Reff - Rena fraktioner i förorenade massor, Bengt Rosén, SGI
•Download as PPTX, PDF•
0 likes•1,111 views
.
Recommended
Recommended
More Related Content
More from Geological Survey of Sweden
More from Geological Survey of Sweden (20)
Reff - Rena fraktioner i förorenade massor, Bengt Rosén, SGI
- 1. ReFF - Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor Bengt Rosén På säker grund för hållbar utveckling
- 2. Vad är problemet? 1. Förorenade massor efterbehandlas oftast genom schaktsanering inklusive deponering på extern deponi trots att en stor del utgörs av rena massor. 2. Vilka krav ställs på rena massor? 3. Hur kan man undersöka om massorna är Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 2 rena?
- 3. Massor – Avfall - Återvinning • Massa? Finns ingen definition. • Förorenad eller inte? • Avfall? Ja, om 15 kap 1§ MB uppfylls. Klassas efter farlighet. • Är hela volymen avfall? Nej, inte om man kan avskilja rena massor för återvinning. • Rena massor? Jämförs med normala bakgrunds-halter eller om riskerna anses acceptabla. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 3
- 4. Några förtydliganden 15 kap 1§ MB. Med avfall avses varje föremål, ämne eller substans som ingår i en avfallskategori och som innehavaren gör sig av med eller avser eller är skyldig att göra sig av med. End of waste (EU:s ramdirektiv, NV Handbok 2010:1). Avfall upphör att vara avfall om ämnet eller produkten inte kommer att leda till allmänt negativa följder för miljö och hälsa. Om avfallet överskrider nivåer för mindre än ringa risk eller om återvinningen av andra skäl utgör en större miljörisk är det indikation på att verksamheten ska anmälas eller tillståndsprövas. Återvinning? Ja, om åtgärdens huvudsyfte är att avfallet kan användas på ett sätt som bidrar till att bevara naturresurserna genom att exempelvis ersätta andra material som annars skulle ha behövts för detta ändamål. Ej kvittblivning! MÖD 2005:65. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 4
- 5. Förtydligande - Rena massor Mark- och miljödomstolen (MMD 219-09, 2009-06-09) Med ”rena jordmassor” avses i detta fall massor där det inte finns någon misstanke om att massorna kan vara förorenade. Vid tveksamhet gäller att de genomsnittliga halterna av farliga ämnen inte får vara högre än de normala bakgrundshalterna. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 5
- 6. Rena massor - Förorenade områden Förorenat? Om föroreningshalterna är högre än de normala bakgrundshalterna. Kan man tillåta högre halter, vilka är riskerna? Förenklad eller fördjupad bedömning, är riskerna acceptabla? Representativ halt för objektet: Medel, UCLM, max, percentil. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 6 Riskbedömning: Vid riskbedömningen jämförs med generella/plats-specifika riktvärden som utgör en grund när man går vidare för att fastställa åtgärdsmål dvs. om riskerna är acceptabla.
- 7. Komplikation 1 - Partikelstorleken Partikelstorleken påverkar metallhalten. Proportionellt sett innehåller mindre fraktioner högre metallhalter. NV 1999, rapport 4918. Dvs. Viktigt att kunna avgränsa föroreningen till viss fraktion. SGU:s geokemiska kartering utgör underlag för jämför-värden. Analyser görs på fraktioner < 0,063 mm (lera-silt). Dessa halter är 1,4 ggr högre än de fraktioner som man i normalfallet analyserar på dvs. fraktionen < 2 mm (lera-sand). Dvs. Vi gör jämförelser mot halter som kan vara 40 % för höga. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 7
- 8. Komplikation 2 – Analys- och lakmetoder Nuvarande metallanalyser baseras på äldre och delvis modifierade svenska standarder där uppslutningen avviker från den europeiska standarden (SS-EN 16174:2012. Slam, behandlat bioavfall och mark – Uppslutning av kungsvattenlösliga fraktioner av grundämnen). Naturvårdsverket ser därför över hur en övergång till denna standard kan genomföras. Arbete pågår också för att införa den europeiska stan-darden för lakning av grova material dvs. en övergång från uppslutning med 7 molar salpetersyra (HNO3) till kungsvatten (aqua regis/regia). Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 8
