Overzicht mogelijkheden insitu bodemsanering, waterzuivering en luchtzuivering Hannover Milieu en Veiligheidstechniek bv (HMVT)

1. Hannover Milieu- en Veiligheidstechniek B.V.
Overzicht
HMVT INNOVATIEF & DOELMATIG
Twintig jaar ervaring in bodem-,
water- en luchtzuivering

2. 2

3. 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 te
duur zijn, pakt HMVT bodemproblemen aan met
specialistische in-situ technieken’
4

5. Wie zijn wij?
Een dieseldrijflaag onder een voormalig industrieterrein, vervuild grondwater of een binnenstedelijke
verontreiniging 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. Efficiënt, slim en kostenbesparend.
In-situ technieken • monitoring stabiliteit of afbraakprocessen (monitoring op
Een in-situ sanering verwijdert bodem- en restverontreinigingen natuurlijke afbraak/stabiliteit is een passieve saneringstechniek
ter plekke. De voordelen? Diepe verontreinigingen en grote dat geen actieve/fysieke sanering behoeft. Deze
pluimgebieden zijn beter bereikbaar en sloop van gebouwen is niet saneringsmethode wordt niet verder uitgewerkt in dit document)
nodig. Een sanering staat nieuwbouw of de aanleg van infrastructuur
niet meer in de weg. Afhankelijk van de vervuiling en de grootte Binnen onze saneringsoplossingen combineren wij waar nodig diverse
daarvan, zetten we diverse in-situ technieken in. saneringstechnieken voor een optimaal resultaat. Tevens zoekt ons
R&D-onderzoeksteam continu naar innovaties om verontreinigingen
Waarom HMVT? nog efficiënter aan te pakken. We werken samen met studenten,
U zoekt een ervaren saneerder die bodemproblemen efficiënt en onderzoeksinstellingen en adviesbureaus.
slim oplost. Een bedrijf dat iedere bodemverontreiniging op maat
aanpakt en hierbij ‘state of the art’ saneringstechnieken gebruikt. Naast bodemsanering heeft HMVT in de afgelopen 20 jaar binnen zijn
Overheden, industrieën, projectontwikkelaars en grootsaneerders projecten ook ruime ervaring opgedaan met vele vormen van lucht-
kennen onze kracht. Sinds 1988 is HMVT betrokken geweest bij en (afval)waterzuivering, zowel binnen als buiten de saneringsmarkt.
honderden projecten in binnen- en buitenland. Variërend van Hierdoor beschikt HMVT niet alleen over de noodzakelijke kennis
bodemonderzoek tot pilotprojecten, van complexe saneringen om een lucht-/(afval)waterbehandelingssysteem te ontwerpen,
tot nazorgtrajecten. Klein én groot. Vrijwel elke methode is maar beschikt het ook over een zeer ruim assortiment aan
door ons toegepast en wij hebben ervaring met vrijwel elke meetinstrumenten en zuiveringsinstallaties.
verontreinigingsituatie. Niet alleen voeren wij projecten uit, wij
adviseren en ontwerpen ook. In onderstaande pagina’s wordt een verdere uitleg gegeven van de
verschillende saneringstechnieken en overige te leveren diensten
Ons bedrijf van HMVT.
Bij 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 efficiënt 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.
Saneringstechnieken
HMVT is een ‘all-round’ (in-situ) bodemsaneerder die gebruikmaakt
van de volgende behandelingsmethoden:
• extractieve verwijdering van verontreinigingen
• biologische afbraaksaneringen
• chemische saneringsmethoden HMVT Innovatief en doelmatig in-situ saneren
5

6. ‘De verontreiniging wordt
middels verschillende technieken
bovengronds behandeld’
6

