Bodemluchtextractie, aandachtspunten voor uitvoering
Maximale reinigingsdiepte
De maximale reinigingsdiepte bij bodemluchtextractie valt samen met de diepte van de grondwaterstand. Bij een ondiepe grondwaterstand (bijv. < 2m) kan de maximale reinigingsdiepte vergroot worden door verlaging van de grondwaterspiegel.
Overdimensionering
Ontwerp van aantal en diepte van filters en schatting van saneringsduur vindt meestal plaats op basis van ‘expert judgement’ en vuistregels. Soms worden stromingsmodellen gebruikt om de stroombanen te berekenen. De berekeningen worden gebruikt om het intuïtieve ontwerp te toetsen. Over het algemeen wordt het systeem overgedimensioneerd, vooral in delen van de locaties waar hogere concentraties in de grond zijn geconstateerd. De extra kosten hiervoor zijn relatief gering ten opzichte van bijplaatsen tijdens de uitvoering. Daarnaast vergroot het de flexibiliteit van de uitvoering.
Pilot experimenten voor bepaling invloedstraal en effect heterogeniteit
Bij heterogene gronden wordt de traagheid van diffusie niet altijd onderkend waardoor de saneringsduur langer kan zijn dan verwacht. Om meer zekerheid te verkrijgen over eventuele mogelijkheden voor bodemluchtextractie in heterogene bodems, wordt aanbevolen om een veldexperiment uit te voeren om de invloedsstraal en het optreden van preferente stroming te bepalen. Hiervoor wordt dan gebruikgemaakt van tracers en onderdrukmetingen.
Verticale en horizontale filters
Voor bodemluchtextractie en bioventing worden zowel verticale als horizontale filters gebruikt. De horizontale filters worden in toenemende mate aangebracht door middel van gestuurde boortechnieken. Verticale filters worden niet meer alleen d.m.v. pulsen maar ook door avegaarboor, luchtlift en sonderen aangebracht. Als vuistregel wordt de invloedsstraal van de verticale filters gelijk gesteld aan de diepte beneden maaiveld.
Combinatiefilters
Steeds vaker wordt gebruikgemaakt van combinatiefilters voor het onttrekken van grondwater en bodemlucht en soms ook voor persluchtinjectie, waardoor rond en net onder het grondwaterniveau een succesvolle sanering uitgevoerd kan worden.
Onttrekkingsregime
De indruk bestaat dat er over het algemeen met hogere debieten onttrokken wordt dan noodzakelijk is. Door te kiezen voor intermitterend onttrekken en/of lagere debieten kan in veel gevallen een vergelijkbaar saneringsresultaat bereikt worden tegen geringere kosten.
Optimalisatie van biologische processen
De mate waarin de biologische processen en de convectieve processen bijdragen aan het saneringsresultaat, hangt af van de sturing van de onttrekking. Door intermitterend te onttrekken wordt veelal voldoende zuurstof gedoseerd, terwijl vervluchtiging sterk verminderd wordt en de zuiveringskosten gereduceerd kunnen worden. Sturing vindt dan plaats aan de hand van de zuurstofbehoefte en niet aan de hand van de hoeveelheid onttrokken verontreinigende stof. Continue onttrekking bij vluchtige afbreekbare verbindingen leidt vrijwel nooit tot een aandeel van meer dan 20% van de totale verwijdering.
Monitoringsstrategie
Om de verwijderde vracht nauwkeurig te kunnen schatten is frequente monitoring in de beginfase wenselijk. Om inzicht te krijgen in de grootte van de nalevering van verontreinigende stof vanuit de vaste fase kan een stoptest uitgevoerd worden (stopzetten extractie en monitoren concentratietoename in de bodemlucht). Deze test kan een onderbouwing geven voor het eventueel afronden van de sanering. Bij bioventing geeft een stoptest inzicht in de biologische afbraak (afname zuurstofconcentratie, toename kooldioxide). Een starttest geeft inzicht in de snelheid waarmee de bodem opnieuw geaëreerd wordt.
Monitoring van een bodemluchtextractie-sanering via respiratietesten
Het monitoren van het verloop van grondsanering door middel van bodemluchtextractie in geval van een heterogene bodem met heterogeen verspreide verontreinigingen, kan problematisch zijn. Bij de uitvoer van grondbemonsteringen is geen goede trend in de tijd te onderscheiden vanwege de ruimtelijke variabiliteit van de bodem en de verontreinigingen. Een boring kan immers maar één keer op een bepaalde plaats worden uitgevoerd.
Een methode om met dit probleem om te gaan is door de biologische activiteit te monitoren. Dit kan worden uitgevoerd door middel van respiratietesten. Een respiratietest is een test waarbij het onttrekkingssysteem wordt stilgezet en het verloop van de zuurstofconcentratie in de bodemlucht wordt gevolgd. De afnamesnelheid van de zuurstofconcentratie is een maat voor de aërobe afbraaksnelheid van de verontreinigingen. Op een locatie in Enschede wordt een dergelijke sanering uitgevoerd. De respiratietesten worden in groepen van verticale filters of horizontale onttrekkingsdrains uitgevoerd. De filters en de drains fungeren gedurende de respiratietesten als monitoringsmiddelen. Een automatisch samplesysteem dat tien verschillende bemonsteringen kan uitvoeren en on-site gasanalyse-apparatuur zorgen voor een nauwkeurige registratie van het zuurstofverloop.
Op deze wijze kan in één stoptest de biologische activiteit worden ingeschat van tien verschillende gebiedsdelen van de locatie.
De informatie heeft betrekking op een gemiddelde waarde van een gebiedsdeel. Op deze wijze kan op eenvoudige wijze globaal inzicht worden verkregen in welke delen het gebied een hoge biologische activiteit heerst en in welke een mindere.
Door respiratietesten iedere maand uit te voeren wordt een trend verkregen van het verloop van de activiteit in de tijd. De respiratietesten duren twee à drie dagen.
Om uiteindelijk vast te stellen in hoeverre de bodem nog verontreinigd is, dienen er toch bodemmonsters genomen te worden. De bemonstering wordt in een lagere frequentie dan bij een conventionele monitoring uitgevoerd maar in een dichter raster over het gebied.
Temperatuur
De temperatuur heeft een grote invloed op de dampspanning en daardoor op de te realiseren eindwaarden voor bodemluchtextractie. Als vuistregel kan worden aangehouden dat bij iedere temperatuurverhoging van 10 °C de dampspanning met een factor 3 tot 4 toeneemt [Jury]. De Henrycoëfficiënt neemt ongeveer een factor 1,6 toe bij een temperatuurverhoging van 10 °C [Pedersen].
Daarnaast kan temperatuurverhoging leiden tot stimulatie van biologische activiteit, waardoor dit ook bij bioventing tot snellere en betere resultaten kan leiden. Bij een stijging van de temperatuur (tot 30°C) met 10°C neemt ook de afbraaksnelheid toe met een factor van ca 3.
Verhoging van de temperatuur kan het toepassingsgebied dus vergroten maar is erg kostbaar. Indien temperatuurverhoging echter leidt tot uitdroging van de bodem, dient rekening te worden gehouden met de toename van adsorptie.