MTBE-nedbrydning i grundvand vha. alkanoxiderende 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 grunde oppumpes ofte grundvand indeholdende MTBE og evt. andre benzinrelaterede forureningskomponenter, herunder BTEX’er.

On-site rensning

På grund af MTBE’s relativt høje vandopløselighed og dårlige adsorptionsegenskaber, set i forhold til f.eks. BTEX’er og chlorerede opløsningsmidler, er der ikke umiddelbart nogen af de almindeligvis anvendte on-site teknikker, der 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).

Aktiv-kulfiltrering

Hvor aktiv-kulfiltrering er en velkendt og cost-effektiv metode til on-site rensning af oppumpet grundvand for indhold af f.eks. BTEX’er noteres det ofte, at aktiv-kul løsninger ikke umiddelbart 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. en faktor 10 større ved rensning for MTBE end ved rensning for BTEX’er (Arvin og Broholm, 2001).

Keller et al. (2000a) har således beregnet, at det 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. I (Miljøstyrelsen, 1999) anføres det dog, at rensning for MTBE ikke nødvendigvis vil fordyre en afværgeforanstaltning baseret på aktiv-kulfiltrering væsentligt, hvis der alligevel skal fjernes BTEX’er, og når kapitalomkostningerne udgør en væsentlig andel af de samlede omkostninger i forbindelse med afværgeforanstaltningen.

Kombination af on-site teknikker

F.eks. har Keller et al. (2000b) dog 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.

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 frarensning af andre forureningskomponenter.

Biofiltre

Biologiske filtre, baseret på mikroorganismer, der direkte eller indirekte omsætter MTBE, kan potentielt udfylde en plads i rækken af on-site teknikker til rensning for MTBE (Miljøstyrelsen, 1999). Rensning i biofiltre har endvidere potentiale til omdannelse af MTBE til ufarlige nedbrydningsprodukter.

Biofiltre kan enten benyttes som eneste løsning eller i kombination med konventionelle on-site løsninger til for- og/eller efterbehandling af det forurenede grundvand, alt afhængigt af de aktuelle mikroorganismers nedbrydningsmæssige egenskaber og deres robusthed overfor øvrige forureningskomponenter.

Biologisk nedbrydning af MTBE

Selvom der generelt er bred enighed om, at MTBE er forholdsvist svært bionedbrydeligt, især in-situ, (Miljøstyrelsen, 1998), foreligger der i litteraturen flere eksempler på, at f.eks. alkanoxiderende mikroorganismer med held er benyttet til at omsætte MTBE cometabolisk (Steffan et al., 1997; Heick og Sørensen, 1999; Hyman og O’Reilly, 1999). Nærværende projekt tager afsæt i resultaterne opnået i disse studier.

1.2 Formål og projektstruktur

Formål

Formålet med det nærværende projekt er, gennem en række laboratorieforsøg, at afklare om der er teknisk og økonomisk potentiale i at rense MTBE-forurenet grundvand i en bioreaktor indeholdende en berigelseskultur af alkanoxiderende mikroorganismer.

Projektstruktur

Projektets laboratoriearbejde er opdelt i to faser:

  1. Første fase omfatter en række batchforsøg til indledende afklaring af metodens tekniske potentiale i forhold til on-site rensning af MTBE-forurenet grundvand.
  2. Anden fase vil primært omhandle indkøring og drift af en laboratorieskala bioreaktor samt fastlæggelse af optimale driftsbetingelser for denne.

Samlet vurdering

På baggrund af resultaterne fra begge faser vil der blive foretaget en samlet vurdering af metodens tekniske og økonomiske potentiale.

Nærværende rapport

Nærværende rapport har til formål at beskrive projektets status efter første fase.