7. 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
- Herinfiltratie
3. Meer Fasen Extractie (MFE)
Figure 1: bioventing system
1. Bodemluchtafzuiging Toepasbaarheid
Bodemluchtafzuiging (BLE) is een techniek waarbij met behulp van De doorlatendheid van de bodem bepaalt grotendeels de
verticale onttrekkingsfilters of horizontale drains bodemlucht aan toepasbaarheid van bodemluchtafzuiging. Bodemluchtafzuiging kan
de onverzadigde zone wordt onttrokken. Het doel kan zowel het worden toegepast in van nature onverzadigde, matig doorlatende
uitdampen van vluchtige verontreinigingen zijn en het stimuleren bodems, fijn zand en lemige bodems. Met betrekking tot de
van biologische afbraak door het inbrengen van extra zuurstof in verontreiniging is deze techniek toepasbaar voor de verwijdering
de bodem via de aangezogen lucht (bioventing) (EPA, 1995). van vluchtige verbindingen met een Henri-coëfficiënt groter dan
0,01 of een dampspanning groter dan circa 0,7 mbar.
Vaak worden bij deze techniek nutriënten geïnjecteerd om de
biologie een handje te helpen. In figuur 2 ziet u een weergave
van deze techniek. 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 onder
de terugsaneerwaarde die opgelegd is door de overheid.
Figuur 2: BLE installatie hoogvacuum systeem
7

8. 2. Grondwateronttrekking
Onttrekking van grondwater is een prima techniek voor
de extractie van verontreinigd grondwater (zie figuur 3).
Daarnaast wordt het ingezet als hulpmiddel bij biologische
of chemische saneringen. Wanneer er nutriënten of
oxidanten in de bodem zijn geïnjecteerd (herinfiltratie)
helpt grondwateronttrekking om deze door het bodempakket
te verspreiden. Grondwater kan onder meer onttrokken
worden door zwaartekrachtbemaling, vacuümbemaling en/of
deepwell bemaling.
Figure 3: Gravitational pumping
3. Meerfasen extractie
Een derde manier van grondwateronttrekking is meerfasen
extractie. Hierbij wordt op het grensvlak met de
grondwaterstand een mengsel van lucht, water en/of
(olie)product (drijflaag) ontrokken. Zie figuur 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 te
voeren, 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
Figure 4: Multiple phase extraction
meter).
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 figuur 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 in
het grondwater en verontreiniging die geadsorbeerd is in de
bodemmatrix. Figuur 5: Impressiefoto opstelplaats + saneringsinstallatie bij grote olieopslaghaven
8

9. Figure 6: Different forms of substance transport
Dit wordt uitgedrukt in de distributiecoëfficiënt Kd. Bij de Referentie HMVT
vrachtberekening is het belangrijk om beide mee te nemen. Omdat 1. Antwerp Belgium (Turnover >2,000,000 euro): Drijflaagsanering
waterlichamen doorgaans in beweging zijn, zijn er twee processen op grote schaal met meer dan 600 saneringsfilters. Drijflaag van
die plaatsvinden namelijk: adsorptie waarbij verontreiniging ruim 1,500 m3 is verwijderd.
overgaat van de waterfase naar de geadsorbeerde fase (vaak aan
de front); en retardatie waarbij verontreiniging overgaat van de 2. Antwerp Belgium (Turnover 280,000 euro): Combinatie van
geadsorbeerde fase naar de waterfase. Dit laatste verschijnsel drijflaagsanering, grondwateronttrekking, persluchtinjectie en
zorgt ervoor dat een concentratiefront zich trager voortbeweegt bodemluchtextractie. Drijflaag volledig weggenomen.
dan het water zelf. Dit wordt ook wel aangeduid als nalevering.
3. Dendermonde Belgium (Turnover 92.000 euro). Verwijderen van
drijflaag met Meer-Fasen-Extractie. Drijflaag compleet weggehaald
waardoor saneringsdoelstelling is behaald.
9

10. ‘De stimulatie van de biologische afbraak loopt
via optimaliseren van de omstandigheden
waarin de afbraak optreedt’
10

