Overzicht insitu bodemsaneringstechnieken HMVT

5/8/2018 Overzicht insitu bodemsaneringstechnieken HMVT - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/overzicht-insitu-bodemsaneringstechnieken-hmvt-559ac0fbd36b4 1/24

Hannover Milieu- en Veiligheidstechniek B.V.

OverzichtHMVT INNOVATIEF & DOELMATIG

Twintig jaar ervaring in bodem-,water- en luchtzuivering



2



Inhoudsopgave

Wie zijn wij? 5

Fysische saneringen 7

Biologische saneringen 11

Chemische saneringen 15

Testruimte 19

Zuiveringsinstallaties 21

Meer weten? 23

3



4

‘Waar traditionele methoden niet toereikend of teduur zijn, pakt HMVT bodemproblemen aan met

specialistische in-situ technieken’



Wie zijn wij?

In-situ techniekenEen in-situ sanering verwijdert bodem- en restverontreinigingen

ter plekke. De voordelen? Diepe verontreinigingen en grote

pluimgebieden zijn beter bereikbaar en sloop van gebouwen is niet

nodig. Een sanering staat nieuwbouw of de aanleg van infrastructuurniet meer in de weg. Afhankelijk van de vervuiling en de grootte

daarvan, zetten we diverse in-situ technieken in.

Waarom HMVT?U zoekt een ervaren saneerder die bodemproblemen efciënt en

slim oplost. Een bedrijf dat iedere bodemverontreiniging op maat

aanpakt en hierbij ‘state of the art’ saneringstechnieken gebruikt.

Overheden, industrieën, projectontwikkelaars en grootsaneerders

kennen onze kracht. Sinds 1988 is HMVT betrokken geweest bij

honderden projecten in binnen- en buitenland. Variërend van

bodemonderzoek tot pilotprojecten, van complexe saneringen

tot nazorgtrajecten. Klein én groot. Vrijwel elke methode isdoor ons toegepast en wij hebben ervaring met vrijwel elke

verontreinigingsituatie. Niet alleen voeren wij projecten uit, wij

adviseren en ontwerpen ook.

Ons bedrijfBij HMVT werken ervaren milieukundigen en technici. Gemiddeld

zijn onze medewerkers tien jaar werkzaam in het vakgebied.

Kwaliteit en veiligheid staan centraal in onze bedrijfsvoering. Wij

werken in teams, samengesteld op basis van kennis en ervaring.

Afdelingen of andere grenzen tussen medewerkers kennen wij niet.

Zo worden praktijkervaringen doelbewust uitgewisseld en onze

mensen intern opgeleid in ons specialistische vakgebied.

Hoe gaan wij te werk?Saneren is altijd maatwerk. Daarnaast vinden wij dat de

(maatschappelijke) kosten van een bodemsanering niet te hoog

mogen zijn. We streven daarom naar haalbare saneringsdoelen en

maken zo efciënt mogelijk gebruik van middelen en energie.

Op elk project zetten we een specialistisch team. Dit team stelt per

bodemverontreiniging een plan van aanpak op en ontwerpt, bouwt

en onderhoudt de saneringsinstallaties die nodig zijn.

SaneringstechniekenHMVT is een ‘all-round’ (in-situ) bodemsaneerder die gebruikmaakt

van de volgende behandelingsmethoden:• extractieve verwijdering van verontreinigingen

• biologische afbraaksaneringen

• chemische saneringsmethoden

• monitoring stabiliteit of afbraakprocessen (monitoring op

natuurlijke afbraak/stabiliteit is een passieve saneringstechniek

dat geen actieve/fysieke sanering behoeft. Deze

saneringsmethode wordt niet verder uitgewerkt in dit document)

Binnen onze saneringsoplossingen combineren wij waar nodig diverse

saneringstechnieken voor een optimaal resultaat. Tevens zoekt ons

R&D-onderzoeksteam continu naar innovaties om verontreinigingen

nog efciënter aan te pakken. We werken samen met studenten,

onderzoeksinstellingen en adviesbureaus.

Naast bodemsanering heeft HMVT in de afgelopen 20 jaar binnen zijn

projecten ook ruime ervaring opgedaan met vele vormen van lucht-

en (afval)waterzuivering, zowel binnen als buiten de saneringsmarkt.

Hierdoor beschikt HMVT niet alleen over de noodzakelijke kennis

om een lucht-/(afval)waterbehandelingssysteem te ontwerpen,

maar beschikt het ook over een zeer ruim assortiment aanmeetinstrumenten en zuiveringsinstallaties.

In onderstaande pagina’s wordt een verdere uitleg gegeven van de

verschillende saneringstechnieken en overige te leveren diensten

van HMVT.

Een dieseldrijaag onder een voormalig industrieterrein, vervuild grondwater of een binnenstedelijkeverontreiniging met koolwaterstof. Bij complexe verontreinigingen wilt u de risico’s voor mens en milieu zo klein

mogelijk houden. Tegelijkertijd wilt u dat ruimtelijke ontwikkelingen door kunnen gaan. Dit vraagt om adequate

antwoorden. Waar traditionele methoden niet toereikend of te duur zijn, pakt HMVT bodemproblemen aan met

specialistische in-situ technieken. Dit doen we al sinds 1988. Efciënt, slim en kostenbesparend.

HMVT Innovatief en doelmatig in-situ saneren

5



6

‘De verontreiniging wordt

middels verschillende technieken

bovengronds behandeld’



Fysische saneringen

Onder fysische saneringstechnieken verstaan wij technieken

waarmee meestal verontreiniging uit de bodem wordt

gemobiliseerd en bovengronds behandeld wordt. We passen de

volgende fysische technieken toe:

1. bodemluchtafzuiging (bioventing);

2. diverse soorten van grondwateronttrekking:

- Vacuümbemalingen

- Zwaartekrachtbemalingen

- Deepwell bemalingen

- Herinltratie

3. Meer Fasen Extractie (MFE)

1. BodemluchtafzuigingBodemluchtafzuiging (BLE) is een techniek waarbij met behulp van

verticale onttrekkingslters of horizontale drains bodemlucht aan

de onverzadigde zone wordt onttrokken. Het doel kan zowel het

uitdampen van vluchtige verontreinigingen zijn en het stimuleren

van biologische afbraak door het inbrengen van extra zuurstof in

de bodem via de aangezogen lucht (bioventing) (EPA, 1995).

