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

MTBE-nedbrydning i grundvand vha. alkanoxiderende mikroorganismer

4. Sammenfatning

Opformering af berigelseskultur på propan

Det kan på nuværende tidspunkt konkluderes, at det har været muligt at stimulere og opformere berigelseskulturer med potentiale til cometabolisk nedbrydning af MTBE. Der er således opformeret to berigelseskulturer af propanoxiderende mikroorganismer ved berigelse af sphagnumholdig havejord med 1) propan alene og 2) propan og MTBE. Ved screening af MTBE-nedbrydningen for de to berigelseskulturer viste det sig, at nedbrydningspotentialet var ca. 2 – 7 gange så stort for kulturen beriget med både propan og MTBE, som for kulturen beriget med propan alene.

Opformering af berigelseskulturer på isobutan og isopentan

På baggrund af et amerikansk studie blev der iværksat en yderligere selektion for mikroorganismer med potentiale til MTBE-nedbrydning ud fra den propanoxiderende berigelseskultur; dels ved berigelse med af isobutan og dels ved berigelse med isopentan. For disse kulturer blev der opnået MTBE-nedbrydningsrater, der var op mod hhv. 75 og 400% højere end for den propanoxiderende berigelseskultur, med de højeste rater opnået for kulturen beriget med isopentan. Desværre viste isopentan sig, at være svært at håndtere samt, at opløse de teflonbelagte gummipropper, der blev benyttet til forsøgene. Isopentan blev derfor af praktiske årsager fravalgt som muligt primærsubstrat.

Nedbrydningsrater for MTBE

På baggrund af substratscreeningen anbefales det umiddelbart, for de propan- og isobutanoxiderende berigelseskulturer, at benytte substratkoncentrationer på hhv. ca. 0,6 mg propan/L og 0,5 mg isobutan/L. Ved disse koncentrationer blev der observeret MTBE-nedbrydningsrater, svarende til hhv. 24 og 38 g MTBE/(m³ reaktor·time), for en optimeret reaktor med 10 g protein/L, ved 10 mg MTBE/L og 10°C.

K_m-værdier for MTBE-nedbrydning

Der er indledende fundet halvmætningskonstanter, K_m, for MTBE-nedbrydning ved hhv. ca. 0,5 mg isobutan/L og 0,6 mg propan/L på ca. 130 – 150 mg MTBE/L. Disse K_m-værdier vil blive forsøgt bedre fastlagt i projektets fase 2.

Kinetik for omsætning af primærsubstrat

Der er, for omsætningen af propan, fundet v_max- og K_m-værdier på hhv. 405 mg propan/(g protein·time) og 9 mg propan/L. For isobutan er der tilsvarende fundet v_max- og K_m-værdier på hhv. 289 mg isobutan/(g protein·time) og 3,5 mg isobutan/L. Ved koncentrationer på hhv. ca. 0,6 mg propan/L og 0,5 mg isobutan/L kan der således beregnes omsætningshastigheder på hhv. 60 og 85 g substrat/(m³ reaktor·time), for en optimeret reaktor med ca. 10 g protein/L ved 10°C.

Mikrobielle væksthastigheder

Ved forsøg udført ved 23 og 30°C og med høje substratkoncentrationer, er der fundet maksimale væksthastigheder på mellem 0,5 og 1,2 d^-1. På denne baggrund vurderes det, at mikroorganismernes væksthastigheder ikke er tilstrækkelige til at sikre opretholdelse af biomassekoncentrationen i en given on-site reaktor ved vækst alene. I tilknytning til en on-site reaktor skal der således etableres en enhed til tilbageholdelse af biomasse.

Perspektiver for on-site reaktor

Ved en indledende dimensionering af en on-site bioreaktor, baseret på de opnåede resultater for den isobutanberigede kultur, kan der f.eks. ved 90% massefjernelse for MTBE samt en hydraulisk belastning på 2 m³/time beregnes et nødvendigt reaktorvolumen på hhv. 4,7 og 4,5 m³, afhængigt af om der skal renses fra 100 til 10 mg MTBE/L eller fra 10 til 1 mg MTBE/L. Der kan i disse to tilfælde beregnes et forbrug af primærsubstrat på hhv. ca. 2,2 og 21 g isobutan/g MTBE.

Forbehold ved opskalering

Ovenstående beregninger er udført som simple overslagsberegninger ud fra de opnåede laboratorieresultater; dvs. under forudsætning af, at der kan opretholdes ideelle betingelser mht. ilt- og substrat for al biomasse i en given on-site reaktor. Der kan dog vise sig, at være væsentlige praktiske problemer med tilførsel af tilstrækkelige mængder ilt og substrat samt evt. stripning af forureningskomponenter ved opskalering fra laboratorieskala til pilot-/on-site skala. Disse forhold vil blive søgt nærmere afdækket i projektets 2. fase.

Potentiale for on-site rensning

Samlet vurderes det at være dokumenteret, at der forholdsvist simpelt kan fremelskes berigelseskulturer, med et væsentligt potentiale til nedbrydning af MTBE samt at være sandsynliggjort, at disse kulturer har potentiale til massefjernelse i forbindelse med on-site rensning af MTBE-forurenet grundvand i en kontinuert bioreaktor.