11. Biologische saneringen
Bij biologische saneringen wordt de afbraak van de verontreiniging gestimuleerd. De stimulatie van de biologische
afbraak 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.
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 filters
(vlakdekkend) onder de grondwaterspiegel geplaatst. Deze techniek
wordt ingezet ter vervluchtiging van de verontreiniging uit het
grondwater (in-situ strippen) en voor het inbrengen van zuurstof in het
verontreinigde grondwater. Dit stimuleert de natuurlijke en aerobe
afbraak.
Figuur 7: Manifold met 20 aansluitingen t.b.v.
grootschalige koolstofbron injectie
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 Figuur 8: principe
Of een verontreiniging aeroob of anaeroob afbreekbaar is, kan door De afstand tussen de te plaatsen filters is sterk afhankelijk van
onze experts worden uitgezocht. In grootschalige pluimgebieden of het invloedsgebied van het geïnjecteerde lucht. Een goede eerste
als biologische scherm bieden biologische technieken een betaalbaar inschatting van deze afstand kan gemaakt worden door toepassing
alternatief. van het principe zoals weergegeven in figuur 8. Echter, specifieke
bodemeigenschappen zoals type bodem en doorlatendheid, zullen in
1. Aerobe afbraak sterke mate het invloedsgebied beïnvloeden. Geadviseerd wordt om
Gestimuleerde aerobe afbraak vindt plaats door het inbrengen van eerst een pilot uit te voeren alvorens een full scale systeem aan te
zuurstof en/of nutriënten. Dit kan door middel van persluchtinjectie leggen. Tijdens deze pilot kunnen de benodigde parameters bepaald
(PLI), bodemluchtextractie (BLE) en/of door directe injectie. worden.
11