Vaak worden bij deze techniek nutriënten geïnjecteerd om de

biologie een handje te helpen. In guur 2 ziet u een weergave

van deze techniek.

Toepasbaarheid

De doorlatendheid van de bodem bepaalt grotendeels de

toepasbaarheid van bodemluchtafzuiging. Bodemluchtafzuiging kan

worden toegepast in van nature onverzadigde, matig doorlatende

bodems, jn zand en lemige bodems. Met betrekking tot de

verontreiniging is deze techniek toepasbaar voor de verwijdering

van vluchtige verbindingen met een Henri-coëfciënt groter dan

0,01 of een dampspanning groter dan circa 0,7 mbar.

De praktijk

1. Nijlen Belgium (turnover 130,000 euro): Combinatie van pers

luchtinjectie, bodemluchtextractie en grondwateronttrekking.

Sanering resulteerde in een afname van een aanwezige cocktail

(styreen, cresol, ftalaten, cumeen en btex) aan verontreinigingen

tot onder de terugsaneerwaarde.

2. Mechelen Belgium (turnover 95,000 euro): Combinatie van

persluchtinjectie, bodemluchtextractie en grondwateronttrekking.

Sanering van MTBE, vluchtige aromaten en minerale olie tot onderde terugsaneerwaarde die opgelegd is door de overheid.

Figure 1: bioventing system

Figuur 2: BLE installatie hoogvacuum systeem

7



3. Meerfasen extractieEen derde manier van grondwateronttrekking is meerfasen

extractie. Hierbij wordt op het grensvlak met de

grondwaterstand een mengsel van lucht, water en/of

(olie)product (drijaag) ontrokken. Zie guur 4 voor een

schematische weergave van MFE. Bij MFE is het van groot

belang dat de water- en luchtzuiveringsinstallatie goed

gedimensioneerd worden. Door een oliekarakterisatie uit tevoeren, is het mogelijk om van te voren te bepalen in welke

fase (lucht of water) de olie-componenten het meest effectief

onttrokken en gezuiverd kunnen worden. Tevens is het vaak

van belang om aanvullende veiligheids-maatregelen te treffen

vanwege de hoge verontreinigingconcentraties (e.g. LEL

meter).

2. GrondwateronttrekkingOnttrekking van grondwater is een prima techniek voor

de extractie van verontreinigd grondwater (zie guur 3).

Daarnaast wordt het ingezet als hulpmiddel bij biologische

of chemische saneringen. Wanneer er nutriënten of

oxidanten in de bodem zijn geïnjecteerd (herinltratie)

helpt grondwateronttrekking om deze door het bodempakket

te verspreiden. Grondwater kan onder meer onttrokken

worden door zwaartekrachtbemaling, vacuümbemaling en/of

deepwell bemaling.

Toepasbaarheid

Vaak is een bodem opgebouwd uit lagen met verschillende

doorlatendheid. De mate waarin de doorlatendheid van

deze lagen verschilt en de dikte van deze lagen bepalen de

heterogeniteit van een bodem. Een grote heterogeniteit is

negatief voor de effectiviteit van het transport door stroming.

De stroming van lucht of grondwater vindt vaak plaats

in de betere doorlatende lagen, terwijl er nauwelijks

stroming optreedt in de slechter doorlatende lagen. Er zijn

verschillende manieren van stoftransport door de bodem.

Een overzicht hiervan is weergegeven in guur 6. Binnen

de bodemsanering komen wij vaak situaties tegen waarbij

de verontreiniging zich adsorbeert in de bodemmatrix (o.a.

kleimineralen organische stoffen). Hierdoor heerst er een

bepaald evenwicht tussen verontreiniging die opgelost is inhet grondwater en verontreiniging die geadsorbeerd is in de

bodemmatrix.

Figure 3: Gravitational pumping

Figure 4: Multiple phase extraction

Figuur 5: Impressiefoto opstelplaats + saneringsinstallatie bij grote olieopslaghaven

8



Dit wordt uitgedrukt in de distributiecoëfciënt Kd. Bij devrachtberekening is het belangrijk om beide mee te nemen. Omdat

waterlichamen doorgaans in beweging zijn, zijn er twee processen

die plaatsvinden namelijk: adsorptie waarbij verontreiniging

overgaat van de waterfase naar de geadsorbeerde fase (vaak aan

de front); en retardatie waarbij verontreiniging overgaat van de

geadsorbeerde fase naar de waterfase. Dit laatste verschijnsel

zorgt ervoor dat een concentratiefront zich trager voortbeweegt

dan het water zelf. Dit wordt ook wel aangeduid als nalevering.

Referentie HMVT1. Antwerp Belgium (Turnover >2,000,000 euro): Drijaagsanering

op grote schaal met meer dan 600 saneringslters. Drijaag van

ruim 1,500 m3 is verwijderd.

2. Antwerp Belgium (Turnover 280,000 euro): Combinatie van

drijaagsanering, grondwateronttrekking, persluchtinjectie en

bodemluchtextractie. Drijaag volledig weggenomen.

3. Dendermonde Belgium (Turnover 92.000 euro). Verwijderen van

drijaag met Meer-Fasen-Extractie. Drijaag compleet weggehaald

waardoor saneringsdoelstelling is behaald.

