Innovatieve techniek voor de injectie van vloeistoffen in de bodem

In situ saneren: recente
evoluties en uitdagingen
voor de toekomst
Hans Baillieul, 17/03/2017
1. Hoge resolutie onderzoek

Dikwijls zijn verontreinigingen afgeperkt door stalen op grote afstand van
elkaar: leidt tot grote (geraamde) te saneren volumes

Maar, bodems zijn heterogeen: verontreiniging beweegt zich maar door
beperkt deel van de bodem (80% vuilvracht – 20% bodem)
Hoge resolutie onderzoek
Vermindering verontreinigd bodemvolume
Focus sanering op kleiner bodemvolume
1. Hoge resolutie onderzoek

Voorbeeld heterogeniteit: boring in
”homogene” zandbodem in Kempen

Verschillende kleilaagjes van enkele
cm ontdekt met ongeroerde boringen

Spelen belangrijke rol in
hydrogeologie en transport/opslag
van verontreiniging
1. Hoge resolutie onderzoek

Enkele hoge resolutie onderzoekstechnieken:
Methode
Doel
Membrane Interface Probe (MIP)
Screening vluchtige verontreiniging over
diepteprofiel
MIP-in (VITO)
Screening vluchtige verontreininging in
combinatie met injectie (tijdens
sanering)
Laser Induced Fluorescence (LIF)
Screening minerale olie verontreiniging
over diepteprofiel
Grondanalyses van boringen van korte
diepte-intervallen (bv elke 0,5 m)
Kwantitatieve inschatting van de
grondverontreiniging
Cone Penetrometer (CPT), Hydraulic
Profiling Tool (HPT), geleidbaarheid (EC)
Bepalen van de bodemeigenschappen
2. Injectietechnologie: optimaliseren
contact injectiestof - verontreiniging
VROEGER: focus op keuze van soort
injectiestof
NU: focus op contact tussen
injectiestof en verontreiniging
Probleem: slecht rendement sanering
door onvoldoende verspreiding
injectiestof
Sterk afhankelijk van geologie: klei leem – zand / heterogeniteit
2. Optimaliseren contact verontreiniging
en injectiestoffen

Evolutie van laag volume injectie naar hoog volume/recirculatie

Slecht doorlatende lagen zijn echter moeilijk te behandelen:


Hoog volume injectie moeilijk te realiseren

Directe injectie is mogelijk maar heeft nadelen (compactie bodem
leidt tot hoge injectiedrukken en grote kans op voorkeursstromen
naar het maaiveld/slechte verspreiding)

Andere saneringstechnieken zijn duur/niet duurzaam:
ontgraving/thermische desorptie
Innovatie Sodecon: SpinTM injectie: verbeterde directe injectietechniek
met betere verspreiding in slecht doorlatende lagen en lagere kans op
kortsluitstromen naar het oppervlak door oa. vermijden compactie
Direct push injection: beperkingen
Soil smearing
Soil compaction
 Hydraulic conductivity (Ksat)↓↓ (factor 10-10.000)
Qinj ≈ Ksat x Pinj
 Pinj ↑↑
Direct push injection: beperkingen
Soil smearing
Soil compaction
 Hydraulic conductivity (Ksat)↓↓
Channel/annulus formation
 Hydraulic conductivity (Ksat) ↑↑
3. Aanpasbare saneringssystemen
Data verzamelen
Verscherpen/bijstellen verontreinigingsbeeld
Aanpassen saneringssystemen
3. Aanpasbare saneringssystemen

Voorbeeld van data verzameld
tijdens sanering

Meet- en loggingssysteem
voor SpinTM injectie:

in kaart brengen van
doorlatendheid van de
bodem in 4 m x 4 m raster

Bepalen van
verspreidingskanalen
verontreiniging

Aanpassen
injectiestrategie
4. Afstemmen op biologische / geochemische
eigenschappen van de bodem

Enkele voorbeelden

Alkalische activatie bij chemische oxidatie met persulfaat: moeilijk bij
hoge buffercapaciteit van de bodem

Keuze techniek afstemmen op geochemische eigenschappen van de
bodem:


oxidatieve technieken bij aerobe bodems

reductieve technieken bij gereduceerde bodems
Injectie grote volumes koolstofbron: risico op biofouling van
injectiesysteem

Preventieve maatregelen voorzien in ontwerp ter vermijden van
biofouling
5. “Opkomende” verontreinigingen

Voorbeelden:

Hormoonverstoorders

Farmaceutische stoffen

1,4-dioxaan

PFAS (Poly- en perfluoroalkylsubstances)
5. “Opkomende” verontreinigingen

PFAS (Poly- en perfluoroalkylsubstances):

Laatste 2 jaar: verhoogde aandacht

Verzamelnaam voor ongeveer 6000 organofluorverbindingen

PFOS bekendste (perfluoroctaansulfonzuur)

POP: zeer stabiel en dus ook zeer slecht afbreekbaar

Wijdverspreid: blusschuim, pizzadozen, teflonpannen, waterdichte
kleding/tapijt, shampoo, voedselverpakkingen

Locaties: raffinaderijen, chemische industrie, trainingszones voor
brandbluswerken, brandweer, stortplaatsen, vlieghavens, rangeerstations,
militaire sites

Wateroplosbaar en mobiel in grondwater: kunnen aanleiding geven tot grote
verontreinigingen

Environmental Quality Standard voor oppervlakte water in Europa zeer laag:
0,65 ng/L
5. “Opkomende” verontreinigingen

PFAS (Poly- en perfluoroalkylsubstances):

Analyse: niet eenvoudig


Analysemethodes in ontwikkeling om totale massa aan PFAS te bepalen
Sanering: moeilijk/duur


Grond:

Verbranden bij hoge temperaturen

Stabilisatie maar geen destructie
Grondwateronttrekking en sorptie op actief kool

Zeer lage sorptie (0,002 – 0,1%)

Actief kool: verbranden bij T >1.100°C
Samenvatting
1. Hoge resolutie onderzoek
2. Injectietechnologie: optimaliseren contact verontreiniging - injectiestof
3. Aanpasbare saneringssystemen
4. Afstemmen op geochemische/biologische eigenschappen van de bodem
5. “Opkomende” verontreinigingen: PFAS
Bedankt!
Achterstraat 35
B-8790 Waregem
e-mail: [email protected]
e-mail: [email protected]
http://www.sodecon.be
tel: ++32 (0) 56 32 08 75
fax: ++32 (0) 56 90 34 11