12. Toepasbaarheid Toepasbaarheid
Persluchtinjectie is geschikt voor het behandelen van de verzadigde Verontreinigingen die aeroob biologisch afbreekbaar zijn kunnen met
zone, waarbij de onverzadigde zone tegelijkertijd mee wordt deze techniek gesaneerd worden. Olieverontreinigingen met een
behandeld. Bij het toepassen van persluchtinjectie voor het ketenlengte groter dan C30 moeten met deze techniek als moeilijk
strippen wordt de vrijkomende lucht altijd in de onverzadigde reinigbaar worden beschouwd. Eventuele NAPL-lagen dienen
zone opgevangen en gecontroleerd afgevoerd. De belangrijkste voorafgaand aan de sanering verwijderd te worden omdat deze de
parameters die bepalen of persluchtinjectie haalbaar is, is de sanering niet uitvoerbaar maken.
doorlatendheid van de bodem, de bodemopbouw en in hoe verre de
verontreiniging vluchtig zijn. Een heterogene bodemopbouw kan negatieve invloed hebben op
de saneringsduur en het saneringsresultaat, omdat minder goed
De praktijk doorlatende lagen slechter doorstroomd kan worden met lucht.
1. Vilvoorde Belgium (turnover >800,000 euro): Combinatie van Heterogeniteit kan tevens de invloedssfeer sterk wijzigen. Een
Meer-Fasen-Extractie, Persluchtinjectie en Bodemluchtextractie. pilot test in het veld kan hierover meer zekerheid geven. De
Middels persluchtinjectie chloorkoolwaterstoffen verontreiniging doorlatendheid van een homogene slecht doorlatende bodem kan
gesaneerd tot onder de terugsaneerwaarde die opgelegd is eventueel vergroot worden door de toepassing van fracturing.
door de Belgische overheid. Bodemluchtextractie heeft er voor
gezorgd dat de dampen die vrijkwamen bij de persluchtinjectie De praktijk
zijn afgezogen. 1. Antwerpen Belgium (Turnover 200.000 euro): Combinatie van
2. Oosterhout The Netherlands (turnover >200,000 euro): technieken leidde tot waardes onder de terugsananeerwaarde
Combinatie van chemische oxidatie, persluchtinjectie en van vluchtige aromaten en minerale olie. Op diverse plaatsen
bodemluchtextractie. Middels persluchtinjectie is aanwezige is geen verontreiniging meer aangetroffen. Biologische
vluchtige aromaten en minerale olie verontreinignig in het afbraakomstandigheden waren optimaal.
pluimgebied gedaald tot onder de terugsaneerwaarde. De 2. Bilthoven The Netherlands (Turnover 205.000 euro): Combinatie
combinatie tussen chemische oxidatie en persluchtinjectie heeft van persluchtinjectie en injecteren van nutriënten. Aanwezige
geresulteerd in een vrachtreductie van meer dan 90%. grondwaterverontreiniging met minerale olie en btex is gesaneerd
en goedgekeurd door bevoegd gezag.
Bodemluchtextractie (bioventing) 3. Amsterdam The Netherlands (Turnover 95.000 euro):
Bij bodemluchtextractie,ook wel bekend als bioventing, wordt de Persluchtinjectie voor biologische afbraak vluchtige aromaten en
onverzadigde zone behandeld door het aanleggen van een onderdruk minerale olie verontreiniging.
in de bodem. Hierdoor vindt verversing van de bodemlucht plaats
met buitenlucht. Door deze verversing wordt zuurstofhoudende lucht 2. Anaerobe afbraak
in de bodem gebracht waardoor de aerobe biologische activiteit Verontreinigingen kunnen ook anaërobe condities worden afgebroken
van de micro-organismen wordt gestimuleerd. Indien vluchtige via reductieve processen. In tegenstelling tot oxidatieve afbraak
verontreinigingen aanwezig zijn, kan tevens vervluchtiging optreden bij bioventing en air sparging, is niet het toedienen van een
waardoor verontreinigde lucht wordt onttrokken die mogelijk elektronenacceptor maar het toedienen van een elektronendonor
gezuiverd moet worden. De hoeveelheid te onttrekken lucht wordt (substraat) bij injecties het primaire middel. Er zijn veel
bepaald door de hoeveelheid aanwezig en afbreekbaar product. De verschillende mogelijkheden om substraten in de bodem te brengen
benodigde onderdruk wordt bepaald door de permeabiliteit van de en er zijn ook veel organische stoffen die geschikt zijn als substraat.
ondergrond.
Biologische afbraak van VOCl verontreinigingen (onder andere de
Bodemlucht kan worden onttrokken via verticale filters. Indien ontvettingsmiddelen tetrachlooretheen (PCE) en trichlooretheen
er bebouwing aanwezig is kunnen met behulp van gestuurde (TCE) is mogelijk onder de juiste Redox condities en in aanwezigheid
spoelboringen of persboringen drains onder een hoek onder de van substaat (DOC). Een micro-organisme gebruikt een andere
bebouwing worden aangebracht, om een gerichte onttrekking van stof (substraat) als voedsel en breekt daarbij ook gechloreerde
lucht mogelijk te maken. 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 figuur 10 is dit proces weergegeven.
Injectie ENNA (shock-load)
Afhankelijk van de locatiespecifieke 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