Figure 6: Different forms of substance transport

9



10

‘De stimulatie van de biologische afbraak looptvia optimaliseren van de omstandigheden

waarin de afbraak optreedt’



Biologische saneringen

HMVT heeft technieken in huis om zowel anaerobe als

aerobe afbraak te stimuleren. Ontwerp en monitoring van de

afbraakprocessen maakt deel uit van onze werkzaamheden. In

sommige gevallen is de afbraak van nature zodanig dat alleen

monitoring van het afbraakproces voldoende is.

De volgende methoden worden door ons toegepast:

1. Aerobe afbraak: injectie zuurstof donor

2. Anaerobe afbraak: injectie koolstofbron

Of een verontreiniging aeroob of anaeroob afbreekbaar is, kan door

onze experts worden uitgezocht. In grootschalige pluimgebieden of

als biologische scherm bieden biologische technieken een betaalbaar

alternatief.

1. Aerobe afbraakGestimuleerde aerobe afbraak vindt plaats door het inbrengen van

zuurstof en/of nutriënten. Dit kan door middel van persluchtinjectie

(PLI), bodemluchtextractie (BLE) en/of door directe injectie.

Persluchtinjectie (airsparging)

Bij persluchtinjectie (PLI), ook bekend als ‘airsparging’, wordt lucht

onder druk door middel van een compressor in de bodem gebracht

onder de grondwaterspiegel. Hiervoor wordt een grid aan lters

(vlakdekkend) onder de grondwaterspiegel geplaatst. Deze techniek

wordt ingezet ter vervluchtiging van de verontreiniging uit hetgrondwater (in-situ strippen) en voor het inbrengen van zuurstof in het

verontreinigde grondwater. Dit stimuleert de natuurlijke en aerobe

afbraak.

De afstand tussen de te plaatsen lters is sterk afhankelijk van

het invloedsgebied van het geïnjecteerde lucht. Een goede eerste

inschatting van deze afstand kan gemaakt worden door toepassing

van het principe zoals weergegeven in guur 8. Echter, specieke

bodemeigenschappen zoals type bodem en doorlatendheid, zullen in

sterke mate het invloedsgebied beïnvloeden. Geadviseerd wordt omeerst een pilot uit te voeren alvorens een full scale systeem aan te

leggen. Tijdens deze pilot kunnen de benodigde parameters bepaald

worden.

Bij biologische saneringen wordt de afbraak van de verontreiniging gestimuleerd. De stimulatie van de biologischeafbraak loopt via optimaliseren van de omstandigheden waarin de afbraak optreedt. Hierbij zijn onder meer de

redoxomstandigheden van groot belang. Als anaerobe omstandigheden wenselijk zijn, bijvoorbeeld bij de afbraak

van tetrachlooretheen (PCE) en trichlooretheen (TCE), wordt een duurzaam af te breken substraat toegevoegd.

Door de afbraak van het substraat worden de van nature aanwezige elektronenacceptoren verbruikt en wordt ook

de verontreiniging gereduceerd. Als van nature te weinig substraat aanwezig is om reductieve afbraak te laten

plaatsvinden, is het toedienen van substraat ook hier de logische maatregel. Bij aerobe afbraak, bijvoorbeeld bij

afbraak van BTEX en olie, wordt zuurstof toegevoegd. Dit kan gebeuren door injectie van lucht of pure zuurstof of door

injectie van stoffen die het zuurstofgehalte verhogen. Verdere stimulatie vindt plaats door de optimalisering van de

nutriëntenhuishouding.

Figuur 7: Manifold met 20 aansluitingen t.b.v.

grootschalige koolstofbron injectie

Figuur 8: principe

11



Toepasbaarheid

Persluchtinjectie is geschikt voor het behandelen van de verzadigde

zone, waarbij de onverzadigde zone tegelijkertijd mee wordt

behandeld. Bij het toepassen van persluchtinjectie voor het

strippen wordt de vrijkomende lucht altijd in de onverzadigde

zone opgevangen en gecontroleerd afgevoerd. De belangrijkste

parameters die bepalen of persluchtinjectie haalbaar is, is de

doorlatendheid van de bodem, de bodemopbouw en in hoe verre de

verontreiniging vluchtig zijn.

De praktijk

1. Vilvoorde Belgium (turnover >800,000 euro): Combinatie van

Meer-Fasen-Extractie, Persluchtinjectie en Bodemluchtextractie.

Middels persluchtinjectie chloorkoolwaterstoffen verontreiniging

gesaneerd tot onder de terugsaneerwaarde die opgelegd is

door de Belgische overheid. Bodemluchtextractie heeft er voor

gezorgd dat de dampen die vrijkwamen bij de persluchtinjectie

zijn afgezogen.

2. Oosterhout The Netherlands (turnover >200,000 euro):

Combinatie van chemische oxidatie, persluchtinjectie enbodemluchtextractie. Middels persluchtinjectie is aanwezige

vluchtige aromaten en minerale olie verontreinignig in het

pluimgebied gedaald tot onder de terugsaneerwaarde. De

combinatie tussen chemische oxidatie en persluchtinjectie heeft

geresulteerd in een vrachtreductie van meer dan 90%.

Bodemluchtextractie (bioventing)

Bij bodemluchtextractie,ook wel bekend als bioventing, wordt de

onverzadigde zone behandeld door het aanleggen van een onderdruk

in de bodem. Hierdoor vindt verversing van de bodemlucht plaats

met buitenlucht. Door deze verversing wordt zuurstofhoudende lucht

in de bodem gebracht waardoor de aerobe biologische activiteitvan de micro-organismen wordt gestimuleerd. Indien vluchtige

verontreinigingen aanwezig zijn, kan tevens vervluchtiging optreden

waardoor verontreinigde lucht wordt onttrokken die mogelijk

gezuiverd moet worden. De hoeveelheid te onttrekken lucht wordt

bepaald door de hoeveelheid aanwezig en afbreekbaar product. De

benodigde onderdruk wordt bepaald door de permeabiliteit van de

ondergrond.

