BARRIÄRTEKNIK SOM MILJÖ- OCH KOSTNADSEFFEKTIVT SANERINGSALTERNATIV VID FÖRORENADE OMRÅDEN

Transkript

1 BARRIÄRTEKNIK SOM MILJÖ- OCH KOSTNADSEFFEKTIVT SANERINGSALTERNATIV VID FÖRORENADE OMRÅDEN RESULTAT OCH ERFARENHETER FRÅN PÅGÅENDE TUFFO FINANSIERAT PILOTFÖRSÖK Mats Tysklind 1, Peter Haglund 1, Lars Lövgren 1, Niklas Törneman 2, Samuel Bergqist 2, Jeffery Lewis 3, Ulf Wiklund 3, Lars Strömberg 4 och Anders Lindström 5 1 Umeå universitet, 2 SWECO, 3 Tyréns AB, 4 Holmen AB, 5 Graal Miljökonsult RENARE MARK S VÅRMÖTE, ARLANDA, MARS, 2019

2 Utgångspunkt FoU-projektet Generellt stort behov att utveckla strategier för åtgärdslösningar för områden med aktiv industri Komplexa industriområden Pågående drift många verksamheter Utvecklingsområden Omfattande miljöundersökningar och infrastruktur för mätningar -> Områden med behov av ökad processförståelse som underlag för alternativa åtgärder processer och system som också har stort forskningsintresse Domsjö industriområde Domsjö Industriområde, 92 hektar industriområde 2 km söder om Örnsköldsvik som har och har haft under de senaste 100 åren många olika industriaktiviteter - tex massa- & pappers-industri, kloralkali, kemisk industri (tex bekämpningsmedel), kloratfabrik, energi produktion, mm. Idag Biorefinery

3 Alternativ miljöteknik för förorenad mark med pågående verksamhet ett FoU-projekt med fokus på Domsjö industriområde i Örnsköldsvik Fas I och Fas II Samarbetsprojekt: Umeå universitet (MCN), Sweco, Tyréns, MoRe Research, University of Miskolc, Graal Miljökonsult, Domsjö Fabriker, och Holmen AB Totalt: ca 2 x 4 Mkr, 2 x 2 post docs och (Kempestiftelserna & ingående parter)

4 FoU projekt Domsjö Fas I Förståelse processer... Batch- och kolonnlakning av metaller & organiska ämnen (Umeå universitet & MoRe (uppskaln.)) Bred kemisk karakterisering (Umeå universitet) Geohydrologisk modellering och masstransport (Tyréns & University of Miskolc) C3 C6 Slutsats: flödet av DOC avgörande faktor för föroreningstransport (Presenterades vid Renare Mark s vårmöte, Sundsvall, 2011)

5 FoU projekt Domsjö Fas II Fördjupade studier av DOC sammansättning och mobilitet Studier av metaller & organiska ämnens adsorptions till potentiella barriärmaterial (specialstudier Hg) Fördjupad platsundersökningar DOC i grundvatten och variationer över tid Havsvatten påverkan (gv-rör vs. Havsyta, klorid) Förfinad geohydrologisk modellering och masstransport Slugtester Gv-variation över tid

6 På vilka fraktioner av NOM sitter olika metaller? Ex. Grundvatten olika delområden Utvärdering olika materials förmåga att adsorbera NOM

7 Molekylviktsfördelning (MWD) för naturligt organiskt material (NOM) inom Domsjö-området

8 Slutsatser från testning potentiella barriärmaterial Fe, Cr, Sn, Ba, Hg and Pb - DOM högre molekylvikt (DOM ca. 100 kda) Cu, Co och Ni - bredare intervall av DOM mest förekommande på högre molekylvikt Zn, Cd, As och V - DOM-fraction med lägre molekylvikt Hg högsta avskiljning torrifierat material (kol), GAC och ZVI. Havsvatten (6.3 ) ökade inte utlakningen av Hg Bioaska uppvisade goda egenskaper att avlägsna metaller från grundvatten Bioaska och GAC god förmåga att avlägsna DOM Slutsats: kombinerad sorptions- och filterbarriär skulle kunna vara ett möjligt EBH-alternativ

9 TUFFO - Teknikutveckling och forskning inom förorenade områden års Tuffo-utlysning är inriktad mot nya tekniker och metoder, men även mot innovativa sätt att nyttja befintliga lösningar eller kombinationer av lösningar som kan medverka till hållbara åtgärder, ökad saneringstakt och/eller minskad andel schakt/muddring- och deponilösningar. Pilotförsök av barriärteknik som miljöoch kostnadseffektivt efterbehandlingsalternativ vid förorenade områden Idéskiss inlämnades SGI September 2016, Full ansökan Februari 2017, Beslut i Augusti 2017

10 Pilotförsök av barriärteknik som miljö- och kostnadseffektivt efterbehandlingsalternativ vid förorenade områden TUFFO Uppskalning i pilotskala i fält (Domsjö) Filtermaterial och konstruktion Pilotförsök under 21 mån med regelbunden mätning Total projekttid 36 månader Budget 5,930 kkr, varav TUFFO 2,500 kkr