13. • 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 de
beschikbaarheid van de verontreiniging in bijvoorbeeld de
bronzone, of de afwezigheid van geschikte bacteriën. Eventueel
Figuur 10: principe biologische afbraak met ENNA kunnen we aanvullend bacteriën injecteren.
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). De
techniek 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 fijne emulsie gemaakt die nog het meest op melk
lijkt. Dit laat zich goed in de bodem injecteren tot grote diepte. De Figuur 11: De biostimulator
kleine deeltjes (2 tot 10 µm) verspreiden zich gemakkelijk tot in de
bodemmatrix.
• Het substraat komt geleidelijk in de tijd beschikbaar voor de De praktijk
biologie; 1. Dordrecht The Netherlands (turnover 73.000 euro):
• Er wordt een enorme hoeveelheid substraat tegelijkertijd grondwateronttrekking en infiltratie van groundwater met
ingebracht: hierdoor is één injectie in beginsel voldoende; biologische stimulatie: Door grondwater op te pompen, te
• ENNA is relatief goedkoop; voorzien van substraat en dit mengsel weer te infiltreren hebben
• Bij ENNA doet zich of nauwelijks verzuring voor zoals je dat wel we met anaerobe afbraak een grote pluimzone gesaneerd.
ziet bij lactaat en bijvoorbeeld melasse. Een lage pH (als gevolg van 2. Zwolle The Netherlands (turnover 700.000 euro): chemische
de verzuring) is slecht voor de biologische afbraak; oxidatie in combinatie met gestimuleerde afbraak. De
• Door het slow-release effect zijn de omstandigheden voor de chemische oxidatie heeft een groot gedeelte van de aanwezige
biologie gedurende lange tijd zeer gunstig en constant in de tijd. VOCl bron verwijderd. Door injectie van het eigen ontwikkelde
• Verontreiniging wordt minder mobiel: VOCl verontreinigingen ENNA hebben we daarna de biologische afbraak met succes
lossen circa 1200x beter op in de soja-olie dan in grondwater. gestimuleerd. Op 1 peilbuis na zijn de concentraties gedaald
Er vindt een verschuiving plaats: de verontreinigingen lossen tot onder de terugsaneerwaarde.
vanuit de water- en grondfase op in het substraat. Het gehalte 3. Veghel The Netherlands (Turnover 350.000 euro):
verontreinigingen in het grondwater daalt ter plaatse van de gestimuleerde afbraak van VOCl verontreiniging met
substraatinjectie vrij snel omdat de verontreinigingen oplossen in ENNA. Plaatsen van bioscherm met injectie van duurzaam
het substraat. Tevens ontstaat hierdoor een optimale menging tussen koolstofbron ENNA. Middels drie bioschermen wordt de
het substraat en de verontreiniging. Dit effect zie je vooral bij verontreiniging in de pluim, die een paar honderd meter lang
residuair en puur product. is, tegen gehouden.
13

14. ‘Een techniek die zich de laatste jaren heeft
bewezen is chemische oxidatie’
14

15. Chemische saneringen
Onder chemische saneringen kunnen twee typen worden onderscheiden: chemische oxidatie (1) en chemische
reductie (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.
Het kan voorkomen dat de verspreidingsrisico’s van mobiele Met ISCO kan een groot aantal verontreinigingen worden
verontreiniging (bijvoorbeeld zware metalen) niet of heel moeilijk afgebroken. Welke verontreinigingen dat zijn is afhankelijk van het
op te heffen zijn met behulp van extractieve, biologische of oxidatiemid¬del. In de overzichtstabel (tabel 1, zie volgende pagina)
overige chemische saneringstechnieken. Een oplossing kan zijn om is aangegeven welke verontreini¬ging met welk oxidatiemiddel
deze verontreiniging dan te immobiliseren, ook wel ‘vastleggen’ kan worden verwijderd. Chemicaliën zijn gerangschikt van
genoemd. Deze technieken vallen onder het kopje ‘chemische krachtig (bovenaan) naar minder krachtig (onderaan). Minder vaak
saneringen’ omdat het vastleggen een (bio)chemische reactie is voorkomende verontreinigingen zijn niet in de overzichtstabel
waarbij aanwezige verontreiniging reageert met een in te brengen opge¬nomen, maar kunnen mogelijk wel worden gesaneerd met
substraat zodat deze immobiel wordt. Meer hierover onder het kopje behulp van ISCO. Een haalbaarheidsproef in het gespecialiseerd
‘2. chemische reductie’. proeflaboratorium 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:
H2O2 + 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
Figuur 12: injectorhead enkele dagen in water en zuurstof. Hierdoor is de reactietijd in
de bodem alleen van korte duur. Aan de andere kant worden geen
1. Chemische oxidatie reactieproducten gevormd die tot problemen kunnen leiden. De
Bij in-situ chemische oxidatie (ISCO) wordt een sterk oxidatiemiddel Fenton’s reactie werkt alleen goed bij lage pH van tussen 2 en 6.
als vaste stof, verdund met water of samen met lucht in de bodem Ideaal is een pH van 4 tot 5 omdat bij een lage pH Fe2+ stabiel blijft
gebracht. Wanneer het oxidatiemiddel in de bodem in contact en niet onder de gecreëerde aerobe omstandigheden compleet als
komt met de verontreiniging wordt deze via de chemische weg ijzeroxide of hydroxide neerslaat.
afgebroken (geoxideerd) tot onschuldige verbindingen, waaronder
water en kool¬stofdioxide. Er worden binnen de bodemsanering In het door HMVT toegepaste proces wordt de bodem eerst
verschillende oxida¬tiemiddelen toegepast waarbij, afhankelijk ‘oxidatiegereed’ gemaakt. Dit gebeurt door de pH van de bodem
van het oxidatiemiddel, de afbraak van de verontreiniging indirect omlaag te brengen naar 3,5 tot 4. Tegelijkertijd wordt ijzer ingebracht
via zeer krachtige oxiderende deeltjes verloopt, of direct met de in de vorm van ijzersulfaat. Een probleem hierbij kan de grote buffer-
verontreiniging. capaciteit van de bodem zijn door bijvoorbeeld een hoog kalkgehalte.
15