- 9. Återanvändning i praktiken En litteraturstudie utförd av SGI med syftet att klarlägga hur man kan återanvända rena fraktioner i förorenade massor gav följande resultat: • En åtgärdsutredning ska bl.a. innehålla krav på vilka massor som ska åtgärdas, acceptabla resthalter i kvarlämnad jord samt hur och med vilken säkerhet man skall kontrollera att åtgärdskraven uppfylls. Källa: NV:s handbok ”Åtgärdskrav vid efterbehandling”, 1997. • Saneringar har genomförts där grövre material (större stenar och block, > 200 mm) sorterats ut och återanvänts. Källa: Hållbar sanering ”Åtgärdslösningar – erfarenheter och tillgängliga metoder”, 2006. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 9
- 10. Sortering med skaksikt Siktduk 0-10, 10-30, 30-150, > 150 mm Vägning Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 10
- 11. Sortering - Wermlandskajen Osorterat material Sorterat material, 10-30 mm Fingrus 4 %, Sand 16 %, Silt 21 %. 0-10 mm. Fält 64 %. Lab 70 %. 10-30 mm. Fält 22 %. Lab 22 %. 30-150 mm. Fält 14 %. Lab 8 %. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 11
- 12. Sortering - Gusum Morän Svart material (kol, koks, Svart material aska, träbitar, tegel) Brun morän 24,7 % Svart material Korrigerat efter siktning av fraktionen 30-150 mm: Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 12 16,4 % 58,2 % 25,4 % 0-10 mm 10-30 mm 30-150 mm 44,3 % 30,9 % 0-10 mm 10-30 mm 30-150 mm 23% 30% 47% Brun morän 0-10 10-30 30-150 53% 33% 14% 0-10 10-30 30-150
- 13. Sortering – Gusum, morän (forts) Uppenbara problem när materialet är (alltför) fuktigt och/eller innehåller hög andel finkornigt material. 10-30 mm, kladdar samman och staplas på varandra 0-10 mm, kladdar samman Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 13
- 14. Sortering - Gusum (forts) Sortering av morän vid olika naturfuktiga tillstånd, 30-150 mm Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 14
- 15. Lakförsök - Gusum Lakförsök för fraktionen 30-150 mm utfördes som kolonnförsök. De standardmetoder som normalt används för lakförsök (t.ex. SS-EN 12457-3 eller CEN/TS 14405) förutsätter att materialets kornstorlek är < 4 mm eller i vissa fall < 10 mm. För att undersöka lakbarheten för grövre material utfördes uppskalade kolonnförsök, liknande CEN/TS 14405, i tunnor. Ca 60 kg morän respektive 49 kg svart material fylldes i tunnor. Rent vatten pumpades in i tunnan från botten tills materialet var täckt. Efter fyra dygns vattenmättnad pumpades vatten in i botten och eluat togs ut från den övre delen av kolonnen. Eluatet filtrerades genom 0,45 μm filter och analyserades. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 15
- 16. Sorteringsmetoder Principschema för sortering, jordtvätt och avvattning av förorenat naturmaterial Ler Sif Silt Sig Saf Sand Sag Grf Grus Grg Sten Block Rena massor som kan återanvändas Förorenad restfraktion till avvattning Hydrocyklon 0,063-2 mm Grov våtsikt 2-40 mm Grov torrsikt 20 à 40 mm Behandling i flotationsceller och separationsspiraler. Avvattning i skruvavvattnare ner till TS 22-25 %. Ev tillsats av flockningsmedel lamellseparation. Avvattning i silbandspress till ca 20-23 %. Förorenad restfraktion till efterbehandling. 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 SORTERING EBH AVVATTNING OCH JORDTVÄTT mm Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 16
- 17. Grov torrsortering genom harpning Skopan till höger rymmer ca 1 m³ men fylls bara till ca hälften. Annars blir det för stor tyngd i skopan och stora skakningar på maskin och förare. Ca 18 sekunder per skopa => ca 100 m³/timma. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 17