Bodemlucht kan worden onttrokken via verticale lters. Indien

er bebouwing aanwezig is kunnen met behulp van gestuurde

spoelboringen of persboringen drains onder een hoek onder de

bebouwing worden aangebracht, om een gerichte onttrekking van

lucht mogelijk te maken.

Toepasbaarheid

Verontreinigingen die aeroob biologisch afbreekbaar zijn kunnen met

deze techniek gesaneerd worden. Olieverontreinigingen met een

ketenlengte groter dan C30 moeten met deze techniek als moeilijk

reinigbaar worden beschouwd. Eventuele NAPL-lagen dienen

voorafgaand aan de sanering verwijderd te worden omdat deze de

sanering niet uitvoerbaar maken.

Een heterogene bodemopbouw kan negatieve invloed hebben op

de saneringsduur en het saneringsresultaat, omdat minder goed

doorlatende lagen slechter doorstroomd kan worden met lucht.

Heterogeniteit kan tevens de invloedssfeer sterk wijzigen. Een

pilot test in het veld kan hierover meer zekerheid geven. De

doorlatendheid van een homogene slecht doorlatende bodem kan

eventueel vergroot worden door de toepassing van fracturing.

De praktijk

1. Antwerpen Belgium (Turnover 200.000 euro): Combinatie van

technieken leidde tot waardes onder de terugsananeerwaarde

van vluchtige aromaten en minerale olie. Op diverse plaatsenis geen verontreiniging meer aangetroffen. Biologische

afbraakomstandigheden waren optimaal.

2. Bilthoven The Netherlands (Turnover 205.000 euro): Combinatie

van persluchtinjectie en injecteren van nutriënten. Aanwezige

grondwaterverontreiniging met minerale olie en btex is gesaneerd

en goedgekeurd door bevoegd gezag.

3. Amsterdam The Netherlands (Turnover 95.000 euro):

Persluchtinjectie voor biologische afbraak vluchtige aromaten en

minerale olie verontreiniging.

2. Anaerobe afbraak

Verontreinigingen kunnen ook anaërobe condities worden afgebrokenvia reductieve processen. In tegenstelling tot oxidatieve afbraak

bij bioventing en air sparging, is niet het toedienen van een

elektronenacceptor maar het toedienen van een elektronendonor

(substraat) bij injecties het primaire middel. Er zijn veel

verschillende mogelijkheden om substraten in de bodem te brengen

en er zijn ook veel organische stoffen die geschikt zijn als substraat.

Biologische afbraak van VOCl verontreinigingen (onder andere de

ontvettingsmiddelen tetrachlooretheen (PCE) en trichlooretheen

(TCE) is mogelijk onder de juiste Redox condities en in aanwezigheid

van substaat (DOC). Een micro-organisme gebruikt een andere

stof (substraat) als voedsel en breekt daarbij ook gechloreerde

koolwaterstoffen af.

Via verschillende stappen wordt de verontreiniging afgebroken tot het

onschadelijke etheen. Voor bijvoorbeeld PCE en TCE geldt dat deze

verontreiniging, maar ook de afbraakproducten CIS en VC, anaëroob

afbreekbaar zijn. In onderstaande guur 10 is dit proces weergegeven.

Injectie ENNA (shock-load)

Afhankelijk van de locatiespecieke situatie kiest HMVT zijn

substraat. Zeer regelmatig injecteren wij de door onze R&D

afdeling ontwikkelde slow release elektrondonor op basis van

soja: ENNA(Enhanced Natural Attentuation). Bij ENNA wordt er

vaak eenmalig een duurzaam substraat in de bodem geïnjecteerd.Bij gebruik van gangbare substraten zoals melasse zijn meerdere

injectierondes nodig of continue injectie om de afbraak langdurig

te stimuleren. Het ENNA-substraat wordt op de locatie aangemaakt

en bestaat uit een emulsie van zeer kleine deeltjes (2 tot 10 µm)Figuur 9: Ondergronds leidingwerk t.b.v. bodemluchtextractie

12



die goed tot in de poriën van de bodem kunnen worden geperst. Het

substraat bestaat uit een mengsel van soja en diverse hulpstoffen

die er voor zorgen dat de voedingstoffen over een langere periode

geleidelijk vrijkomen (slow release). Hierdoor zijn de bacteriën

in staat om de verontreiniging, afhankelijk van de overige

bodemeigenschappen, gedurende een periode van enkele jaren tot

maximaal 5 jaar in de bodem af te breken (biologische afbraak). Detechniek kan in de bron en in de pluim worden toegepast. ENNA kan

ook worden gebruikt als biologische scherm om een verontreiniging

te beheersen. Ten opzichte van andere veel gebruikte substraten

zoals lactaat, protamylasse, nutrolase en melasse biedt ENNA de

volgende voordelen:

• Er wordt een jne emulsie gemaakt die nog het meest op melk

lijkt. Dit laat zich goed in de bodem injecteren tot grote diepte. De

kleine deeltjes (2 tot 10 µm) verspreiden zich gemakkelijk tot in de

bodemmatrix.

• Het substraat komt geleidelijk in de tijd beschikbaar voor de

biologie;

• Er wordt een enorme hoeveelheid substraat tegelijkertijd

ingebracht: hierdoor is één injectie in beginsel voldoende;

• ENNA is relatief goedkoop;

• Bij ENNA doet zich of nauwelijks verzuring voor zoals je dat wel

ziet bij lactaat en bijvoorbeeld melasse. Een lage pH (als gevolg van

de verzuring) is slecht voor de biologische afbraak;

• Door het slow-release effect zijn de omstandigheden voor de

biologie gedurende lange tijd zeer gunstig en constant in de tijd.

• Verontreiniging wordt minder mobiel: VOCl verontreinigingen

lossen circa 1200x beter op in de soja-olie dan in grondwater.

