3 Designgrundlag I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

10. Teknologioverførsel • Geo-Solutions INC. (Pittsburgh, USA) • Førende indenfor udvikling af Soil-mixing teknikker • Tæt samarbejde med CSU i forbindelse med fortsat • metodeudvikling • Patenteret soil-mixing enhed - her D =1,5m I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

11. ZVI tilsættes den ”opblødte” jordmatrice 2. 3. Håndtering af overskydende jord/mudder 4. Behandlingszonen sikres mod uvedkommende indtrængning af mand og mus Anlægstekniske enhedsprocesser - ZVI-Clay Metoden • Bentonit slurry opblandes og doseres ved soil-mixing teknik til den forurenede jordmatrice I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

12. Opblanding af bentonit slurry 9 m3 tank Interessant! I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

13. Kvalitetskontrol – Bentonit slurry Densitet Viskositet ….. og pH vha. Test Kit I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

14. +30 m.o.t. Mobilisering af rig m.v. Efter afrømning af ca. 1 m fyldjord er vi klar I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

15. Soil Mixing i Skuldelev • Og se filmen på NIRAS stand ……. I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

16. Tilsætning af ZVI til den ”opblødte” jordmatrice I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

17. Soilmixing udført i 3 af de i alt 15 storformatboringer I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

18. Håndtering af overskydende materialer I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

19. Afspærring af soil mixing området Plus presenning …. ! I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

20. Opblanding af ZVI i soil mixing området I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

21. Udviklingen i PCE koncentrationen Uge 1 (2,0-2,5 m u.t.) Uge 9 (2,0-2,5 m u.t.) I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

22. Udviklingen i jordstyrken • Efter 1 uge • Øverste 4-5 m har konsistens som kviksand • Fra 4-5 m u.t. er der truffet modstand i forskellig grad – og intakte vingestyrker svarende til blød moræneler, men lave omrørte vingestyrker • Efter 10 uger • Øverste 3-4 m har fortsat konsistens som kviksand • Fra 3-4 m u.t. er der målte vingestyrker som marint dynd • Fra 5-7 m u.t. stiger de intakte vingestyrker - svarende til blød moræneler, men fortsat lave omrørte vingestyrker. I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

23. Anlægstekniske erfaringer • Teknisk muligt og ”hurtigt” at gennemføre under aktuelle forhold • Behandlet forureningsvolumen ca. 100 m3 pr. dag • Ingen særskilt håndtering af tilstrømmende grundvand • Ca. 25 % overskydende materialer • Skærpede sikkerhedskrav (værnemidler, afspærring m.v.) • Relativt støjende • Geotekniske forhold ændres væsentligt I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

24. Dokumentation inden for det 1.år efter endt soil mixing Oprensningseffekt i behandlet jordmatrice: Chlorerede stoffer (jordprøver) ved i alt 5 moniteringsrunder. Fluxreduktion nedstrøms behandlet jordmatrice: Chlorerede stoffer (vandprøver) i 9 MLS-boringer ved i alt 5 moniteringsrunder. Geotekniske forhold: Hvert halve år indtil konsolidering er uændret. I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

25. Bentonit virker emulgerende på DNAPL bedre kontakt til ZVI Perspektivering Større forureningslokaliteter: • FRI FASE DNAPL pools spredt til større dybde • Forekomst af højtliggende/-ydende grundvand ingen hindring • PCE kan reduceres med en halveringstid på 2-10 måneder • Stor masse- og fluxreduktion og ingen ”gendosering” Videreudvikling af metoden under danske forhold: • Afprøve i mere lerede/stenede formationer • Homogenisering (ZVI fordeling) I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt

26. Soil–mixe eller Party–mixe ? (veldokumenteret metode) Spørgsmålet er nu om vi skal… TAK FORDI I LYTTEDE MED - OG RIGTIG GOD FEST I AFTEN I:\inf\pr-toolbox\overheads\Firmapresentation_nov2005.ppt