In situ extractie, uitgangspunten voor het ontwerp, combinatie met andere technieken
In situ extractie en grondwater onttrekken
Het gebruik van middelen die de mobiliteit van verontreinigingen vergroten, kan tot verdere verspreiding van verontreinigingen leiden. Met name wanneer verontreinigingen worden gemobiliseerd die zwaarder zijn dan water, bestaat een kans op verspreiding doordat de verontreinigingen naar beneden zakken [Fountain]. Het stromingspatroon op de locatie zal ook deze zakkende verontreinigingen moeten afvangen. Het onttrekkings- en infiltratiesysteem zal daarom naast het toevoeren van additieven dienen voor een (geohydrologische) isolatie gedurende de sanering. Een belangrijk aspect daarbij is veranderingen in de doorlatendheid onder invloed van additieven. Beter is het door onderzoek een oppervlakte-actieve stof te selecteren die de verontreiniging niet mobiliseert maar oplost. Dit kan worden bereikt door een oppervlakte- actieve stof te kiezen die de grensvlakspanning niet te veel verlaagt, maar die de verontreiniging wel goed oplost.
In situ extractie en biorestauratie
De combinatie van alternatieve spoeltechnieken en biorestauratie is voor de hand liggend. De verontreinigingen worden beter beschikbaar gemaakt voor micro-organismen, die de verontreinigingen vervolgens in situ afbreken. Bij het gebruik van deze combinatie moet echter een aantal complicaties het hoofd worden geboden.
Bij gebruik van oppervlakte-actieve stoffen (surfactanten) moet gelet worden op de toxische eigenschappen van de oppervlakte-actieve stof voor de bodemorganismen. Daarnaast mag de oppervlakte-actieve stof niet als voorkeursubstraat voor het micro-organisme dienen, omdat in dat geval de oppervlakte-actieve stof wordt afgebroken en niet de verontreiniging. Een complicerende factor is dat vanaf een bepaalde concentratie oppervlakte-actieve stoffen clusters (micellen) worden gevormd waarin organische verontreinigingen bij voorkeur oplossen. In situ biologische afbraak van de verontreinigingen is slechts mogelijk wanneer micro-organismen in staat zijn verontreinigingen uit deze clusters te halen [Laha].
Bij een combinatie van spoelen met zuur en biorestauratie moet gelet worden op de maximale of minimale pH waarbij micro-organismen nog goed kunnen functioneren. Bacteriën werken optimaal bij een pH-waarde van 6 tot 8, schimmels bij een pH-waarde van 4 tot 5 [Thomas, B3].
Bacteriën zijn optimaal werkzaam in het temperatuurgebied van 15 tot 35 °C en zijn gevoelig voor temperatuurfluctuaties [Reidy]. Wanneer buiten dit temperatuurgebied wordt gewerkt met warm water kan dit (tijdelijk) een negatief effect hebben op de biorestauratie.
In situ extractie en waterzuivering
Het toevoegen van stoffen aan het grondwater of het verhogen van de watertemperatuur is van invloed op de werking van technieken voor het zuiveren van het grondwater, zoals actieve koolfiltratie, biologische zuivering of strippen.
De adsorptiecapaciteit van actieve kool neemt af bij hogere temperaturen, wat het zuiveringsrendement beïnvloedt wanneer wordt gespoeld met warm water. Door de verbeterde oplosbaarheid van verontreinigingen bij gebruik van oppervlakte-actieve stoffen treedt een verminderde adsorptie op aan actieve kool. Bij gebruik van organische additieven zal adsorptie van additieven aan de actieve kool het rendement sterk beïnvloeden en kan schuimvorming problemen geven.
Het effect van oppervlakte-actieve stoffen op de biologische zuivering is afhankelijk van het type stof dat gebruikt wordt. Laboratoriumonderzoek zal daarom moeten uitwijzen of biologische zuivering van water met verontreiniging en surfactant mogelijk is. Biologische zuivering is optimaal werkzaam bij temperaturen tot 35 °C en is gevoelig voor temperatuurfluctuaties. Bij spoelen met warm water moet hiermee rekening worden gehouden.
Door een verbeterde oplosbaarheid van verontreinigingen bij gebruik van oppervlakte-actieve stoffen treedt een sterke rendementsverlaging van striptorens op [Ellis]. Voor spoelen met warm water geldt dat het strippen van vluchtige verontreinigingen beter verloopt naarmate de watertemperatuur stijgt.
De kosten voor spoelen met additieven worden voor een belangrijk deel bepaald door de aanleg van het systeem en de kosten van de additieven. Het terugwinnen van de additieven kan daarom kosteneffectief werken. Daar de alternatieve spoeltechnieken in Nederland op bescheiden schaal zijn toegepast, is hiermee nog geen ervaring opgedaan.