Er vindt een verschuiving plaats: de verontreinigingen lossen

vanuit de water- en grondfase op in het substraat. Het gehalte

verontreinigingen in het grondwater daalt ter plaatse van desubstraatinjectie vrij snel omdat de verontreinigingen oplossen in

het substraat. Tevens ontstaat hierdoor een optimale menging tussen

het substraat en de verontreiniging. Dit effect zie je vooral bij

residuair en puur product.

• Met onze nieuw ontwikkelde ‘biostimulator’ kunnen we

grote hoeveelheden (gemiddeld 20 – 40 m3/dag) substraat

injecteren. Figuur 10 geeft een impressie weer van de

biostimulator. Links staat een skit met drie opslagtanks en

rechts een tweede skit met een meng en injectietank.

Toepasbaarheid

Gestimuleerde reductieve afbraak is in principe geschikt

voor alle organische verontreinigingen die reductief kunnen

worden omgezet. In de praktijk is de toepassing ervan

grotendeels beperkt tot de chloorkoolwaterstoffen en enkele

bijzondere verontreinigingen zoals HCH en chloorbenzeen. De

redoxcondities van het grondwater vormen een belangrijke

randvoorwaarde bij de slagingskans van gestimuleerde

reductieve dechlorering. Onder anaerobe condities waarbij al

van nature volledige afbraak tot ongevaarlijke eindproducten

optreedt, is de kans op een succesvolle sanering veel groter dan

in de situatie met aerobe condities. Naast de elektronendonor

zijn ook andere limiterende factoren mogelijk, zoals debeschikbaarheid van de verontreiniging in bijvoorbeeld de

bronzone, of de afwezigheid van geschikte bacteriën. Eventueel

kunnen we aanvullend bacteriën injecteren.

De praktijk

1. Dordrecht The Netherlands (turnover 73.000 euro):

grondwateronttrekking en inltratie van groundwater met

biologische stimulatie: Door grondwater op te pompen, te

voorzien van substraat en dit mengsel weer te inltreren hebben

we met anaerobe afbraak een grote pluimzone gesaneerd.

2. Zwolle The Netherlands (turnover 700.000 euro): chemische

oxidatie in combinatie met gestimuleerde afbraak. De

chemische oxidatie heeft een groot gedeelte van de aanwezige

VOCl bron verwijderd. Door injectie van het eigen ontwikkelde

ENNA hebben we daarna de biologische afbraak met succes

gestimuleerd. Op 1 peilbuis na zijn de concentraties gedaald

tot onder de terugsaneerwaarde.

3. Veghel The Netherlands (Turnover 350.000 euro):

gestimuleerde afbraak van VOCl verontreiniging metENNA. Plaatsen van bioscherm met injectie van duurzaam

koolstofbron ENNA. Middels drie bioschermen wordt de

verontreiniging in de pluim, die een paar honderd meter lang

is, tegen gehouden.

Figuur 10: principe biologische afbraak met ENNA

Figuur 11: De biostimulator

13



14

‘Een techniek die zich de laatste jaren heeftbewezen is chemische oxidatie’



Chemische saneringen

Het kan voorkomen dat de verspreidingsrisico’s van mobiele

verontreiniging (bijvoorbeeld zware metalen) niet of heel moeilijk

op te heffen zijn met behulp van extractieve, biologische of

overige chemische saneringstechnieken. Een oplossing kan zijn om

deze verontreiniging dan te immobiliseren, ook wel ‘vastleggen’

genoemd. Deze technieken vallen onder het kopje ‘chemischesaneringen’ omdat het vastleggen een (bio)chemische reactie is

waarbij aanwezige verontreiniging reageert met een in te brengen

substraat zodat deze immobiel wordt. Meer hierover onder het kopje

‘2. chemische reductie’.

1. Chemische oxidatieBij in-situ chemische oxidatie (ISCO) wordt een sterk oxidatiemiddel

als vaste stof, verdund met water of samen met lucht in de bodem

gebracht. Wanneer het oxidatiemiddel in de bodem in contact

komt met de verontreiniging wordt deze via de chemische weg

afgebroken (geoxideerd) tot onschuldige verbindingen, waaronderwater en kool¬stofdioxide. Er worden binnen de bodemsanering

verschillende oxida¬tiemiddelen toegepast waarbij, afhankelijk

van het oxidatiemiddel, de afbraak van de verontreiniging indirect

via zeer krachtige oxiderende deeltjes verloopt, of direct met de

verontreiniging.

Met ISCO kan een groot aantal verontreinigingen worden

afgebroken. Welke verontreinigingen dat zijn is afhankelijk van het

oxidatiemid¬del. In de overzichtstabel (tabel 1, zie volgende pagina)

is aangegeven welke verontreini¬ging met welk oxidatiemiddel

kan worden verwijderd. Chemicaliën zijn gerangschikt van

krachtig (bovenaan) naar minder krachtig (onderaan). Minder vaakvoorkomende verontreinigingen zijn niet in de overzichtstabel

opge¬nomen, maar kunnen mogelijk wel worden gesaneerd met

behulp van ISCO. Een haalbaarheidsproef in het gespecialiseerd

proeaboratorium van HMVT kan uitkomst bieden.

Fenton’s reagens

Door HMVT wordt de traditionele Fenton’s Reagens toegepast.

Fenton’s Reagens bestaat uit waterstofperoxide (oxidator) en ijzer

(2+) als (katalysator). Indien op de juiste wijze toegepast, wordt

hierbij het zeer reactieve hydroxyl radicaal gevormd (OH•). De

reactievergelijking luidt:

H2O

2+ Fe2+ Fe3+ + OH- + OH•

De radicalen zijn zeer reactief en oxideren de meest

organische verbindingen, waarbij veel reactiewarmte vrijkomt.

