Rensning af grundvand med aktivt kul for BAM og atrazin

Rensning af grundvand med aktivt kul for BAM og atrazin

8 Konklusioner

Forsøgene med fjernelse af BAM og atrazin i forskellige vandtyper, med forskellige alment anvendte aktivt kultyper, og i forskellige skalaer, har vist følgende:

Bench-scaleanlæg:

De undersøgte tre kultyper, dvs. Chemviron Filtrasorb F400, Norit ROW 0.8 og Lurgi Hydraffin CC 8×30, har stort set samme kapacitet til at fjerne BAM og atrazin fra grundvand fra Hvidovre Vandværk.
Forsøgene viste overraskende, at rensningskapaciteten for BAM og atrazin er i samme størrelsesorden på trods af, at BAM er væsentligt mere hydrofilt (polært) end atrazin.
Bench-scalekolonner med en kolonnelængde på mindst 64 cm opsat på Hvidovre Vandværk viste en rensningskapacitet for BAM på 48-57 µg BAM/g AC, hvis indløbskoncentrationen for BAM var 0,27 µg/l og udløbskoncentrationen skal være mindre end 0,01 µg/l. Hvis udløbskoncentrationen skal være mindre end 0,1 µg/l var kapaciteten 20-34 µg BAM/g AC. De tilsvarende kapaciteter for atrazin var 43-66 µg atrazin/g AC, ved en udløbskoncentration mindre end 0,1 µg/l, og 15-27 µg atrazin/g AC ved en udløbskoncentration mindre 0,01 µg/l.

Isotermforsøg:
Adsorptionsisotermer blev bestemt med konstant kulkoncentration. Dette anses for mere virkelighedsrelevant end forsøg med varierende kulkoncentration, hvor dækningsgraden af organisk stof i sådanne forsøg vil variere, hvorved der både bestemmes en isoterm for pesticid og en isoterm for organisk stof.
For at opnå ligevægt i isotermforsøg skal forsøgene strække sig over 2-3 uger. Ifølge den internationale litteratur udføres mange isotermforsøg kun over få timer eller få dage.
Sorptionseffektiviteten for BAM angivet som K_d-værdi er 1,15 – 1,68 m³/g AC afhængig af kultype og vandtype. De tilhørende K_d-værdier for atrazin er 0,91 – 2,54 m³/g AC.
Rensningskapaciteter for BAM og atrazin bestemt vha. adsorptionsisotermer er 2-4 gange større end bestemt ud fra bench-scaleforsøg. Med vand fra Hvidovre Vandværk fandtes for BAM kapaciteter på 167-186 µg BAM/g AC. Anvendes MilliQ-vand er kapaciteten for BAM 2700-3600 µg BAM/g AC. Et indhold af NVOC på 1-2 mg/l reducerer således rensningskapaciteten væsentligt i forhold til rent vand.

Minikolonneforsøg:
Minikolonner kan på nuværende grundlag ikke anvendes til at forudsige rensningskapaciteter og gennembrud i fuldskalaanlæg, da minikolonner ikke kan tage højde for preloading med organisk stof. Herudover er det ikke muligt på forhånd at forudsige, hvilken skaleringsformel, der skal bruges. Dette kræver forudgående erfaring med den aktuelle kultype.

Modellering:
Ved hjælp af programmet AQUASIM synes det muligt at forudsige rensningskapaciteten for BAM i virkelighedsnær skala (bench-scale) ved at anvende K_d-værdien bestemt i isotermforsøg og ved at anvendedata fra sporstofforsøg i bench-scaleanlægget. Det er dog på nuværende tidspunkt ikke muligt at anvende modellen til en generel opskalering af kulkolonner. Dette vil kræve yderligere udvikling og modellering.
Både forsøgene med minikolonner og computer-modelleringen har vist, at aktivt kuls effektivitet over for BAM og atrazin er begrænset af diffusionen inde i kulpartiklernes fine porestruktur. Dette afspejles også af, at ligevægt i isotermforsøgene først opnås efter 2-3 uger på trods af, at kulpartiklernes diameter kun var ca. 50 µm. Computer-modelleringen har dog vist, at ca. 14 % af den samlede sorptionskapacitet for BAM med F400 er knyttet til det mobile vand på og i nærheden af kuloverfladen.

Overordnet har projektet vist, at aktivt kul kan anvendes til effektivt at fjerne BAM fra grundvand, og at rensningskapaciteten for BAM overraskende er af samme størrelsesorden som mindre polære stoffer, f.eks. atrazin. Endvidere var rensningskapaciteten for de undersøgte kultyper relativt ens på trods af, at kultyperne er fremstillet af forskellige råmaterialer.