Principe
Mogelijke technieken voor uitvoering:
- Onttrekken van lucht via verticale filters
- Onttrekken van lucht via horizontale filters
- Discontinue (alle filters tegelijk of individueel per filter aan/uit)
- Onttrekken via PLC sturing zuiveren van onttrokken bodemlucht
- Onttrekken van grondwater t.b.v. vergroten onverzadigde zone (optioneel)
- Zuiveren van onttrokken grondwater (optioneel)
- Aanbrengen van een bovenafdichting (folie of verharding) (optioneel indien niet verhard)
Schema Bodemluchtextractie
Bij de toepassing van bodemluchtextractie worden vluchtige verbindingen uit de bodem verwijderd door het afzuigen van de bodemlucht. Door verlaging van de concentraties in de bodemlucht zal een evenwicht tussen de bodem (of NAPL-fase) en de gasfase zich steeds opnieuw instellen, waardoor ook de concentraties in de bodem verlaagd worden. Door het steeds verversen van de bodemlucht kan op een dergelijke manier zowel de grond als het (bovenste) grondwater gereinigd worden. De afgezogen lucht wordt bovengronds gereinigd. De bodemlucht wordt onttrokken via horizontale of vertikale onttrekkingsfilters die in de onverzadigde zone zijn aangebracht.
De techniek wordt vaak toegepast in combinatie met grondwateronttrekking om het invloedsgebied van de techniek te vergroten. Naast het vergroten van het werkgebied wordt grondwateronttrekking toegepast om het ongecontroleerd ontwijken van de verontreiniging via het grondwater te voorkomen.
De afgezogen bodemlucht kan worden gereinigd door middel van een actief koolfilter, een biofilter of een oxidator (thermische of katalytische verbranding). De keuze van de toe te passen reinigingstechniek is afhankelijk van het type verontreiniging en de vuilvracht in de afgasstroom. Bij een oliecomponentenverontreiniging met concentraties van meer dan 5 g/m³ en een verontreinigingsvracht van meer dan 500 à 1000 kilogram kan een katalytische oxidator voordeliger uitvallen dan een actief koolfilter. Bij gehalogeneerde koolwaterstoffen wordt onder deze omstandigheden vaak gebruik gemaakt van een regeneratief actief koolfilter. In de andere gevallen kan volstaan worden met een gewoon luchtzijdig actief koolfilter. Eventueel opgepompt grondwater wordt (eventueel na reiniging) geloosd op oppervlaktewater of riool, of gereïnfiltreerd in de bodem.
Er bestaat tevens een passieve variant van bodemluchtextractie, waarbij geen ventilatoren worden gebruikt, maar gebruik wordt gemaakt van natuurlijke luchtdrukverschillen (‘tocht’) om luchtstromen te creëren in de verontreinigde bodemzone. De luchtstroom beladen met vluchtige componenten wordt gezuiverd via aktief kool.
Toepassingsgebied en toepassingsvoorwaarden
Daar het basisprincipe van bodemluchtextractie het tot stand brengen van luchtstroming in de bodem is, is de doorlatendheid van de bodem één van de belangrijkste parameters. Daarbij zal de homogeniteit en permeabileit van de bodem alsook de vluchtigheid van de verontreiniging kritisch zijn voor het al dan niet haalbaar zijn van bodemluchtextractie. Ervaring in Vlaanderen leert dat bodemluchtextractie goed toepasbaar is bij doorlatendheden (hydraulische conductiviteit) groter dan 10-3 m/s, maar er zijn ook een aantal gevallen waarbij het toepasbaar was bij lagere doorlatendheden (10-3 – 10-7 m/s).
Bodemluchtextractie is in principe alleen toepasbaar voor vluchtige verbindingen of biologisch afbreekbare verbindingen in de onverzadigde zone. Eventueel kan de verzadigde zone vergroot worden door verlaging van de grondwaterspiegel. De grens waarbij nog efficiënt verontreinigende stoffen via bodemlucht kunnen worden afgezogen, ligt bij een dampspanning van ongeveer 100 Pa (o.a. mono-cyclische aromaten en chloorethenen).
Uit een studie van de OVAM (OVAM 2002b) blijkt dat bodemluchtextractie volgens Vlaamse aannemers van saneringswerken goed toepasbaar is in zandige tot lemige bodems. De techniek is niet geschikt voor zwaardere leem tot kleibodems.