11 PROJEKTET GENOMFÖRANDE OCH TIDSPLAN

12 Studiedesign - Pilotförsök Område 1. Hög DOC, hög Fe Område 2. Låg DOC, låg Fe Förfilter Förfilter Bio-flyash Bio-flyash Part. filter Part. filter GAC GAC Bio-flyash Bio-flyash Part. filter Part. filter GAC GAC Utfilter Utfilter Flödesmätning Flödesmätning Diabas 0-4 mm med 40% aktivt kol (GAC) Diabas 0-16 mm med 20% bioaska Diabas 0-4 mm Ordningsföljden slumpvis vid installation på platserna

13 Toppen på konstruktionen svetsas efter att materialet packats upp GV-rör i järn för provuttag 60,3 mm utv dim 51,3 mm inv Brunn för tillförsel av filtermaterial och provuttag. Utv dim 250 mm 150 mm Tät barriär för att förhindra genväg för vattnet pga lägre kompaktion och luftfickor. Tät barriär för att förhindra genväg för vattnet pga lägre kompaktion och luftfickor. GV-rör i järn för provuttag 60,3 mm utv dim 51,3 mm inv 150 mm 0,5 m Sedd från sidan 0,5 m 1,0 m 0,4 m 0,5 m 0,5 m 0,35 m 0,35 m 0,25 m 0,8 m Stjärnplåtar Galler/Nät för att hålla materialet på plats Fördike med dränerande material typ 8/16 Dräneringsslang 0,5 m 2 m 0,5 m Grövre material för att hålla filtermaterialet på plats Brunn för pumpning och grundvattenuttag Sedd från ovan 0,8 m

14 Pilot Område C3 C3IN1 Stenmjöl 0-4 C3UT1 C3DIN1 C3IN2 Flygaska + 20% 0-16 C3UT2 C3DUT1 0,3m C3IN3 Kol + 40% 0-4 C3UT3 Inloppssida Utloppssida C3IN4 Stenmjöl 0-4 C3UT4 C3DIN2 C3IN5 Flygaska + 20% 0-16 C3UT5 C3DUT2 C3IN6 Kol + 40% 0-4 C3UT6

15 Pilot Område C6 C6IN1 Kol + 40% 0-4 C6UT1 C6DIN1 C6IN2 Flygaska + 20% 0-16 C6UT2 C6DUT1 0,3m C6IN3 Stenmjöl 0-4 C6UT3 Inloppssida Utloppssida C6IN4 Kol + 40% 0-4 C6UT4 C6DIN2 C6IN5 Flygaska + 20% 0-16 C6UT5 C6DUT2 C6IN6 Stenmjöl 0-4 C6UT6

16 Konstruktion och montering Installation område C3 & C6 Foto: Sweco

17 2018 DOC medel 72 (44-102) Fe medel: 34 (3-74 Område C3 DOC medel 117 (54-195) Fe medel: 166 (81-273) DOC Fe Enhet: mg/l

18 Hg Kol Bioaska Stenmjöl 61% 62% 42% As Kol Bioaska Stenmjöl 24% 36% 38%

19 Organiska ämnen bred analys med 2D-GC-MS Område C3: cells 4-6 Ut: Stenmjöl Polarity In Ut: Bioaska Size Ut: Kol (GAC)

20 Bestämning av PAHer vid 2D kromatografi RESULTS GCxGC-MS DibenzoAnthracene BeP BaP Cyclopenta[cd]pyrene Pyrene BaA Fluoranthene Benzofluorene Cyclopenta[def]phen. Acenapthylene Acenapthene Fluorene benzofluoranthene PAHs with LRI

21 Område C3: Avskiljning PAHer (Okt., 2018) 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% Out 6 (carbon) Out 5 (fly ash) Out 4 (gravel) Out 3 (carbon) Out 2 (fly ash) Out 1 (gravel) Naphthalene Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene 5-ring PAH, eg B(a)P

22 PROJEKTET Idag GENOMFÖRANDE OCH TIDSPLAN Seminariedag planeras för intresserade

23 I samarbete med: (medfinansiering) 23,4 MSEK Finansierat av EU Strukturfonder, Övre Norrland Tillväxtverket Insatsområde 1, Stärka forskningen, teknisk utveckling och innovation, investeringsprioritering 1b Fyra samverkansparter:

24 Nio start projekt Start project/ TRL Adsorbents from biobased wastes for water applications Active treatment of complex waters by advanced chemical oxidation Passiv treatment of ground water by active barriers New treatment technologies for contaminated soil Cost-effective climate neutral treatment of sludge Effective utilization of sludges from pulp- and paper industries recovery P and reduction of ash related problems x x x x x x Sustainable treatment of Arsenic containing materials x Recycled materials (ash, sludges etc) in barrier constructions (cover) x Improved treatment metods for steel mill residual wastes x

25 Tack! Tack till kollegor Umeå universitet, samarbetsparter och TUFFO! Foto: Sweco