Behandling av As-förorenad jord med nya metoder vid Ragn Sells AB

Transkript

1 Behandling av As-förorenad jord med nya metoder vid Ragn Sells AB Igor Travar, Anders Kihl, Jurate Kumpiene, Anders Lagerkvist Ragn Sells AB och Luleå Tekniska Universitet

2 Jord uppfyller inte kraven för deponering Till deponi Behandlingsprocess Jord kontaminerad med As och PAH. Gränsvärde för As i jorden är 10 mg/kgts. Gräv upp jorden, ersätt med ren jord Vad händer med kontaminerad jord? Jord uppfyller kraven för deponering Deponering Vad händer i deponi över tiden? Kommer As transporteras till lakvattnet? Behandling av förorenade massor Stabilisering/Solidifiering Tillsatser: Fe(0), flygaska (apatite) Jord tvätt

3 Vilka behandlingsmetoder finns idag? Immobilization of metals Extraction of metals Ex situ In situ Ex situ In situ Stabilization/ Solidification Chemical Red/Ox Stabilization/ Solidification Chemical Red/Ox Phytostabilization Biolog. Stabilization Soil washing Physical separation Chemical extraction Biological extraction Thermal treatments Electrokinetics Electrokinetics Phytoextraction Soil flushing Landfilling In situ containment (capping and barriers) Landfilling or backfill

4 Vad är problem med befintliga S/S metoder? Kontaminerad jord deponeras Är behandlad jord stabil i deponimiljö? Behandling av jord med Fe föreningar eller cement Fe är inte stabil i deponin Cement tar upp deponins volym

5 Vad är flygaska? Denitrifikation av rökgas med urea Behandling av rökgas med släckt kalk Source Botten aska Flygaska reagerad/oreagerad kalk APC residue

6 S/S av As-förorenad jord med flygaskor Hur kan man stabilisera As-förorenad jord med flygaskor? Vilka askor är lämpliga till stabilisering av As-förorenad jord? Stabilisering av As på kort och lång sikt Hur de stabiliserade massorna påverkar deponimiljön bl.a. lakvattenkvalitet? Hur deponimiljön påverkar utlakning av As från de deponerade massorna?

7 Material i försöket Förorenad jord kommer från Lessebo sågverk Lessebo Sand (LS) Lessebo Brun (LB) Askor Flygaska från förbränning av hushållsavfall (MSWAPC) Flygaska från förbränning av biobränsle (BAPC) Flygaska från förbränning av kol och olivkärnor (CAPC)

8 Material i försöket Karakterisering av jord och flygaskor Blandningar - 50% jord + 50% flygaska - 70% jord + 30 % flygaska

9 Metod i försöket Lakningstest skaktest vid L/S 10 (SS-EN ) Härdningsförsök med enaxligt trycktest Diffusion test (NEN 7345) Tillgänglighetstest (utlakning vid ph = 7 och ph = 4) (modifierad NT ENVIR 003) Geokemisk modellering med VisualMinteq och Leach XS

10 Härdningsförsök med en axel tryck test Packning av proverna packningsenergi uppkattades till 246 kj/m3

11 Packning av proverna a b c

12 Packning av proverna 28 dagar i en fuktigt miljö

13 Härdningsförsök med en axel tryck test Mätning av tryckhållsfasthet

14 Utlakning av As från de stabiliserade massorna under deponimiljö? Stabiliserade material utvecklar monolitisk struktur i deponin Variation av temperatur och redoxpotential i diffusionstest Temperatur 20 C och 60 C Redox potential Flaskor fyllda med gas (50% CH4 + 50%CO2) Flaskorna fyllda med luft

15 Diffusion test (NEN 7345)

16 Hur förnedras utlakning av As vid olika ph? Initialt ph hos askor och blandningar är runt 13 Tillgänglighetstest vid ph=7 och ph=4 Titrering med 1M salpetersyra (HNO3)

17 Jord var kontaminerad med As, Cr and Cu. Comp. MSWAPC CAPC BAPC LT LO Major const., g kg-1 CaO 329 ± ± ± ± ± 0.08 Minor const., mg kg -1 As 68 ± 7 28 ± ± ± ± 709 Cr 204 ± ± ± ± ± 395 Cu 562 ± ± ± ± ± 154 Pb 1495 ± ± ± ± ± 7.7 Zn 8445 ± ± ± ± ± 392

18 Jord, APCR och jord/apcr grupperades enligt lakvattenkvalitet

19 Lakvatten visade hög ph

20 As immobiliserades i APCR/soil Immobilisering av As mellan 39% and 93% Calcium arsenate (Ca 3 (AsO 4 ) 2 :4H 2 O) and ettringite (Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 (OH) 12 26H 2 O)

21 Immobilisering av Pb från APCR Immobilisering av Pb mellan 60 och 99% I jämförelse med APCR

22 Negativ effekt mobilisering av DOC, Cu and Cr Koncentrationer av Cu and Cr var 5-30 ggr (Cu) and ggr (Cr) lägre än gränsvärdena för deponering av farligt avfvall

23 APCR improved geotechnical stability of soils 345 UCS utvecklades i APCR över tiden Mer APCR i APCR/jord högre UCS UCS försämras med högre halter av organiskt material i jord

24 Vad kan RS erbjuda? Problemlösning - från utgrävning till återanvändning/deponering Karakterisering av kontaminerade jord Beslut om behandlingsmetod Behandling av kontaminerade jord med S/S eller jordtvätt Utveckling av S/S-recept för enskilda jordar Deponering