Waterstofperoxide is geen stabiele verbinding en ontleedt binnen

enkele dagen in water en zuurstof. Hierdoor is de reactietijd in

de bodem alleen van korte duur. Aan de andere kant worden geen

reactieproducten gevormd die tot problemen kunnen leiden. De

Fenton’s reactie werkt alleen goed bij lage pH van tussen 2 en 6.

Ideaal is een pH van 4 tot 5 omdat bij een lage pH Fe2+ stabiel blijft

en niet onder de gecreëerde aerobe omstandigheden compleet als

ijzeroxide of hydroxide neerslaat.

In het door HMVT toegepaste proces wordt de bodem eerst

‘oxidatiegereed’ gemaakt. Dit gebeurt door de pH van de bodem

omlaag te brengen naar 3,5 tot 4. Tegelijkertijd wordt ijzer ingebracht

in de vorm van ijzersulfaat. Een probleem hierbij kan de grote buffer-

capaciteit van de bodem zijn door bijvoorbeeld een hoog kalkgehalte.

Onder chemische saneringen kunnen twee typen worden onderscheiden: chemische oxidatie (1) en chemischereductie (2). Een techniek die zich de laatste jaren heeft bewezen is chemische oxidatie. Hiermee kunnen in een

kort tijdsbestek hoge saneringsrendementen worden bereikt. Deze techniek is vaak vooral in kerngebieden met hoge

concentraties verontreinigingen bruikbaar. Afhankelijk van de lokale verontreinigingsituatie past HMVT de volgende

chemische oxidatietechnieken toe:

• chemische oxidatie met behulp van waterstofperoxide (Fenton’s reagens)

• chemische oxidatie met behulp van ‘Enhanced’ Fentons

• chemische oxidatie met behulp van permanganaat

• chemische oxidatie met behulp van geactiveerd persulfaat

De juiste toepassing hangt af van de locale omstandigheden en ook van de toepasbaarheid in combinatie met andere

saneringsmethoden.

Figuur 12: injectorhead

15



Na het oxidatiegereed maken van de bodem wordt de waterstof-peroxide in de bodem geïnjecteerd. De waterstofperoxide wordt

geïnjecteerd in concentraties tussen 5 en 15% peroxide. Tijdens de

injectie van de waterstofperoxide worden in het veld de concentraties

waterstofperoxide, temperatuur, pH, Ec, zuurstofgehalte, ijzer II,

drukken, debiet per lter en de Redox gemeten. Alles is erop gericht

om het proces goed onder controle te houden.

Enhanced fenton’s

Door HMVT wordt ook Enhanced Fentons Reagens toegepast.

Bij Enhanced Fenton’s wordt in plaats van zuur en ijzersulfaat

de katalysator ijzerchelaat toegepast. Hierbij is het niet meer

noodzakelijk om de pH omlaag te brengen naar 3,5. Ten opzichte vantraditionele Fentons Reagens heeft dit als voordeel:

• de pH gaat niet omlaag. Dit is gunstig als in later stadium

biologische afbraak als vervolgstap toegepast wordt;

• dit kan ook worden toegepast in de bodems met een hoge

buffercapaciteit (bodems met veel kalk dus);

• het ijzer komt geleidelijk beschikbaar. De Fentons reactie verloopt

hierdoor geleidelijker en het Fentons Reagens behoudt langer zijn

werking;

Naast het gebruik van Fenton’s reagens heeft HMVT ook ervaring met

de toepassingen van permanganaat en geactiveerd persulfaat.

Toepasbaarheid

ISCO kan worden ingezet in een brongebied van de verontreiniging

maar ook in het pluimgebied. De keuze om een bepaald oxidatie-

middel in te zetten in een bron- of pluimgebied hangt af van de

plaats waar de verontreiniging zich in de bodem bevindt, of er puur

product aanwezig is, de tijdsduur die voor een sanering staat en

de kosten. Sommige oxidatiemiddelen zijn te duur om in te zetten bij

lage concentraties in een pluimgebied. In de overzichtstabel (tabel 1)

is samengevat bij welke situatie welk oxidatiemiddel kan worden

ingezet. Er zijn een aantal oxidatiemiddelen die gebruikt worden voor

het saneren van bodemverontreinigingen.

De techniek is met name geschikt voor goed tot matig doorlatendebodems. Indien de bodem slecht doorlaatbaar is, zijn speciale

toedieningstechnieken mogelijk zoals de ‘fracturing’ techniek.

Natuurlijke organische stof (OS) en/of gereduceerde anorganische

verbindingen zoals Fe2+ kan de benodigde hoeveelheid aan oxidans

Oxidant Pollution situation Can be applied to Cannot be applied to

Fenton’s reagent and EnhancedFenton’s reagent

source area - may or maynot contain pure product,high groundwater levels

(chloro)ethenes,(chloro)ethanes,BTEX, light fraction mineraloil and PAH, free and complexcyanides, phenols, phthalates,MTBE, THF

weathered/heavy fractionmineral oil, higher alkanes,heavy fraction PAH, PCB,

Ozone/peroxide source area - may or may

not contain pure product1,high groundwater levels inthe plume area

(chloro)ethenes,

(chloro)alkanes,mineral oil, BTEX,lighter fractionPAH, free cyanides, phenols,phtha-lates, MTBE

heavy fraction PAH2,

PCB 2), complex cyanides

Persulfate source area - may or maynot contain pure product,high groundwater levels

(chloro)ethenes,(chloro)alkanes,BTEX, lighter fraction PAH,phenols, phthalates, MTBE

heavy fraction PAH, PCB

Ozone source area - may or maynot contain pure product,high groundwater levels inplume area

(chloro)ethenes, mineral oil3,BTEX, lighter fraction PAH, freecyanides, phenols, phthalates,MTBE

(chloro)alkanes, heavyfraction PAH, PCB, complexcyanides

Permanganate source area - may or may

not contain pure product,high groundwater levels

chloroethenes, TEX4, phenols benzene, (chloro)alkanes,

mineral oil, PAH, PCB, cyanides

Table 1: Overview table1 According to the patent holder, not enough projects have been completed in the Netherlands to warrant application in soil that contains pure product.2 According to the patent holder, breakdown does occur, but no practical examples from outside of the United States are known.3 Mineral oil is not fully broken down into water and carbon dioxide, but into smaller hydrocarbon chains.4 Permanganate cannot be applied in benzene contaminations, but it can be applied in the case of ethyl benzene, toluene and xylene(s).