- 18. Grov torrsortering (forts) Sorteringsskopa Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 18 Skaksikt Trum-sikt Stjärnsikt
- 19. Jordtvätt Metaller Olja Naturvårdsverket, 1995 Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 19
- 20. Jordtvätt (forts) Förutsättningarna att lyckas är goda om: en tillräckligt stor andel av föroreningarna är koncentrerade till ett smalt och procentuellt litet kornstorleksintervall, vanligen < ca 0,04 -0,10 mm dvs. lera-silt. Den finkorniga fraktionen avskiljs och resten friklassas. Förutsättningarna är sämre om: föroreningen är jämnt fördelad över alla kornstorlekar. Då måste jorden tvättas med tillsatta tvättmedel/hög temperatur etc. så att även vätskan måste renas. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 20
- 21. Kostnadsanalys av entreprenadkostnaderna 101 86 71 56 41 26 11 -4 Kostnadsreducering genom återanvändning Kostnad. FA, 50 km Kostnad. IFA, 150 km Kostnad. IFA, 50 km Kostnadsreducering. FA, 50 km Kostnadsreducering. IFA, 150 km Kostnadsreducering. IFA, 50 km Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 21 40 38 36 34 32 30 28 26 0 5 10 15 20 Kostnadsreducering, SEK/ton Entreprenadkostnad, MSEK Återanvändning av 50 000 ton, % Använda ingångsvärden: Aktivitet Etablering Kr Rörligt Kr/ton Sortering 20 000 10 Utläggning av grova (rena) fraktioner 150 Transport 50 km 65 Transport 150 km 125 Mottagningskostnad IFA* 300 (250-350) Mottagningskostnad FA* 500 (450-600) Inköp, transport, och utbredning rena massor. Massor +10 % 110 Resultat: Med använda ingångs-värden finns det lön-samhet redan vid några få % återanvändning.
- 22. Miljöbelastning • Återanvändning har stor betydelse för miljöbelastningen. • Nyproduktion av bergkross för återanvändning ger mycket stor klimatpåverkan. • För beräkning av klimatpåverkan kan verktyget ”Carbon footprint från efterbehandling och andra markarbeten” användas (SGF, 2012). Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 22
- 23. Sammanfattning - Praktiska erfarenheter Kunskapssammanställningen har identifierat följande erfarenheter: • Föroreningar är ofta relaterade till finkorniga partiklar (< 2 mm). • Sortering i stor skala i fält kan göras ner till ca 30 mm eller eventuellt något lägre. Den nedre gränsen är beroende av väderlek/fuktighet, andel finpartiklar (lera-silt) och typ av förorening. • På lab kan bara fraktioner > 2 mm analyseras efter krossning/malning => utspädning. Vissa metaller kan analyseras med XRF (efter kalibrering på labanalyser). • Utsorterade fraktioner kan friklassas om föroreningsnivån understiger normala bakgrundshalter (acceptabla risker). Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 23
- 24. Sammanfattning – Kunskapsluckor och brister Kunskapssammanställningen har också visat på oklarheter som gör att eventuellt rena massor inte kan friklassas: • Vilka föroreningar vidhäftar större partiklar? Är det bara organiska oljeliknande föroreningar? • Vilka förutsättningar gäller för att finkorniga partiklar ska fastna på grövre fraktioner? Fuktighetsintervall, andel lera-silt,… • Vissa föroreningar kopplade till grova fraktioner (> 2 mm) kan inte analyseras tillfredsställande. • Standarden för lakförsök av grova fraktioner har brister. Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 24
- 25. Tack för uppmärksamheten. Frågor? Återanvändning av rena fraktioner i förorenade massor. GeoArena 2014-10-15 25
Editor's Notes
- Mitt föredrag kommer att handla om ett SGI-finansierat uppdrag som utförts i samarbete med SGU och Naturvårdsverket. Dessutom har praktisk arbete genomförts i samarbete med kommunerna i Karlstad och Valdemarsvik.
- Det här är frågor som vi brottats med en tid. Resultat av arbetet kommer att publiceras dels i en rapportliknande Kunskapssammanställning dels som en Vägledning.
