Machelen - Biochimsite

Historiek

Dit terrein bevindt zich op de Rittwegerlaan-Kerklaan in Machelen. Het terrein is aangetast door een ernstige historische verontreiniging ten gevolge van een onzorgvuldige exploitatie van een solventrecuperatie en distillatie-eenheid. Deze installatie is door een bijzonder ernstige brand in 1993 volledig verwoest, wat de verontreiniging van het terrein nog erger maakte. Duizenden liters solvent kwamen in de bodem terecht door lekverlies, exploderende tanks en bluswater.

De polluenten voorkomend in bodem en grondwater zijn onder meer minerale olie, BTEX, EOX, VOCl, fenolen en PAK's. Onder de site is eveneens een omvangrijke drijflaag-smeerzone van puur product aanwezig bestaande uit een cocktail van bovenvermelde polluenten en met een dikte variërend van 5cm tot 3m. 

De verontreiniging afkomstig van het terrein S.R.I. heeft zich eveneens verspreid naar het diepere grondwater (8 tot 15m onder maaiveld). Hierdoor heeft de verontreiniging zich reeds tot ver buiten de perceelsgrenzen verspreid en zich daar tevens vermengd met andere verontreinigingspluimen afkomstig van andere percelen.

Veiligheidsmaatregelen

Op en rond het terrein van S.R.I. nv (ook wel de voormalige Biochimsite genoemd) worden momenteel ambtshalve veiligheidsmaatregelen ambtshalve uitgevoerd.

De vervuiling met oplosmiddelen (benzeen, tolueen) en vluchtige organische verbindingen dringt, via de kelders, bovendien enkele aanpalende huizen binnen. Gezien de hoge luchtconcentraties in de woningen, gelegen aan de Kerklaan, was er sprake van een onmiddellijk gevaar voor de volksgezondheid. Veiligheidsmaatregelen zijn dan ook absoluut noodzakelijk. Enkele kelders zijn voorzien van een ventilatie en in één woning passen we de techniek van 'bodemluchtextractie' toe. Deze techniek creëert een drukverschil waardoor de dampen uit de drijflaag niet door de bodemplaat kunnen dringen.

Zolang er geen omvangrijke saneringswerken uitgevoerd worden op het terrein van S.R.I. nv, blijven deze veiligheidsmaatregelen van kracht.

Binnenluchtmeting

Bodemonderzoek en pilootproeven

Omwille van de complexiteit van dit onderzoek pakt de OVAM dit project gefaseerd aan. In  eerste instantie werd in opdracht van de OVAM een beschrijvend bodemonderzoek van de productzone opgemaakt.

Tussen mei en december 2011 werden reeds vier pilootproeven uitgevoerd op de site: bodemluchtextractie, multifase-extractie, ontgraven onder gesloten atmosfeer en drijflaagrecuperatie met behulp van skimmers. Om praktische en juridische redenen (opgesplitst BBO) wordt momenteel, net als bij de vorige pilootproeven, enkel het ondiepe pakket tot 4m onder maaiveld in beschouwing genomen.

Eind 2012 werden door de OVAM twee bestekken gelanceerd voor het uitvoeren van bijkomende pilootproeven waarbij het effect van een in-situ opwarming van de bodem wordt nagegaan. Verwacht wordt dat de onttrokken vuilvracht per tijdseenheid significant stijgt door de opwarming.

De algemene offertevraag voor de opdracht multifase-extractie in combinatie met in-situ thermische desorptie werd gegund aan de THV Jan De Nul – Envisan – Ecologia.
De opdracht voor in-situ thermische desorptie werd gegund aan THV Jan De Nul – Envisan die voor deze opdracht samenwerkt met de firma TPS Tech.
De OVAM wenst beide technologiën met elkaar in concurrentie te stellen.

Multifase-extractie en in-situ thermische desorptie

Voor de opwarming van de bodem wordt gekozen voor Radio Frequency Heating (RFH). RFH gebruikt elektromagnetische energie om de bodem op te warmen. Hierbij wordt een snel oscillerend, elektromagnetisch veld aangelegd in de bodem. Bij RFH ligt de frequentie van oscillatie in het MHz-gebied. Alle molecules met een dipoolmoment positioneren zich volgens hun lading in het elektromagnetisch veld. Door de oscillatie van het veld, roteren deze molecules continu volgens het veld, dit is de zogenaamde dipoolrotatie. Bij deze rotatie ontstaan wrijvingskrachten en botsen molecules met elkaar. Deze bewegingen zorgen ervoor dat de bodem opwarmt. De warmte breidt zich verder uit via conductie, convectie (damp) en infraroodstraling. Deze processen zijn allen secundair in vergelijking met het directe effect van de golven. Naast de dipoolrotatie werden ook andere bewegingen aangetoond binnen molecules (o.a. kationische shift in zeolieten). Net als bij ERH is de verhoging van de dampspanning het belangrijkste effect van de opwarming. Fracturing en stoomstrippen treden bij RFH ook op. Deze techniek is in staat om de bodem op te warmen tot boven 300°C (afhankelijk van de gebruikte frequentie). Het grote voordeel van deze techniek is dat deze niet afhangt van de permeabiliteit van de bodem voor gasstromen of van de thermische conductiviteit en dat deze zowel in verzadigde als onverzadigde zone wordt gebruikt. In tegenstelling tot ERH is er bij RFH geen beperking naar vochtgehalte toe. Bij ERH dient een voldoende hoge elektrische conductiviteit gegarandeerd te worden, RFH is hierdoor niet gelimiteerd. Hierdoor wordt RFH zowel in de verzadigde als in de onverzadigde zone probleemloos toegepast.

De RF-elektrodes zijn eenvoudig opgebouwd en kunnen goedkoop gefabriceerd worden. Door openingen in de elektrodes worden selectief discrete bodemintervallen afzonderlijk opgewarmd. Merk op dat dit in schril contrast staat met ERH waar de verzadigde zone sterk moet opgewarmd worden om vervolgens door conductie en convectie de bovenliggende laag op te warmen.
De productie van stoom rond de elektrode en de ontsnapping van gassen naar het maaiveld wordt gemonitord en onder controle gehouden door middel van een afzonderlijk ventilatie- en zuiveringssysteem binnen de ‘shields’ (kooi van Faraday - zie verder). Bij hoge temperaturen ontstaat stoom in de bodem en worden drukken opgebouwd waardoor een dergelijk systeem zeker nuttig blijkt.
De energiekost van RFH is vergelijkbaar met deze van ERH en varieert tussen 20 en 30% van de totale saneringskost. De totale energieconsumptie wordt lager ingeschat dan bij conventionele saneringen door het drastisch reduceren van de saneringsduur.

Een groot nadeel van de techniek was tot voor kort dat een groot deel van de energie verloren ging bij de generatie van de radiogolven. Bij de laatste RF-generatoren wordt echter een rendement tot 85% gehaald (voorheen ca. 50%). Om veiligheidsredenen dient rond elke RFH-elektrode een kleine kooi van Faraday, een zogenaamd ‘shield’, geplaatst te worden om ervoor te zorgen dat het elektromagnetisch veld zich enkel in de bodem manifesteert. Voor de uitvoering van deze techniek wordt beroep gedaan op het in Groot-Brittannië gevestigde Ecologia Environmental Solutions. Ltd. Ecologia heeft ruime ervaring met de techniek en deze werd uitgebreid gedocumenteerd in eigen en onafhankelijke publicaties. De techniek won in 2009 de Brownfield Briefing Award voor beste innovatieve technologie.

Multifase-extractie + Radio Frequency Heating

Voor het uitvoeren van deze pilootproef wordt gebruik gemaakt van conductie door hete lucht. Het voordeel van deze techniek is dat het gesloten buizensysteem zorgt voor optimale conductie en dat hoge temperaturen mogelijk zijn. Het nadeel is dat conductie afhankelijk is van de gradiënt die kan gecreëerd worden. Hoe minder doorlatend de bodem, hoe hoger de luchttemperatuur dient te zijn om voldoende conductie te bekomen. Hierdoor is een dicht netwerk nodig in minder doorlatende bodems. Het vochtgehalte is eveneens sterk limiterend.

Voor deze techniek zal beroep gedaan worden op de expertise en ervaring van TPS Tech als technologieleverancier (NSR®-technologie).
De techniek werkt met bovengrondse gasbranders (NSR® gasbranders) die hete lucht produceren. Deze hete lucht wordt in eerste instantie door een verticale buis gestuurd, waarna het via een bovengrondse leiding doorheen een tweede verticale buis wordt gestuurd om vervolgens bovengronds opgevangen en afgeleid te worden. De circulatie van de warme lucht gebeurt door middel van een blower aan het einde van de leiding. Alle leidingen zijn gesloten waardoor er geen rechtstreeks contact is tussen de bodemlucht en de warme lucht.
Deze techniek heeft als grootste voordeel dat een erg hoge temperatuurgradiënt kan worden aangelegd (>250°C) waardoor naast de opwarming van de bodem en de daarbij horende verhoogde mobiliteit van de verontreiniging ook in-situ afbraak (oxydatie/pyrolyse/hydrolyse) optreedt in de onmiddellijke omgeving van de conductieleidingen.

Conductieleidingen

 

Leidingnetwerk

 

Sanering Biochimsite
Machelen Biochim
Contact

Bert Van Goidsenhoven
015 284 550
ambtshalve@ovam.be