Figuur 13: De mobiele injectie unit

16



sterk doen toenemen: de zogenaamde matrixbehoefte van de grond.

Bij slechter doorlatende bodems moet rekening worden gehouden bij

het toepassen van permanganaat. Bij de reactie met permanganaat

ontstaat mangaanoxide (MnO2¬), dat slecht oplosbaar is en

neerslaat. Het kan leiden tot verstopping van de bodemporiën als

hoge concentraties aan verontreiniging aanwezig zijn, bijvoorbeeld

puur product in de bronzones van de verontreiniging.

De praktijk

1. Ermelo The Netherlands (turnover 107,000 euro): Chemical

oxidatie in combinatie met Meer-Fasen-Extractie om vliegtuig-

brandstof te verwijderen. Combinatie van technieken heeft geleid to

daling concentraties die goedgekeurd zijn door bevoegd gezag.

2. Doetinchem The Netherlands (turnover 700.000 euro): Chemische

oxidatie in combinatie met biologische stimulatie (ENNA): sanering

van VOCl verontreiniging met chemische oxidatie heeft geleid tot

vergaande afname van de bronconcentraties waardoor gestimuleerde

biologische afbraak mogelijk was. Na de sanering was de locatie

geschikt voor de geplande nieuwbouw van appartementen.

3. Bergermeer The Netherlands (turnover 15.000 euro): Chemischeoxidatie van vluchtige aromaten en minerale olie met rendement

met meer dan 90%.

2. Chemische reductieDaar waar overige in-situ saneringstechnieken niet toereikend zijn

om verontreiniging dan wel af te breken (biologische stimulatie,

chemische oxidatie), dan wel te onttrekken uit de bodem

(extractie), is er nog een derde mogelijkheid om de risico’s van

mobiele verontreinigingen te tackelen: chemische reductie. HMVT

past met name twee technieken toe die onder deze noemer vallen

namelijk: vastleggen bij zware metalen en ‘FENNA’ injectie bij

aanwezigheid van puur product (oa. VOCl).

Vastlegging

Een veel voorkomende verontreiniging waarbij eerder genoemde

in-situ saneringstechnieken niet toereikend zijn, zijn zware metalen.

Bijvoorbeeld zink kan worden vastgelegd door middel van sulde. De

sulde vormt een neerslag met zink in de vorm van zinksulde (ZnS).

Van belang zijn de aanwezige macrochemische condities zoals redox

(onder -150mV) en zuurgraad (pH 6 of lager). Ook is de aanwezige

microbiologie belangrijk omdat bacteriën de drijvende kracht zijn

achter de reductie van sulfaat naar sulde. Hieronder volgt een

stappenplan van de reductieprocessen die plaatsvinden in de bodem

die ten grondslag liggen aan het vastleggen van zink. Deze reacties

vinden plaats bij anaerobe milieuomstandigheden in het grondwater.

stap 1

NO3- + H+ + koolstofbron → N2 + H2O + CO2

reductie van nitraat (NO3-)

stap 2

Fe3+ + H+ + koolstofbron → Fe2+ + H2O + CO2

reductie van ijzer(3+) (Fe3+)

stap 3

SO42− + koolstofbron → HS−/H2S- + CO2 + H2Oreductie van sulfaat

stap 4

Fe2+/Zn2+ + SO42- + koolstofbron → FeS/ZnS + H2O

De koolstofbron (soja-olie) dat wordt geoxideerd geeft elektronen

af, oxidatie van de koolstofbron met sulfaat geeft sulde dat wordt

gereduceerd.

De praktijk

Pilot in Nederweert The Netherlands (Turnover 80.000 euro):

injectie koolstofbron (pump & treat) in combinatie met

grondwateronttrekking van zware metalen (oa zinkverontreiniging).

Verspreiding van zink in het grondwater is volledig tegengegaan door

succesvolle vastlegging van zink.

‘FENNA’Chemische reductie wordt toegepast op die plaatsen waar puur

product is aangetroffen. Door de reductie van Fe0 onder sterk

gereduceerde omstandigheden (Redox -300) naar Fe2+ kan PCE

via de tussenproducten TRI, CIS en VC worden omgezet naar

het onschadelijke etheen. Deze techniek werkt overigens alleen

effectief als de ijzerdeeltjes heel erg klein zijn (de zogenaamde

‘nanodeeltjes’ met een grootte van 100-200 nm). De reactie treedt

namelijk alleen op aan het oppervlak van het ijzerdeeltje. Hoe

kleiner het deeltje, hoe groter het relatieve oppervlak. De techniek

staat in de Verenigde staten bekend onder de naam ‘Nanoscale Zero

Valent Iron’ (afgekort NZVI).

De verontreinigingen PCE en TRI lossen aanzienlijk beter op in

olieachtige stoffen dan in water. Voor deze toepassing zullen de

ijzer-0 nanodeeltjes in een plantaardige olie (soja) worden opgelost.

Deze olie wordt vervolgens als emulsie (kleine oliedruppels van

een paar µm groot) geïnjecteerd. Na injectie in de bodem zal

de verontreiniging zich concentreren in de oliedruppels. In de

oliedruppel zal de verontreiniging vervolgens reageren met de ijzer-0

nanodeeltjes.