16. Oxidant Pollution situation Can be applied to Cannot be applied to
Fenton’s reagent and Enhanced source area - may or may (chloro)ethenes, weathered/heavy fraction
Fenton’s reagent not contain pure product, (chloro)ethanes, mineral oil, higher alkanes,
high groundwater levels BTEX, light fraction mineral heavy fraction PAH, PCB,
oil and PAH, free and complex
cyanides, phenols, phthalates,
MTBE, THF
Ozone/peroxide source area - may or may (chloro)ethenes, heavy fraction PAH2,
not contain pure product1, (chloro)alkanes, PCB 2), complex cyanides
high groundwater levels in mineral oil, BTEX,
the plume area lighter fraction
PAH, free cyanides, phenols,
phtha-lates, MTBE
Persulfate source area - may or may (chloro)ethenes, heavy fraction PAH, PCB
not contain pure product, (chloro)alkanes,
high groundwater levels BTEX, lighter fraction PAH,
phenols, phthalates, MTBE
Ozone source area - may or may (chloro)ethenes, mineral oil3, (chloro)alkanes, heavy
not contain pure product, BTEX, lighter fraction PAH, free fraction PAH, PCB, complex
high groundwater levels in cyanides, phenols, phthalates, cyanides
plume area MTBE
Permanganate source area - may or may chloroethenes, TEX4, phenols benzene, (chloro)alkanes,
not contain pure product, mineral oil, PAH, PCB, cyanides
high groundwater levels
Table 1: Overview table
1
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).
Na het oxidatiegereed maken van de bodem wordt de waterstof- noodzakelijk om de pH omlaag te brengen naar 3,5. Ten opzichte van
peroxide in de bodem geïnjecteerd. De waterstofperoxide wordt traditionele Fentons Reagens heeft dit als voordeel:
geïnjecteerd in concentraties tussen 5 en 15% peroxide. Tijdens de • de pH gaat niet omlaag. Dit is gunstig als in later stadium
injectie van de waterstofperoxide worden in het veld de concentraties biologische afbraak als vervolgstap toegepast wordt;
waterstofperoxide, temperatuur, pH, Ec, zuurstofgehalte, ijzer II, • dit kan ook worden toegepast in de bodems met een hoge
drukken, debiet per filter en de Redox gemeten. Alles is erop gericht buffercapaciteit (bodems met veel kalk dus);
om het proces goed onder controle te houden. • 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
Figuur 13: De mobiele injectie unit het saneren van bodemverontreinigingen.
De techniek is met name geschikt voor goed tot matig doorlatende
Enhanced fenton’s bodems. Indien de bodem slecht doorlaatbaar is, zijn speciale
Door HMVT wordt ook Enhanced Fentons Reagens toegepast. toedieningstechnieken mogelijk zoals de ‘fracturing’ techniek.
Bij Enhanced Fenton’s wordt in plaats van zuur en ijzersulfaat Natuurlijke organische stof (OS) en/of gereduceerde anorganische
de katalysator ijzerchelaat toegepast. Hierbij is het niet meer verbindingen zoals Fe2+ kan de benodigde hoeveelheid aan oxidans
16

