Microbiologie in geothermische systemen

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Microbiologie in geothermische systemen"

Jasper Thys
4 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Microbiologie in geothermische systemen Aaltje Joldersma Zoetemeer, 25 maart 2019 Elsemiek Croese Sabine Doddema

2 Wie zijn wij? Bioclear Microbial Analysis. Detectie van microorganismen Identificatie van microorganismen Consultancy

3 Wat zijn Micro-organismen?

4 Waar denk je aan?

5 Waar denk ik aan? 150 verschillende soorten bacteriën per cm 2 Gemiddeld bureau: 400x zoveel bacteriën dan een toilet

6 Proost!

7 Korte introductie. Definitie: De verzamelnaam voor alle niet met het blote oog waarneembare organismen, meestal bestaande uit één cel Bacteriën, archaea, schimmels en virussen

8 Het project: Kennisagenda aardwarmte Project 1 Project 2 Case study: verstopping Microbiologie in ondergrond Risico in andere geothermische systemen

9 Het project (1) - case Aanleiding: Verstopping in injectieput De case: Tijdens boring is water omhoog gepompt en opgeslagen in open basins. Zuurstofscavenger (natrium bisulfiet) is toegevoegd aan water voor herinjectie. Na installatie van de pijpen is het water teruggepompt bovengrondse bouwwerkzaamheden worden afgerond Ongeveer een maand na het terugpompen van het water is de operatie in gebruik genomen. Geleidelijke drukopbouw vindt plaats gedurende de 1e 8 weken van productie. HCl is geïnjecteerd om scaling op te lossen, waarna H 2 S naar boven kwam uit de injectie pijp. Productie is stop gezet in monsters zijn verzameld om oorzaak te achterhalen.

10 Het project (1) - vragen Wat was de oorzaak van verstopping en van H 2 S? Wat doet microbiologie in dit geothermisch systeem? Waar komt microbiologie vandaan? Wat kan er gedaan worden om dergelijke problemen te voorkomen in de toekomst?

11 Het project (1) - onderzoek Aanleiding: Verstopping in injectieput; wat is oorzaak? Meting: Kwantificatie van alle bacteriën: Veel bacteriën aanwezig: 6,0x10 10 Soil 10 8 /gram Water 10 6 /ml Air 10 3 /m 3

Het project (1) - onderzoek Identificatie van alle bacteriën Soorten: Desulfotomaculum Halanaerobium Beide soorten zijn anaeroob (groeien zonder

12 Het project (1) - onderzoek Identificatie van alle bacteriën Soorten: Desulfotomaculum Halanaerobium Beide soorten zijn anaeroob (groeien zonder zuurstof) en kunnen waterstofsulfide (H 2 S) produceren. Deze zouden verantwoordelijk kunnen zijn geweest voor de vorming van waterstofsulfide. Enning et al 2014

13 Waar komen de micro-organismen vandaan? Verstopping (cellen/g) Productie water (cellen/ml) Injectie water (cellen/ml) Total Bacteria 6.0x x x10 3 Hoge aantallen in verstoppingmateriaal Productie en injectiewater vergelijkbaar Allemaal soorten die eerder zijn aangetroffen in geothermische ondergrond.

14 Waar komt de microbiologie vandaan? Mogelijke oorzaken voor groei van microbiologie in injectie put: Besmetting vanuit de bovengrondse opslag of van andere toevoegingen. Temperatuur. Verandering in temperatuur (85ºC > 30ºC) kan mogelijk groei van micro-organismen tot gevolg hebben. Toevoeging van natrium bisulfiet (zuurstof scavenger) kan dienen als voedingsbron voor microbiële groei.

15 We hebben een probeem: wat kunnen we doen? Aanpassen van groeicondities Nutrienten, ph, C, zuurstof Verwijderen of remmen van microbiologie Biocide Alternatieven: Membrane filtratie; Ultra violet licht (UV); Ozon

16 Project (1) Advies Monitoring van micro-organismen: Meten is weten! Ook voorafgaande aan productie Voorkom niet operationele fases zonder waterstroming tijdens en voor productie: minder temperatuur wisseling en stroming geeft meer kans om thuis te voelen Neem voorzorgsmaatregelen vanaf opstart fase (e.g. biocide/corrosion inhibitor etc.) Opstart fase is zeer kritiek moment met mogelijkheid op besmetting. Houd altijd rekening met de aanwezigheid van microbiologie Houdt altijd rekening met de mogelijkheid voor H 2 S vrijkomen tijdens putinterventies met zuren. Iedere situatie is uniek. Het kan niet worden aangenomen dat iedere situatie het zelfde is. Risico beoordeling is belangrijk!

17 Het project: Kennisagenda aardwarmte Project 1 Project 2 Case study: verstopping Microbiologie in ondergrond Risico in andere geothermische systemen

18 Het project (2) - onderzoek Aanleiding: Wat zijn mogelijk te verwachtte verschillen in microorganismen in verschillende geothermische systemen? Meting: Identificatie van bacteriën in productie water van 6 verschillende geothermische systemen.

19 Het project (2) Monsters vanuit productie water Sample code Sampling month Earth layer 001 June 2017 Trias sandstone [bunter] 002 January 2018 Westlands Delft sandstone 003 Januari 2018 Rotliegend sandstone Heemskerk 004 Januari 2018 Westlands Delft sandstone 005 February 2018 Rotliegend sandstone 006 February 2018 Combination of Dinantien limestone and Condroz sandstone

20 Het project (2): Aantallen bacteriën aanwezig Sample code Total bacteria (cells/ml) x x x x x x10 4 Welke bacteriën zijn dit dan?

21 Het project (2) Resultaten 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 7513_ _ _ _ _ _006 Stenotrophomonas Ralstonia Delftia Sample code Caldilinea Caenimonas Burkholderia- Paraburkholderia Brevundimonas Breoghania Bradyrhizobium Earth layer 001 Trias sandstone [bunter] 002 Westlands Delft sandstone 003 Rotliegend sandstone Heemskerk 004 Westlands Delft sandstone 005 Rotliegend sandstone 006 Combination of Dinantien limestone and Condroz sandstone

22 Wat zijn dit voor soorten? Ralstonia soort vaak aanwezig in biofilms beschreven te overleven bij hoge concentraties metalen en weinig nutriënten. Delftia soort beschreven dat deze betrokken is bij MIC (Microbiologisch geïnduceerde corrosie). Kan potentieel betrokken zijn bij afbraak van corrosie remmers. Kan hoge concentraties zwavel componenten weerstaan. Stenotrophomonas - eerder gevonden in geothermische systemen kunnen ook biofilm vormen.

23 Zwavelgerelateerde bacteriën? Sample Earth layer % of sulphur metabolizing bacteria 001 Trias sandstone [bunter] 4.10% 002 Westlands Delft sandstone 0.70% 003 Rotliegend sandstone Heemskerk 0.10% 004 Westlands Delft sandstone 0.20% 005 Rotliegend sandstone 0.02% 006 Combination of Dinantien limestone and Condroz sandstone 0.03%

24 Project (2) conclusies Microbiologie aanwezig in alle geothermische systemen Geen directe relatie van dominante soorten met aardlaag Zwavelgerelateerde soorten aanwezig in alle systemen

25 4 belangrijke risico s voor alle geothermische systemen Verstopping Meerdere locaties laten potentie op verstoppingen zien H 2 S vorming Aanwezigheid van zwavelgerelateerde bacterien in alle onderzochte systemen Microbiologische geinduceerde corrosie (MIC) Corrosie geïnitieerd en/of versneld door de activiteit van microorganismen Afbraak van corrosie remmende middelen Afbraak door micro-organismen zelf

26 Advies Monitoring van micro-organismen: Meten is weten! Ook voorafgaande aan productie Voorkom niet operationele fases zonder waterstroming tijdens en voor productie: minder temperatuur wisseling en stroming geeft meer kans om thuis te voelen Neem voorzorgsmaatregelen vanaf opstart fase (e.g. biocide/corrosion inhibitor etc.) Opstart fase is zeer kritiek moment met mogelijkheid op besmetting. Rekenschap houden met de mogelijkheid voor H 2 S vrijkomen tijdens putinterventies met zuren. Rekenschap houden met MIC.

27 Houd rekening met de aanwezigheid van microbiologie in een geothermisch systeem! Meer gedetailleerde informatie is te vinden in de 2 rapportages

Vergelijkbare documenten

Identificatie en karakterisatie van MIC

Identificatie en karakterisatie van MIC Harmien Verstraete Vanda Branco AVECOM NV - Bioproducts & Apps 3/11/2016 1 AVECOM 1) Onderzoeksprojecten zowel tailor-made onderzoek voor industriële partners als