Concept: Infiltratie voor chemische extractie
Techniekbeschrijving
De extractie van verontreinigingen uit de grond door het spoelen met water kan gestimuleerd worden door aan het geïnfiltreerd water chemicaliën te doseren die de oplosbaarheid van de verontreinigingen vergroten of de chemische omzetting van de verontreinigingen bevorderen.
Door gebruik te maken van zuren, basen of complexvormers kan de oplosbaarheid van zware metalen vergroot worden waardoor via extractie de zware metalen verwijderd kunnen worden.
Het toevoegen van surfactants verlaagt de oppervlaktespanning en verhoogt de mobiliteit van puur product en de oplosbaarheid van veel organische verontreinigingen. Daartoe is een grote hoeveelheid al dan niet biologisch afbreekbare surfactants verkrijgbaar op de markt. Surfactants kunnen ook bijdragen tot een toename van de biologische beschikbaarheid van een verontreiniging en als zodanig een toename van de biologische afbreekbaarheid bewerkstelligen.
Met behulp van drains, deepwells en verticale filters kan water worden geïnfiltreerd in de bodem. De infiltratie kan continue of intermitterend plaatsvinden, afhankelijk van het gewenste effect (chemische omzetting of uitspoeling).
Met behulp van drains, deepwells en verticale filters kan water worden geïnfiltreerd in de bodem. Indien extractie gewenst is dient de techniek gecombineerd te worden met een wateronttrekking, veelal gevolgd door een waterzuivering.
Toepassingsvoorwaarden
Ten gevolge van de trage doorspoeling van de bodem met water dient de doorlatendheid van de bodem 0,5 tot 1 m/dag te bedragen.
Bij de dimensionering moet rekening worden gehouden met de mogelijk sterk adsorptie van surfactants aan de bodem. Daarnaast kunnen surfactants door de opgewekte mobilisatie van fijne delen verstoppingen in de bodem veroorzaken.
Door het stimuleren van de oplosbaarheid met chemicaliën moet aandacht besteed worden aan de effecten van de gedoseerde chemicaliën op het functioneren van de waterzuiveringsinstallatie.
In elk geval moet er zorg voor gedragen worden dat de extractievloeistof met de chemicaliën in het bereik van het wateronttrekkingssysteem wordt geïnfiltreerd, om te verzekeren dat alle geïnjecteerde vloeistof wordt opgevangen.
Het al dan niet slagen van extractie middels infiltratie hangt verder in belangrijke mate af van de volgende factoren:
Geochemische omzettingen (o.a. ijzerneerslag, gasvorming)
Doordat zuurstofloos ijzerrijk water in contact komt met zuurstof kan ijzer neerslaan.
Hydrologische problemen (o.a. heterogeniteit van de bodem)
De doorlatendheid van de bodem in de verticale en horizontale richting is veelal moeilijk in te schatten door gebrek aan informatie omtrent de geohydrologische bodemopbouw.
Fysische problemen (o.a. colloïdale verstoppingen)
Door de inspoeling van fijne deeltjes kan het infiltratiemiddel (en/of omstorting) verstopt raken.
Technologische problemen (o.a. het plaatsen van te weinig onttrekkingsputten).
De infiltratiecapaciteit van bijvoorbeeld een infiltratieput is veelal 50 tot 80% kleiner dan die van het onttrekkingsput.
Resultaten
Er zijn maar weinig praktijkgegevens bekend van de uitvoering van in situ extractiesystemen, omdat deze techniek slechts weinig toegepast wordt.
Infiltratie van water heeft in elk geval het volgende resultaat:
terug dringen van de ongewenste gevolgen van grondwateronttrekkingen
(grondwaterstandsverlagingen, droogte- en zettingsschade, aantrekken verontreinigingen);
versnelde doorspoeling van de bodem
Kosten
Er zijn data bekend van de full scale kosten van chemische extractietechnieken. De kosten voor het aanleggen van infiltratiemiddelen zijn in te schatten. De overige kosten zullen voor het grootste deel worden bepaald door de kosten voor de chemicaliën, die sterk afhankelijk zijn van het type en het voorkomen van de verontreiniging. Terugwinning van additieven kan van groot belang zijn voor een reductie in de kosten.
Milieurendement
Door de infiltratie van chemicaliën zal de chemische toestand van de grond wijzigen. Het kan niet worden uitgesloten dat daarbij chemicaliën in de bodem achterblijven (bijvoorbeeld surfactants). Het zal veelal noodzakelijk na de sanering zijn de oorspronkelijke toestand te herstellen. Intensief gebruik van chemicaliën kan daarbij noodzakelijk zijn.
De infiltratiemiddelen worden na gebruik in het algemeen weer verwijderd. Drains en diepe deepwells (opgevuld) kunnen ook in de bodem achterblijven.
Er dienen passende veiligheidsmaatregelen te worden getroffen in verband met het werken met de vaak sterk reactieve chemicaliën.
Energieverbruik 0
Reststoffen -
Ruimtegebruik 0
Geluidshinder +
Geurhinder +
Ontwikkelingsstadium
Categorie 2
Met betrekking tot zware metalen is er voldoende ervaring voorhanden om de techniek toe te passen. De ontwikkeling van de toepassing van detergenten verkeert nog in het ontwikkelingsstadium (pilot scale).
Referenties
Urlings L., et all. In situ Cadmium Removal, NATO/CCMS Demonstration Of Remedial Action Technologies for Contaminated Land and Groundwater, Vol 2, Part 2, EPA/600/R-93/012c, pp. 1136-1156, NL.
VEGAS (Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung), Universitat Stuttgart, Du.
Handboek Bodemsaneringstechnieken, RIVM 1995,NL.