17. sterk doen toenemen: de zogenaamde matrixbehoefte van de grond. De koolstofbron (soja-olie) dat wordt geoxideerd geeft elektronen
Bij slechter doorlatende bodems moet rekening worden gehouden bij af, oxidatie van de koolstofbron met sulfaat geeft sulfide dat wordt
het toepassen van permanganaat. Bij de reactie met permanganaat gereduceerd.
ontstaat mangaanoxide (MnO2¬), dat slecht oplosbaar is en
neerslaat. Het kan leiden tot verstopping van de bodemporiën als De praktijk
hoge concentraties aan verontreiniging aanwezig zijn, bijvoorbeeld Pilot in Nederweert The Netherlands (Turnover 80.000 euro):
puur product in de bronzones van de verontreiniging. injectie koolstofbron (pump & treat) in combinatie met
grondwateronttrekking van zware metalen (oa zinkverontreiniging).
De praktijk Verspreiding van zink in het grondwater is volledig tegengegaan door
1. Ermelo The Netherlands (turnover 107,000 euro): Chemical succesvolle vastlegging van zink.
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): Chemische
oxidatie van vluchtige aromaten en minerale olie met rendement
met meer dan 90%.
2. Chemische reductie
Daar 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 Figuur 14: Nano ijzer in oliebel
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). ‘FENNA’
Chemische reductie wordt toegepast op die plaatsen waar puur
Vastlegging product is aangetroffen. Door de reductie van Fe0 onder sterk
Een veel voorkomende verontreiniging waarbij eerder genoemde gereduceerde omstandigheden (Redox -300) naar Fe2+ kan PCE
in-situ saneringstechnieken niet toereikend zijn, zijn zware metalen. via de tussenproducten TRI, CIS en VC worden omgezet naar
Bijvoorbeeld zink kan worden vastgelegd door middel van sulfide. De het onschadelijke etheen. Deze techniek werkt overigens alleen
sulfide vormt een neerslag met zink in de vorm van zinksulfide (ZnS). effectief als de ijzerdeeltjes heel erg klein zijn (de zogenaamde
Van belang zijn de aanwezige macrochemische condities zoals redox ‘nanodeeltjes’ met een grootte van 100-200 nm). De reactie treedt
(onder -150mV) en zuurgraad (pH 6 of lager). Ook is de aanwezige namelijk alleen op aan het oppervlak van het ijzerdeeltje. Hoe
microbiologie belangrijk omdat bacteriën de drijvende kracht zijn kleiner het deeltje, hoe groter het relatieve oppervlak. De techniek
achter de reductie van sulfaat naar sulfide. Hieronder volgt een staat in de Verenigde staten bekend onder de naam ‘Nanoscale Zero
stappenplan van de reductieprocessen die plaatsvinden in de bodem Valent Iron’ (afgekort NZVI).
die ten grondslag liggen aan het vastleggen van zink. Deze reacties
vinden plaats bij anaerobe milieuomstandigheden in het grondwater. 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.
stap 1 Deze olie wordt vervolgens als emulsie (kleine oliedruppels van
NO3- + H+ + koolstofbron → N2 + H2O + CO2 een paar µm groot) geïnjecteerd. Na injectie in de bodem zal
reductie van nitraat (NO3-) de verontreiniging zich concentreren in de oliedruppels. In de
oliedruppel zal de verontreiniging vervolgens reageren met de ijzer-0
stap 2 nanodeeltjes.
Fe3+ + H+ + koolstofbron → Fe2+ + H2O + CO2
reductie van ijzer(3+) (Fe3+) Als het ijzer is ‘opgereageerd’ zal de biologische afbraak het
overnemen waarbij de plantaardige olie (soja) als DOC bron wordt
stap 3 gebruikt. De combinatie van chemische reductie met nulwaardig
SO42− + koolstofbron → HS−/H2S- + CO2 + H2O ijzer en ENNA wordt door HMVT toegepast onder de naam ‘FENNA’.
reductie van sulfaat
stap 4
Fe2+/Zn2+ + SO42- + koolstofbron → FeS/ZnS + H2O
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’
18

