In situ strippen/persluchtinjectie, uitvoeringsvormen, stoom gestimuleerde extractie (SGE) 2
Stoom gestimuleerde extractie (SGE) is een specifieke uitvoeringsvorm van in situ strippen/persluchtinjectie. De wijze van uitvoering van SGE is sterk afhankelijk van de verontreinigingssituatie en de bodemopbouw. De meest gehanteerde configuratie is injectie van-buiten-naar-binnen. Hierbij worden cellen gecreëerd waar de extractie in het midden plaatsvindt en de injectie aan de rand. Afhankelijk van de omvang van het aan te pakken gebied zal één of zullen meerdere cellen noodzakelijk zijn. In onderstaande figuur 1 is het schematisch weergegeven.
Figuur 1 Schematische weergave stoominjectiesysteem
De toepassing van SGE kan zowel in de verzadigde als de onverzadigde zone. De wijze van uitvoering voor beide zones kan gelijk de uitvoering van SGE in de verzadigde zone, maar kan onder bepaalde condities ook hiervan afwijken.
Verzadigde zone
In het algemeen kan gesteld worden dat bij uitvoering in de verzadigde zone voor de extractie een gecombineerd extractiefilter noodzakelijk is. In dit filter wordt met een dompelpomp onder in het filter de vloeistoffase en met een aansluiting op een centraal vacuümsysteem de gasfase onttrokken. Het gebruik van een dompelpomp (verdringerpomp) voor de onttrekking van de vloeistoffase is essentieel om controle te houden op de gemobiliseerde verontreiniging (opgelost en puur product) in de vloeistoffase en voor de sturing van de warmte door de bodem. Door het opwarmen van de bodem tot voorbij het kookpunt kan voor de vloeistofextractie effectief geen gebruik gemaakt worden van een systeem waarbij de vloeistof middels onderdruk op maaiveld wordt onttrokken (vacuümpomp met haalbuizen etc.). Door het aanbrengen van onderdruk wordt het kookpunt verlaagd en zal het water verdampen. Hierdoor is voldoende hydraulische controle en sturing op diepte niet meer mogelijk waardoor verspreidingsrisico's van zowel stoom als verontreiniging kan optreden.
Figuur 2 Toepassing stoominjectie in verzadigde zone
Onverzadigde zone
De bodemlucht en later stoom dient onttrokken te worden met een vacuümsysteem met voldoende capaciteit en onderdruk. Wederom voor voldoende controle en afvoer van de gemobiliseerde verontreiniging. De injectie van stoom vindt plaats via filters op één of meerdere diepte-intervallen.
Voor specifieke gevallen kan van deze configuratie afgeweken worden. Dit is met name mogelijk bij drijflagen van zeer vluchtige verbindingen. In die gevallen kan voor de extractie veelal volstaan worden met twee-fase-extractiesystemen waarbij zowel de waterfase als de gasfase middels een vacuüm worden geëxtraheerd (via bijvoorbeeld haalbuizen). Dit is mogelijk omdat de drijflagen accumuleren op de grondwaterspiegel. Veelal is het ook mogelijk de drijflaag aan te pakken via de onverzadigde zone alleen en is een robuuste grondwaterextractie voor goede hydraulische beheersing van het gebied minder essentieel.
In elke situatie worden de onttrokken vloeistoffen en gassen bovengronds gekoeld, gezuiverd en geloosd op riool of buitenlucht.
Monitoring
Stoom gestimuleerde extractie is een agressieve techniek waarbij veel processen snel verlopen en derhalve goede controle noodzakelijk is. De sturing van het gehele proces geschiedt op basis van de injectiedrukken, temperatuur in de bodem, de hoeveelheden stoom en de debieten en concentraties aan verontreinigende stoffen in het ontrokken grondwater en de onttrokken gassen goed gecontroleerd te worden wat de injectie drukken, hoeveelheden en temperaturen zijn van het geïnjecteerde stoom.
Daarnaast is het opstellen en vrijwel continu bijhouden van de massabalans, stofbalans en energiebalans van groot belang.
Voor de temperatuursmetingen kan gebruikt gemaakt worden van thermokoppels of glasvezel metingen. Daarnaast zullen thermisch resistente peilbuizen noodzakelijk zijn om fluctuaties in grondwaterstanden in de omgeving van de sanering te controleren. Het in het hete veld tijdens operatie nemen van grond- en grondwatermonsters voor analyse in het laboratorium is moeilijk en veelal niet noodzakelijk. De hete monsters zijn veelal niet goed te analyseren.
Kostenbepalende aspecten
Stoom gestimuleerde extractie is een techniek waarbij de verontreiniging in korte tijd gesaneerd wordt. Het voordeel hiervan is dat de verontreiniging snel weg is. De financiële middelen worden dan ook in een kort tijdsbestek aangesproken. De vier voornaamste kostenbepalende factoren zijn:
- zuivering van de onttrekking gas- en vloeistofstromen
- installatie van de injectie en extractiemiddelen en -systemen
- monitoring van het proces
- energie voor de productie van de stoom
Afhankelijk van de situatie kan de onderlinge verhouding variëren. De energiekosten zijn veelal in de orde van 15 tot 20% van de totale projectkosten.