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

Resumé

Formål og strategi

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 propanoxiderende mikroorganismer. Den overordnede strategi for projektet har været, at gennemføre en række laboratorieforsøg i hhv. batch-flasker og bench-skala reaktorer, for at opnå et detaljeret kendskab til teknikkens styrker og svagheder. På baggrund af disse resultater er der udført opskaleringsberegninger og økonomiske overslag for en on-site anvendelse af teknologien.

Batchforsøg

I batchforsøgene er der undersøgt en lang række faktorer, der vurderes at kunne have betydning for opstarten og driften af en eventuel on-site reaktor indeholdende en berigelseskultur af propanoxiderende mikroorganismer. Her er det bl.a. vurderet, at det er forholdsvist let at fremelske og opformere en kultur af MTBE-nedbrydende propanoxiderende mikroorganismer. Det er ligeledes vurderet, at den aktuelle kultur er forholdsvis temperaturfølsom, og derfor nedbryder MTBE forholdsvist langsomt ved typiske grundvandstemperaturer (10-15°C). Kulturen er, selvom den er aerob, ikke særligt følsom overfor iltkoncentrationen og det er vist, at ca. 88% af nedbrydningshastigheden er bevaret ved iltkoncentrationer på over 2 mg/L. Kulturen kan nedbryde benzen, om end dette medfører en nedsættelse af MTBE-nedbrydningshastigheden.

Reaktorforsøg

Reaktorforsøgene er udført i en såkaldt sekventiel batch reaktor (SBR), der fungerer ved at det rensningskrævende grundvand opsamles i en opholdstank og med jævne mellemrum pumpes over en selve bioreaktoren til behandling. I bioreaktoren foregår nedbrydningen principielt som i en lukket batch-falske, og når udløbskravet for MTBE er nået, lukkes det rensede vand ud, og reaktoren fyldes på ny med forurenet vand fra opholdstanken. På baggrund af forsøgene er det vurderet, at der bør køres med en forholdsvis høj initialkoncentration af propan (~0,3 mg/L) for at opnå en balance imellem opretholdelse af en permanent effektiv MTBE-nedbrydning, og et minimalt forbrug af propan og ilt. Det er ligeledes vurderet, at en god indikation på at en reaktor opereres med en sådan god balance imellem en effektiv MTBE-nedbrydning og et minimalt propanforbrug er, at der kan observeres en lille tilvækst i biomassen, selvom reaktoren ikke drives med henblik på vækst af biomasse.

Perspektiver for on-site rensning

På baggrund af resultaterne opnået i batch- og reaktorforsøgene er der opstillet 6 opskaleringsscenarier med forskellige antagelser vedr. indløbskoncentration, udløbskrav og kulturens temperaturfølsomhed, og der er udført økonomiske overslagsberegninger for tre forskellige hydrauliske belastninger (2, 5 og 10 m³/time) samt to forskellige afskrivningsperioder (5 og 10 år). For disse scenarier er der beregnet enhedspriser på mellem på mellem 3,4 og 18,7 kr./m³ MTBE-forurenet vand, der renses, og det er vurderet, at teknologien har størst teknisk-økonomisk potentiale som massefjernelsesenhed (reduktion af MTBE-koncentrationen med 80-90%) i kombination med anden teknologi til efterpolering, f.eks. aktiv-kul.