Miljøprojekt Nr. 1173 2007 Teknologiudviklingsprogrammet for jord- og grundvandsforurening – Rensning af MTBE-forurenet grundvand vha. propanoxiderende mikroorganismer

Rensning af MTBE-forurenet grundvand vha. propanoxiderende mikroorganismer

1 Indledning

1.1 Baggrund.
1.2 Formål og projektstruktur

1.1 Baggrund

MTBE i oppumpet grundvand

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

On-site rensning

I litteraturen anføres det ofte, at de teknikker, der anvendes til on-site rensning af benzinforurenet grundvand ikke er cost-effektive til rensning af MTBE-forurenet grundvand (Keller et al., 2000a). Dette skyldes, at metoderne f.eks. er baseret på faseoverflyttelse ved stripning eller adsorption og, at MTBE’s fysisk-kemiske egenskaber ikke er befordrende for en sådan faseoverflyttelse, sammenlignet med andre benzinstoffer.

Aktiv-kul filtrering

Aktiv-kul filtrering er en forholdsvis velkendt, pålidelig og cost-effektiv metode til on-site rensning af oppumpet grundvand for indhold af f.eks. BTEX’er. I modsætning hertil ses det ofte anført, at aktiv-kul filtrering ikke udgør nogen attraktiv løsning til rensning af MTBE-forurenet grundvand. Et udsagn, der nok delvist skal ses i lyset af at der sammenlignes med omkostningerne ved rensning af BTEX-forurenet grundvand og ikke ved rensning af MTBE-forurenet grundvand.

I Miljøstyrelsen (1999) anføres det, i modsætning til ovenstående, at rensning for MTBE ikke nødvendigvis vil fordyre en afværgeforanstaltning baseret på aktiv-kul filtrering væsentligt, hvis der alligevel skal fjernes BTEX’er. Dette er dog under forudsætning af, at kapitalomkostningerne udgør en væsentlig andel af de samlede omkostninger i forbindelse med afværgeforanstaltningen.

I Miljøstyrelsen (2003) er der foretaget en teknisk og økonomisk vurdering af aktiv-kul filtrering til rensning af MTBE-forurenet grundvand. Det er i Miljøstyrelsen (2003) anslået, at rensningsprisen for anlæg med en driftsperiode på 10 år, et flow på mellem 5 og 20 m³/time samt en indløbskoncentration mellem 0,2 og 1 mg MTBE/L ligger på mellem ca. 4,5 og 8,5 kr./m³. De laveste enhedspriser opnås ved højt flow og lave indløbskoncentrationer. Det er endvidere anslået, at prisen for rensning af MTBE-forurenet vand er 7 gange højere end for benzen-forurenet grundvand ved en indløbskoncentration på 1 mg/L og rensning til et niveau på 5 mg/L, svarende til Miljøstyrelsens grundvandskvalitetskriterium.

Kombination af on-site teknikker

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

Teknikker specielt egnet til MTBE

Det vurderes dog, at der er basis for at udvikle og afprøve alternative teknikker, der ved at være specielt designede til behandling af MTBE-forurenet grundvand, kan være cost-effektive i forhold til teknikker, der oprindeligt er designet til rensning for andre forureningskomponenter.

Biofiltre

I Miljøstyrelsen (1999) er det således vurderet, at biologiske filtre potentielt kan udfylde en plads i rækken af on-site teknikker til rensning af MTBE-forurenet grundvand og, at biofiltre har potentiale til (en total) omdannelse af MTBE til ufarlige nedbrydningsprodukter, hvorimod mange af de øvrige teknikker udelukkende er baseret på faseoverflytning.

Biofiltre kan enten benyttes som eneste løsning eller i kombination med konventionelle løsninger til for- og/eller efterbehandling (Arvin et al., 2003). Den bedste løsning vil bl.a. afhænge af de aktuelle mikroorganismers nedbrydningsmæssige egenskaber og deres robusthed overfor øvrige forureningskomponenter.

Biologisk nedbrydning af MTBE

I forbindelse med biologisk nedbrydning af MTBE foreligger der i litteraturen flere eksempler på, at f.eks. alkanoxiderende mikroorganismer er benyttet til at nedbryde MTBE cometabolisk (Steffan et al., 1997; Hyman og O’Reilly, 1999). Nærværende projekt tager afsæt i resultaterne opnået i disse studier.

1.2 Formål og projektstruktur

Formål

Formålet med projektet er at afklare om der er teknisk og økonomisk potentiale i at rense MTBE-forurenet grundvand i en bioreaktor indeholdende en berigelseskultur af alkanoxiderende mikroorganismer.

Strategi

Den overordnede strategi for projektet har været, at gennemføre en række laboratorieforsøg for at opnå et detaljeret kendskab til teknikkens styrker og svagheder, inden den eventuelt tages i brug i felten.

Projektstruktur

Projektet er således opdelt i tre dele:

1. Fremelskning og karakterisering af MTBE-nedbrydende biomasse.

2. Opstilling og drift af en laboratorieskala bioreaktor.

3. Vurdering af potentiale for on-site rensning.

Indledende vurdering

Heraf er en del af resultaterne fra projektets første del afrapporteret i Miljøstyrelsen (2001), sammen med en indledende vurdering af metodens potentiale til on-site rensning af MTBE-forurenet grundvand.

Yderligere forsøg

På baggrund af erfaringerne og resultaterne i Miljøstyrelsen (2001) er der gennemført en række yderligere forsøg. Formålet med disse forsøg var dels at erstatte og dels at supplere allerede gennemførte forsøg.

Samlet vurdering

Nærværende rapport har således til formål, at sammenstille forsøgsresultaterne for at give en præsentation af teknologiens stadium i skrivende stund, samt at foretage en samlet vurdering af metodens potentiale til on-site rensning af MTBE-forurenet grundvand.

Da det er tilstræbt, at denne rapport skal kunne læses uafhængigt af Miljøstyrelsen (2001) forekommer der i nogen grad en indholdsmæssig overlapning mellem denne rapport og Miljøstyrelsen (2001).