| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Rensning af MTBE forurenet grundvand i bioreaktor med MTBE som primært substrat

Bilag E Indledende reaktorforsøg

To typer af bioreaktorer blev opstillet med henblik på at identificere en stabil og effektiv reaktortype til rensning af MTBE-forurenet grundvand. Den ene reaktor var udformet som fire kolonner i serie, pakket med metalringe som bæremateriale, mens den anden reaktor bestod af en "biotromle". Kolonne-reaktoren blev podet med D-kulturen, mens Biotromlen blev podet med US-kulturen.

Kolonner i serie

Opstilling
Systemet bestod af fire kolonner i serie. Hver kolonne var lavet af glas, med et volumen på 250 mL, og en højde på 20 cm. Kolonnerne var bygget op med indløb i bunden og udløb i toppen af kolonnen. Bærematerialet bestod af stålringe, hver med en diameter på 1 cm, og med et specifikt overfladeareal på ca. 150 m²/m³. Det totale vandvolumen i systemet var på 1 L. Alle fire kolonner var installeret med udtag til prøvetagning ved indløb og udløb. Figur E1 viser en af disse kolonner.

Figur E1.
Billede af kolonne pakket med metalringe

Metode
Kolonnerne blev podet med D-kulturen og derefter kørt som et batchsystem for at sikre en optimal fordeling af kulturen i de fire kolonner. Systemet blev kørt med en suspension af D-kulturen, næringsmediet (beskrevet i bilag B) samt MTBE som eneste kulstofkilde. Når al MTBE var nedbrudt blev der tilsat MTBE igen; de første 10 dage til en koncentration på ca. 20 mg MTBE/L og herefter til en koncentration på 40 mg MTBE/L.

Når iltindholdet faldt til under 5 mg O₂/L blev headspace i reservoiret iltet med ren oxygen til 8 mg O₂/L for at sikre aerobe forhold forsøget igennem .

Forsøgene blev gennemført ved stuetemperatur. 

Resultater
Før inokulering af kolonnerne blev den abiotiske fjernelse testet (sorption og fordampning). Fjernelseshastigheden blev fundet til 2,7 mg MTBE/L/d, og alle præsenterede resultater er korrigeret for denne sorption.

Nedbrydningen i kolonnerne kan beskrives ved hjælp af 0.ordens reaktion. De opnåede nedbrydningshastigheder for kolonnerne er præsenteret i Figur E2.

Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Figur E2‘‘
Figur E2.
Nedbrydningshastigheder i kolonne-reaktor.

Figuren viser, hvorledes nedbrydningshastigheden i starten var stigende, men stabiliserede sig efter ca. 12 dage til en værdi på omkring 10 mg/L/d.

pH-værdien lå igennem forsøget på 6,8-7,2.

Forsøg med US-kultur i biotromle

Opstilling
Den anvendte biotromle består af to koaksiale cylindre; en roterende i midten samt en stator udenom den roterende. Princippet i biotromlen er, at der vokser en biofilm på overfladerne på ydersiden af rotoren og på indersiden af statoren. Systemet kører med recirkulation for at opnå et stort set ideelt opblandet system. Figur E3 viser den anvendte biotromle.

Figur E3.
Billede af biotromle

Metode
Biotromlen blev inokuleret med US-kulturen og kørt som et batch-system. MTBE blev tilsat i koncentrationer fra 10 til 40 mg/L. Systemet blev kørt med DK-vand tilsat næringsmediet som beskrevet i bilag B. Substratet blev holdt aerobt i biotromlen forsøget igennem. 

Efter 40 dage blev biotromlen tømt for at eliminere nedbrydning fra eventuel suspenderet biomasse. Forsøget blev fortsat samme dag som biotromlen blev tømt, under samme forhold som før, blot med friskt vand, næringsmedie og substrat.

Forsøgene blev gennemført ved stuetemperatur.

Resultater
Figur E4 viser en illustration af de opnåede nedbrydningshastigheder af MTBE fra forsøget i biotromlen.

Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Figur E4‘‘
Figur E4.
Nedbrydningshastigheden af MTBE i biotromle.

Det ses af Figur E4 at nedbrydningshastigheden stiger med tiden, hvilket indikerer en voksende aktivitet i biotromlen. Nedbrydningshastigheden viste en tendens til at stabilisere sig omkring 5 mg/L/d.

Efter 40 dage, hvor biotromlen blev tømt for at eliminere den suspenderede biomasse, ses at nedbrydningsaktiviteten stoppede helt. Dog stiger aktiviteten igen efter et par dage. Umiddelbart indikerer dette fald i aktiviteten, at den hidtil observerede nedbrydning er udført af den suspenderede biomasse frem for af den fastsiddende biofilm. Dette kan dog til dels afvises, da aktiviteten hurtigt genoptages. Det kan derimod tænkes, at faldet skyldes at andre essentielle stoffer eller enzymer for MTBE-nedbrydningen er blevet skyllet ud sammen med den suspenderede biomasse.

pH-værdien lå igennem forsøget på 6,7-7,0.  

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |