Reduktion af krom(VI) i grundvand ved hjælp af jernspåner

4. Forsøgsformål

Med henblik på undersøgelse af relevante parametre for den aktuelle jerntype for Sct. Clara Vej-projektet er gennemført tre kolonneforsøg. To af forsøgene (Kolonneforsøg I-II) omfatter opstilling af kolonner, hvor kapaciteten mht. reduktion af Cr(VI) er bestemt, og hvor denne efterfølgende sammenholdes med de varierede parametre, som er følgende:

Vandtype
Sammenligning af forsøgsresultater med alm. postevand fra DTU tilsat Cr(VI) og grundvand opsamlet fra det forurenede område på Sct. Clara Vej

Opblanding med sand
Kapacitet som funktion af Fe-% (masse) i filteret. Undersøgt Fe⁰-indhold fra 5% til 100%

Koncentrationsniveau
Kapacitet sammenholdt med koncentrationsniveau af Cr(VI) i indløbet til kolonnen. I laboratoriet er det ofte nødvendigt at anvende forhøjede Cr(VI)-koncentrationer for inden for overskuelig tid at se effekter. For at sandsynliggøre, at resultaterne kan skaleres til grundvandsrelevant niveau, er resultater fra forskellige koncentrationsniveauer sammenholdt.

Strømningshastighed
De fleste laboratorieforsøg i litteraturen er gennemført med et flow så tæt på grundvandsrelevante strømningshastigheder som muligt. Årsagen hertil er, at de fleste forsøg har været gennemført med fokus på reaktive vægge og ikke på on-site filtre. I et filter, som filteret ved Sct. Clara Vej, vil strømningshastigheden være betydeligt højere end typiske grundvandshastigheder. For at kunne vurdere om det er rimeligt at skalere de fundne resultater (kapaciteter) til andre strømningshastigheder, er opstillet kolonner med forskelligt flow og resultaterne fra disse sammenholdt.

pH i indløbet til filteret
Som det fremgår af reaktionsskemaet for reduktionen af kromat, er processen syreforbrugende. Det har derfor været foreslået, at en sænkning i pH vil kunne accelerere reaktionen og dermed muligvis påvirke kapaciteten af jernzonen. På denne baggrund er opstillet kolonner, hvor pH i indløbet til filteret er blevet justeret til pH = 4. Disse kolonners effektivitet er derefter sammenholdt med tilsvarende kolonner, hvor pH-justering ikke er foretaget.

Kolonneforsøg I
Kolonneforsøg I kan betragtes som et indledende forsøg med to hovedformål: Dels at undersøge om der var forskel i kapaciteterne som resultat af om der blev benyttet postevand tilsat Cr(VI) eller grundvand opsamlet fra det forurenede område ved Sct. Clara Vej. Dels, at undersøge om der synes at være et potentiale i, at opblande sand i jernzonerne for at forøge filternes kapaciteter. Endelig tjente forsøget til at dokumentere antagelsen om, at raterne for kromatreduktionen er så høje, at den dimensionerende parameter i et filter i langt de fleste tilfælde vil være kapaciteten og ikke raten.

Kolonneforsøg II
Kolonnforsøg II var en naturlig fortsættelse af Kolonneforsøg I hvor flere parametre (højere Fe-%, koncentrationsniveauer, indløbs-pH samt strømningshasigheder) blev undersøgt med henblik på at optimere kapaciteten. Forsøget var således det mest omfattende af de tre.

Kolonneforsøg III
Kolonneforsøg III blev gennemført for at demonstrere, at en kolonne med givne parametre (svarende til de aktuelle forhold for filteret ved Sct. Clara Vej) kunne udvise den ønskede effektivitet – tilstrækkelig lav koncentration af totaltkrom i udløbet fra filteret.