Daarnaast kan de toevoeging van zuurstof, als gevolg van de verversing, leiden tot de afbraak van verontreingende stoffen (=bioventing). Een voordeel van bioventing ten opzichte van bodemluchtextractie is dat niet méér lucht onttrokken of ververst hoeft te worden dan voor de afbraak nodig is. Dit is over het algemeen beduidend minder dan het benodigde debiet voor bodemluchtextractie.
Kosten
De kosten voor bodemluchtextractie worden met name bepaald door de concentraties in de onttrokken lucht en de daaraan gerelateerde luchtzuivering. Voor de ‘actieve’ variant komen daarbij de kosten voor de ventilator en het energieverbruik.
Ten aanzien van de aanleg van horizontale onttrekkingsdrains kunnen dezelfde kosten worden aanghouden als bij grondwateronttrekking.
Tabel: Kosten bodemluchtextractie zonder luchtbehandeling, exclusief leidingen
|
Specificatie |
Kosten |
|
Exploitatiekosten basisuitvoering: max 500m³ per uur en 200 millibar onderdruk |
€ 750 – 1500 per maand |
|
Filters |
€ 50 – 100 per meter |
|
Drains |
€ 15 -200 per meter |
Milieubelasting en te nemen maatregelen
Emissies kunnen vrijwel geheel vermeden worden doordat de onttrokken lucht over een zuivering geleid kan worden. Voor de reiniging van de onttrokken lucht zijn de volgende systemen beschikbaar:
- actief koolfilter (al dan niet regenereerbaar)
- biofilter
- katalytische oxidator
De keuze van de toe te passen reinigingstechniek is afhankelijk van de verontreinigingsgraad en het type verontreiniging in de lucht. Een biofilter bvb. is geschikt voor verontreinigingen zoals aromaten en benzine, in lagere concentraties.
Emissies naar de lucht via de luchtzuivering treden alleen op bij falen van de gaszuivering (b.v. doorslag van het filter). Door goede bedrijfsvoering kan dit echter eenvoudig vermeden worden.
Gemiddeld komt er bij sanering middels bodemluchtextractie 50 tot 250 m³/uur vrij. Concentraties van verontreinigende stoffen in de onttrokken lucht variëren van 100 tot 30.000 mg/m³.
Bij bodemluchtextractie kan verontreinigd water vrijkomen in de vorm van condenswater of onttrokken grondwater ten behoeve van een grondwaterstandsverlaging. Afhankelijk van de lozingsnormen zal het vrijkomende grondwater moeten worden gezuiverd. Met behulp van bestaande zuiveringstechnieken zijn lage concentraties haalbaar. Na afsluiting blijken de concentraties in het grondwater met name in minder homogene en matig tot slecht doorlatende bodems vaak opnieuw te stijgen (rebound). Derhalve dient enkele maanden na stilzetting van de saneringsactiviteiten het grondwater nogmaals bemonsterd te worden alvorens een sanering wordt afgesloten.
Wanneer actief kool wordt gebruikt bij afgasreiniging kan dit als een afvalstroom vrijkomen. Bij hoge concentraties verontreinigende stof in de bodemlucht kan worden besloten de actieve kool te regenereren, waardoor de afvalstroom wordt verkleind.
Overlast zal met name bestaan uit geluid. In het algemeen worden de afzuigunits in een container geplaatst. Deze container kan geluidsdicht worden gemaakt, waardoor er geen overlast zal ontstaan.
Voor bodemluchtextractie is met name het energieverbruik, en daaraan gerelateerd de luchtzuivering, bepalend voor de milieubelasting. Dit energieverbruik hangt samen met het debiet van de afgezogen lucht. Daarnaast speelt de gekozen luchtreinigingstechniek een belangrijke rol voor het energieverbruik, de hoeveelheid geproduceerd afval en het ruimtebeslag.
Bij bioventing geldt, zoals als bij natte reiniging, dat stimulering van de biologische processen relatief gunstig is in het kader van milieuverdiensten. Het eventuele energieverbruik van de stimulering van biologische processen dient natuurlijk wel verrekend te worden.
Bron
Goovaerts L., et al., ‘BBT-studie voor bodemsaneringsprojecten en grondreinigingscentra’, VITO, juni 2007