Als het ijzer is ‘opgereageerd’ zal de biologische afbraak het

overnemen waarbij de plantaardige olie (soja) als DOC bron wordt

gebruikt. De combinatie van chemische reductie met nulwaardig

ijzer en ENNA wordt door HMVT toegepast onder de naam ‘FENNA’.

Figuur 14: Nano ijzer in oliebel

17



18

‘Door onze kennis in combinatie met aanvullende testen

kunnen we nagenoeg bij elke verontreiniging een uitspraak

doen over de saneringsmethode en de haalbaarheid’



Testruimte

Bij in-situ saneren is gedetailleerde informatie van de bodem, het

grondwater en de verontreiniging cruciaal. In sommige gevallen

zijn de eerder verrichte onderzoeken voor het opstellen van

saneringsplannen niet volledig genoeg voor het aandragen van

een zo optimaal mogelijke in-situ saneringstechniek. Er mist

dan bijvoorbeeld informatie dat een indicatie kan geven van de

aanwezige potentiële biologische activiteit. Hierbij kan gedacht

worden aan bijvoorbeeld de redoxcondities, ijzergehaltes en/of

sulfaatgehaltes. Wanneer er wordt gedacht aan chemische oxidatie

is het noodzakelijk om een indruk te hebben van de buffercapaciteit

wat noodzakelijk is bij de berekening van de toe te dienen

chemicaliën.

Om deze proeven uit te voeren beschikt HMVT over een eigen

labruimte met benodigde apparatuur. Uit het veld wordt een water-

en/of grondmonster genomen en ingezet bij diverse proefjes op

labschaal. Hieronder volgt een lijst met proeven en testen:

Voor extractieve saneringen

• Doorlatendheidsproef

• Verontreinigingskarakterisatie

Biologische stimulatie


• Bufferend vermogen

• Afbraaktest (aeroob en anaeroob)

• Labanalyses (ijzer, sulfaat, DOC enz..)

Ten behoeve van chemische oxidatie:


• Bepaling bufferend vermogen

• Bepaling matrixbehoefte

• Afbraaktest

Naast labproeven die noodzakelijk zijn voor het verkrijgen van

aanvullende informatie voor specieke projecten wordt het lab

ook ingezet binnen de afdeling ‘research and development’ van

HMVT. Door onze kennis in combinatie met aanvullende testen

kunnen we nagenoeg bij elke verontreiniging een uitspraak doen

over de saneringsmethode en de haalbaarheid. Om het innovatieve

karakter waar HMVT bekend om is invulling te geven worden jaarlijks

nieuwe technieken ontwikkeld. Mede dankzij ons eigen testruimte

(laboratorium) en het uitvoeren van pilotproeven in het veld,

kunnen wij dit realiseren. Naast onderzoek t.b.v. bodemsaneringenvoeren wij ook testen uit naar de meest geschikte lucht- en/of

waterzuiveringen uit. Onder het kopje ‘de praktijk’ wordt een reeks

van door HMVT nieuw ontwikkelde technieken opgesomd.

De praktijk

1. Ontwikkelen van nieuwe chemische oxidatietechnieken

2. Ontwikkelen van het duurzaam substraat ENNA (ENhanced Natural

Attenuation)

3. Ontwikkeling van verschillende substraat samenstellingen voor

biologische afbraak van VOCl.

4. Haalbaarheidstesten voor biologische afbraak van verontreiniging

met verschillende substraten

5. Jartesten voor optimalisatie waterzuiveringsmethoden (bv

ontijzering)

6. Verspreidingsgedrag van ENNA in de bodem

Figuur 15: impressiefoto testruimte 1

Figuur 16: impressiefoto testruimte 2

19



20

‘HMVT heeft meerdere technieken in huis die zij

zelf bouwt om de diverse verontreinigde stromen,

zowel lucht als water, te zuiveren’



Zuiveringsinstallaties

Bij het onttrekken (zie hoofdstuk ‘fysische saneringen) van

verontreinigd grondwater en/of bodemlucht is het in veel gevallen

noodzakelijk om deze water-/luchtstromen te zuiveren. Dit is

afhankelijk van oa. de lozings-/emmissienormen voor water en

lucht.

HMVT heeft meerdere technieken in huis die zij zelf bouwt om de

diverse verontreinigde stromen, zowel lucht als water, te zuiveren.

Een overzicht hiervan wordt hieronder weergegeven.

Waterzuivering middels:

• Striptorens

• Plaatbeluchter

• Zandltratie

• Olie water afscheider (OWAS)

• ‘Nat’ actief kool

• Ionenwisseling

Luchtzuivering

• Katalytische verbranding

• ‘Droog’ actief kool

• Corona pulsed plasma (industriële luchtzuivering)

• Oxicator

• Biolter (biobed)

Het ontwerp en dimensioneren van de verschillende

zuiveringsinstallaties is sterk afhankelijk van de te behandelen ow

en de onttrokken verontreiniginginstallaties.

Hieronder zijn enkele foto’s weergegeven van verschillende

zuiveringsinstallaties.

21

Figuur 17: Katalytische verbranding

Figuur 19: Striptoren

Figuur 18: Zandltratie



22



Meer weten?

HMVT gaat graag de uitdaging aan om uw bodem-, water- of

luchtprobleem zo optimaal mogelijk op te lossen. Onze kracht?

Kennis van zaken, jarenlange ervaring en een innovatieve blik.

Meer weten van de mogelijkheden die wij bieden op het gebied

van in-situ saneringen? Onze adviseurs staan klaar om uw vragen te

beantwoorden en u verder te informeren. Kijk ook op www.hmvt.eu

voor meer informatie over onze specieke producten en diensten.

Hannover Milieu- en Veiligheidstechniek B.V.

Postbus 174

6710 BD Ede

T NL + 31 (0)318 - 624 624T BE + 32 (0)3 - 609 55 30

E [email protected]

www.hmvt.nl

23



Documents

Overzicht insitu bodemsaneringstechnieken HMVT