19. 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.
Figuur 16: impressiefoto testruimte 2
Naast labproeven die noodzakelijk zijn voor het verkrijgen van
aanvullende informatie voor specifieke 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,
Figuur 15: impressiefoto testruimte 1 kunnen wij dit realiseren. Naast onderzoek t.b.v. bodemsaneringen
voeren wij ook testen uit naar de meest geschikte lucht- en/of
waterzuiveringen uit. Onder het kopje ‘de praktijk’ wordt een reeks
Om deze proeven uit te voeren beschikt HMVT over een eigen van door HMVT nieuw ontwikkelde technieken opgesomd.
labruimte met benodigde apparatuur. Uit het veld wordt een water-
en/of grondmonster genomen en ingezet bij diverse proefjes op De praktijk
labschaal. Hieronder volgt een lijst met proeven en testen: 1. Ontwikkelen van nieuwe chemische oxidatietechnieken
2. Ontwikkelen van het duurzaam substraat ENNA (ENhanced Natural
Voor extractieve saneringen Attenuation)
• Doorlatendheidsproef 3. Ontwikkeling van verschillende substraat samenstellingen voor
• Verontreinigingskarakterisatie biologische afbraak van VOCl.
4. Haalbaarheidstesten voor biologische afbraak van verontreiniging
Biologische stimulatie met verschillende substraten
• Verontreinigingskarakterisatie 5. Jartesten voor optimalisatie waterzuiveringsmethoden (bv
• Bufferend vermogen ontijzering)
• Afbraaktest (aeroob en anaeroob) 6. Verspreidingsgedrag van ENNA in de bodem
• Labanalyses (ijzer, sulfaat, DOC enz..)
Ten behoeve van chemische oxidatie:
• Verontreinigingskarakterisatie
• Bepaling bufferend vermogen
• Bepaling matrixbehoefte
• Afbraaktest
19

20. ‘HMVT heeft meerdere technieken in huis die zij
zelf bouwt om de diverse verontreinigde stromen,
zowel lucht als water, te zuiveren’
20

21. 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
• Zandfiltratie
• Olie water afscheider (OWAS)
• ‘Nat’ actief kool
• Ionenwisseling
Luchtzuivering
• Katalytische verbranding
• ‘Droog’ actief kool
• Corona pulsed plasma (industriële luchtzuivering)
• Oxicator
• Biofilter (biobed)
Het ontwerp en dimensioneren van de verschillende
zuiveringsinstallaties is sterk afhankelijk van de te behandelen flow
en de onttrokken verontreiniginginstallaties.
Hieronder zijn enkele foto’s weergegeven van verschillende
zuiveringsinstallaties.
Figuur 19: Striptoren
Figuur 17: Katalytische verbranding Figuur 18: Zandfiltratie
21

22. 22

23. 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 specifieke producten en diensten.
Hannover Milieu- en Veiligheidstechniek B.V.
Postbus 174
6710 BD Ede
T NL + 31 (0)318 - 624 624
T BE + 32 (0)3 - 609 55 30
E info@hmvt.nl
www.hmvt.nl
23