- Här är några påståenden som kräver förtydliganden. Till att börja med vet vi inte riktigt vad massa står för. Om massorna är ett avfall så gäller miljöbalken och dess klassning efter farlighet. Men, det finns en möjlighet sortera ut rena massor om de uppfyller vissa villkor. Massor konfronteras vi också med inom förorenade områden och det kommer jag till senare. SGI Varia 572 (2007). Sammanställning av material och användningsområden Underlag i Naturvårdsverkets regeringsuppdrag "Återvinning av avfall i anläggningsarbeten” Schaktmassor kan vara upprivet gatu- och vägmaterial såsom krossade betongplattor, sättsand, asfalt, krossat berg, naturgrus och morän. Det kan också vara sprängsten eller mullhaltig jord. Rena schaktmassor får ofta direkt avsättning från ett byggobjekt till något annat pågående objekt och kommer därför inte med i avfallsstatistiken.
- Vi håller oss kvar vid avfall. Enkelt uttryckt är avfall något man vill (eller borde) göra sig av med . Det är OK att återvinna massorna under vissa förutsättningar: Om föroreningsrisken är mindre än ringa Om huvudsyftet är att massorna behövs och att man därmed inte behöver köpa och transportera fram andra rena massor. Det får inte betraktas som kvittblivning.
- Generellt sätt betraktas massor som rena om föroreningshalterna är lägre än de normala bakgrundshalterna. Men, som tur är, det är inte hela sanningen. Och för att komma vidare gör jag nu en övergång från anläggningsarbeten till förorenade områden dvs. från verksamheter med förorenade massor till områden med förorenade massor som kan bli aktuella för efterbehandling.
- Normala bakgrundshalter… Det börjar bli tjatigt men jag vill läsa upp NV:s definition av förorening (Rapport 5078, Bilaga 1): Ett ämne som härrör från mänsklig aktivitet och som förekommer i jord, berg, sediment och vatten eller byggnadsmaterial i en halt som överskrider bakgrundshalten. Vi måste först precisera vad som är representativt för de aktuella massorna och då finns olika statistiska begrepp att ta till. Det representativa värdet jämförs sedan med generella eller platsspecifika riktvärden i en riskbedömning. Man kan då komma fram till att riskerna är acceptabla . Om inte bedöms om en åtgärd är miljömässigt motiverad, tekniskt möjlig och ekonomiskt rimlig. UCML. Den övre konfidensgränsen för medelhalten. En percentil är det värde på en variabel nedanför vilken en viss procent av observationerna av variablen hamnar. Så är till exempel den tjugonde percentilen P20 det värde som delar observationsvärden så att 20 procent av dem är mindre än P20 och 80 procent är större.
- Så långt juridiska aspekter på rena massor. Jag kommer nu in på tekniska frågor när man ska avgöra om massan är förorenad eller inte. En förutsättning för att kunna sortera ut rena massor är att föroreningarna är koncentrerade till ett begränsat intervall av partikelstorlekar. Normalt gör vi en konservativ jämförelse eftersom halter från de egna objektet är framtagna på partiklar <2 mm (lera-sand). Det vi jämför med är ofta SGU:s geokemiska kartering med analyser på fraktioner som är < 0,063 mm (lera-silt). Skillnaden kan vara upp till 40 %.
- Det finns också skillnader hur laboratorierna arbetar och det kan bli förändringar framöver. Nuvarande… Arbete pågår också …
- På SGI har vi gjort en litteraturstudie med syftet att klarlägga hur man kan återanvända rena fraktioner i förorenade massor. Utfallet blev bl.a. att En åtgärdsutredning … Saneringar har genomförts där grövre material… Fraktioner >200 mm är ju inte särskilt imponerande (sten). Vi ville gå vidare och har därför sammanställt erfarenheter från 6 st svenska objekt med kriteriet att sanering var genomförd eller att undersökningar pågår inför eventuell sanering.
- Dessutom, för att få bättre inblick hur det går till i fält gjordes sorteringar på två objekt. Den här maskinen, en skaksikt, sorterar först bort >150 mm på taket (uppe till vänster). Därefter passerar massorna siktdukar för uppdelning i ytterligare tre fraktioner. En naturlig fråga var, hur väl fungerar det? Vi samlade upp varje fraktion i särskilda kärl som vägdes. Därefter gjordes noggrann siktning i lab och så här blev resultatet.
- För det osorterade materialet i vänstra kolumnen ser ni att sorteringen i fält på olika fraktioner stämmer ganska väl med siktningen i lab. Men, om man tittar närmare på fraktionen 10-30 mm så är det bara 59 % som ligger inom det sorterade intervallet 10-30 mm. I materialet finns även finkornigare fraktioner.
