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

Filtrasorb® 400, aktiv kul til rensning af MTBE-forurenet grundvand - detailundersøgelse

1 Indledning

1.1 Baggrund

I forbindelse med afværgepumpning på lokaliteter forurenet med MTBE oppumpes grundvand indeholdende MTBE og evt. andre benzinrelaterede forureningskomponenter, herunder BTEX’er.

Pump and treat er en forholdsvis attraktiv afværgeteknik i forhold til MTBE-forurenet grundvand på grund af MTBE’s høje vandopløselighed og ringe adsorption til jorden. Grundet disse fysisk-kemiske egenskaber skal der for at fjerne MTBE fra et grundvandsmagasin kun pumpes nogle få porevolumener, hvor der f.eks. for chlorerede opløsningsmidler skal pumpes i størrelsesordenen 20 porevolumener for at fjerne forureningen (Miljøstyrelsen, 2001).

Hvis der stilles krav til en reduktion af MTBE-indholdet i det oppumpede grundvand inden det afledes til kloak eller udledes til en nærliggende recipient kan det være nødvendigt med et on-site anlæg til vandbehandling. Typiske og velafprøvede anlæg til on-site behandling af oppumpet benzinforurenet grundvand bygger på enten stripning eller adsorption til aktivt kul.

De samme fysisk-kemiske egenskaber som gør pump and treat til en attraktiv afværgeteknik for MTBE (høj opløselighed og lav tendens til sorption) besværliggør og fordyrer imidlertid en eventuel on-site rensning af det oppumpede grundvand, da effektiviteten og økonomien for stripning og adsorption til aktivt kul netop afhænger af forureningskomponenternes opløselighed og sorptionsegenskaber. På grund af MTBE’s relativt høje vandopløselighed og relativt dårlige sorptionsegenskaber, set i forhold til f.eks. BTEX’er og chlorerede opløsningsmidler, er det således flere steder i litteraturen anført, at disse teknikker ikke umiddelbart er cost-effektive som eneste behandlingsenhed til rensning af MTBE-forurenet grundvand, sammenlignet med løsninger til rensning for f.eks. BTEX’er (Skøt, 1998; Keller et al., 2000a), om end de nøjagtige økonomiske forudsætninger ikke er undersøgt grundigt under danske forhold.

Aktiv-kulfiltrering er en velkendt og gennemprøvet teknologi til on-site rensning af oppumpet grundvand for indhold af en række forskellige forureningskomponenter, eksempelvis BTEX’er. Teknikken virker ved, at de opløste forureningskomponenter efter en given opholdstid i filteret (kontakttid med det aktive kul) fjernes fra opløsningen og adsorberes til det aktive kul. Kullene i filteret vil efterfølgende gradvist mættes med forureningskomponenter og skal efter nogen tid bortskaffes eller regenereres. Levetiden af kullene vil afhænge af en række forskellige faktorer, herunder typen af kul, forureningssammensætningen og den stofmæssige belastning.

I litteraturen anføres det ofte, at aktiv-kul løsninger ikke udgør nogen hverken teknisk eller økonomisk optimal løsning til on-site rensning af MTBE-forurenet grundvand (Stub, 1998). Dette udsagn skal bl.a. ses i lyset af, at kulforbruget under sammenlignelige betingelser er ca. 8 - 10 gange større ved rensning for MTBE end ved rensning for BTEX’er (Onion, 1998; Miljøstyrelsen, 2001).

Selvom driftsudgifterne forbundet med kul således er op mod 10 gange større ved rensning for MTBE end for BTEX’er er den samlede pris ikke tilsvarende større. Dette skyldes, at kapitalomkostningerne ved etablering af et aktiv-kul filter kan udgøre en væsentlig del af de samlede omkostninger (Miljøstyrelsen, 1999). Indregnes kapitalomkostningerne har Keller et al. (2000a) således beregnet, at det samlet set er ca. 2 - 4 gange dyrere at rense for MTBE end for benzen ved en indløbskoncentration på 1 mg/L og et flow på mellem 2 – 20 m³/time.

Keller et al. (2000b) har endvidere vist, at der ved at kombinere forskellige teknikker; f.eks. air stripning, membranfiltrering og aktiv-kulfiltrering, kan oprenses cost-effektivt til meget lave MTBE-koncentrationer.

Sideløbende med udviklingen af metoder, der kan erstatte eller supplere aktiv-kul filtrering er der i de senere år sket en udvikling og afprøvning af alternative filtermaterialer med andre fysisk-kemiske egenskaber end aktiv-kul; egenskaber der muligvis gør produkterne i stand til at erstatte eller supplere aktiv-kul som filtermateriale overfor en række forskellige forureningstyper, herunder MTBE (Davis and Powers, 2000; NWRI, 2000). Anvendelsen af sådanne filtermaterialer synes umiddelbart attraktiv da den i større eller mindre grad bygger på de samme principper som filtrering med aktiv-kul.

1.2 Formål og projektstruktur

Projektstruktur: 2 faser

Denne rapport beskriver resultaterne for anden fase af et projekt, der har til formål dels, at afklare det teknisk-økonomiske potentiale i at rense MTBE-forurenet grundvand on-site vha. en række kommercielt tilgængelige sorptionsmaterialer og dels, at udføre en række detaljerede undersøgelser af det produkt, der umiddelbart er vurderet mest cost-effektivt.

Resultater: Første fase

I projektets første fase er der foretaget en sammenligning af MTBE-sorptionskapaciteten for 15 sorptionsmaterialer, herunder 6 typer aktiv-kul, 7 syntetiske produkter og 2 naturfiberprodukter. Der er endvidere foretaget en teknisk-økonomisk sammenligning af 8 produkter, der på baggrund af sammenligningen vurderedes teknisk egnede til rensning af MTBE-forurenet grundvand. På baggrund af de udførte analyser er det vurderet, at aktiv-kul af typen Filtrasorb^® 400 er det mest cost-effektive af de undersøgte teknisk egnede produkter. Resultaterne fra projektets første fase er afrapporteret i (Miljøstyrelsen, 2002).

Anden fase

Nærværende rapport beskriver resultaterne af projektets anden fase og omfatter tekniske og økonomiske detailundersøgelser af en række forhold, der har betydning for en samlet vurdering af Filtrasorb^® 400’s egnethed ved praktisk anvendelse til on-site rensning af MTBE-forurenet grundvand under danske forhold.

Da det er tilstræbt, at nærværende rapport skal kunne læses uafhængigt af (Miljøstyrelsen, 2002) forekommer der i nogen grad en indholdsmæssig overlapning mellem denne rapport og (Miljøstyrelsen, 2002).

Rapportopbygning

I det følgende gives der først en kort beskrivelse af aktiv-kul, herunder den udvalgte og nærmere undersøgte type aktiv-kul, Filtrasorb^® 400, hvorefter rapporten findes inddelt i tre hoveddele:

1. Supplerende batchforsøg til afklaring af MTBE-sorptionskapacitetens afhængighed af en række fysisk-kemiske forhold.
2. Kolonneforsøg til undersøgelse af Filtrasorb^® 400 under dynamiske forhold.
3. Økonomiske overslagsberegninger under forskellige designmæssige forudsætninger.

Der gives i hver af rapportens dele en kort gennemgang af afsnittets teoretiske grundlag, hvorefter de opnåede resultater gennemgås og sammenfattes.

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