- Här ser ni motsvarande problem för 2 olika material från en annan lokal. Den i fält sorterade fraktionerna 30-150 mm (gröna sektorerna) visade sig efter lab.undersökning vara betydligt mindre. Vad beror detta på?
- Generellt om lerinnehållet > 5 %. Den sorterade fraktionen 30-150 mm i förra bilden innehöll ca 2 % lera-silt
- Så här såg den sorterade fraktionen ut vid sortering med en veckas mellanrum. En uppenbar skillnad mellan sorteringarna var att fuktigheten hade minskat i den högra bilden.
- Det är problem med att analysera föroreningsinnehållet i stora fraktioner på lab. Labbet väljer ut fraktioner < 2 mm eller krossar/maler materialet först. Om man då i stället vill se på lakbarheten så finns det en standard men även där ska man först mala/krossa större partiklar. SGI genomförde lakförsök på grovt material utan krossning/malning för att få större erfarenhet av en standardliknande metod. Ni ser en kort beskrivning hur lakförsöken utfördes men det blir för detaljerat att gå in på resultaten här.
- Då har vi sett att föroreningarna uppträder inte alltid som förväntat med partikelstorleken analysmetoderna ställer till det ibland. Nu generaliserar vi igen utan att fastna i nya svårigheter. För att kunna sortera ut rent respektive förorenat material är arbetsgången att först torrsortera de grövre fraktionerna, därefter måste man övergå till våtsikt. Men den våta separeringen av olika fraktioner medför också att man måste avvattna massorna. Beroende på förutsättningarna finns nu föroreningen löst i vatten eller på en filterkaka.
- Den här bilden visar hur man kan sortera ut grova fraktioner på ett enkelt sätt. Om tekniken fungerar finns det också en videosnutt som visar när gallerskopan är igång. Man kan inte fylla skopan mer än till hälften, annars blir det för stor tyngd i skopan och alltför stora skakningar på maskin och förare.
- Här är en översikt på andra maskiner som används för sortering av grova massor, helst torra. Stjärnsikt har bättre möjligheter att sortera genom att hopklumpade massor mals sönder.
- Jordtvätt går ut på att man tillsätter/recirkulerar vatten med högt tryck, eventuellt med tillsatser, och skrubbar ut föroreningarna till vattnet. Föroreningarna avskiljs dels i en filterkaka dels i restvattnet. Grovsiktning för avskiljning av större fragment/partiklar (stenar, avfall m m) Hydrocyklonering och gravimetrisk avskiljning av förorenade partiklar Flotation för avskiljning av metaller och förorenade vätskor Sedimentation (flockning m m) för avskiljning av förorenade partiklar
- Kostnad: 300-500 kr/ton Kapacitet: 20 ton/h, uppåt 80 ton/h
- Läs upp Resultat: Med använda… Om 5 minuter kvar, gör exemplet. Annars hoppa över. Vi gör ett exempel Den översta röda linjen motsvarar FA och transportavstånd 50 km Om man väljer att inte återanvända (0 %) kostar det 39 MSEK. KLICK Om man väljer 10 % återanvändning KLICK kostar det 37 MSEK KLICK. Dvs en vinst på 2 MSEK. KLICK Resultatet blir detsamma om man i stället tittar på de gröna kurvorna för kostnadsreducering, 10 % KLICK ger 41 kr/ ton som motsvarar drygt 2 MSEK. KLICK OBS. Exemplet upptar endast entreprenadkostnaderna. Kräver god planering och logistik.
- Vi har också tittat på vilka aktiviteter som ger störst miljöbelastning. Generellt innebär återanvändning att man minskar miljöbelastningen. Precis som för kostnadsanalysen har transportavståndet stor betydelse. Särskilt tydligt blir det om man kan undvika att använda nyproducerat bergkross som rena återläggningsmassor. Det finns ett beräkningsprogram för klimatpåverkan: Carbon footprint.
- Då har vi kommit till en sammanfattning, först praktiska erfarenheter.
- Tyvärr har vi inte nått fram på alla områden. Här är några svårigheter som inte har kunnat klarläggas tillfredsställande.