Reduktion af mineralsk olie i spildevand

2 Vaskemidler

2.1 Generelt om vaskemidler til olie/snavs
2.2  Metoder til bedømmelse af olieseparationsevne
2.3 Undersøgelse af vaskemidler
2.3.1 Undersøgelse af udvalgte vaskemidlers olieseparerende egenskaber 
2.3.2 Konklusioner og anbefalinger omkring olieseparationstests
2.3.3 Miljøvurdering af udvalgte vaskemidler

2.1 Generelt om vaskemidler til olie/snavs

De vaskemidler, som virksomheder anvender til vask og affedtning af olie/snavs fra emner, maskiner eller køretøjer, kan opdeles i kategorierne (Nordisk Miljömärkning, 1997):
Affedtningsmidler. Produkterne anvendes normalt ufortyndet eller fortyndes maksimalt 1:5 med vand. Affedtningsmidlet doseres typisk på emnet, og efter en virkningstid på 5-15 minutter spules med koldt eller varmt vand.
Shampoo. Produkterne fortyndes normalt mere end 1:5 med vand.Shampoo doseres sammen med vand og efterfølges ofte af en børstning, som afsluttes med skylning.

Affedtningsmidler

Affedtningsmidler kan opdeles i koldaffedtningsmidler, mikroaffedtningsmidler og alkaliske affedtningsmidler (KEMI, 1995).

koldaffedtningsmidler

Et traditionelt koldaffedtningsmiddel består af mere end 95% petroleumsbaseret opløsningsmiddel, samt nogle procent tensid, der normalt er nonioniske tensider såsom alkoholethoxylater eller aminoethoxylater.

Mikroaffedtningsmidler

Mikroaffedtningsmidler (mikroemulsioner) indeholder en mindre procentdel af organiske opløsningsmidler end koldaffedtningsmidler. De indeholder typisk 5-30% petroleumsbaseret opløsningsmiddel, 1-15% glycolether - normalt diethylen- eller dipropylenglycolether - samt 5-30% af 2-3 forskellige typer tensider - normalt nonioniske tensider eller nonioniske i kombination med kationiske tensider. I visse tilfælde kan der også indgå kompleksdannere såsom EDTA.

Mikroaffedtningsmidler kan alternativt være baseret på en fedtsyrerester (ca. 15-30%), sammen med forskellige typer af glycolether samt 2-3 tensider (som ovenfor). Fedtsyrerester opløser snavs.

Alkaliske affedtningsmidler

Alkaliske affedtningsmidler indeholder - ud over 2-3 tensider (som ovenfor) - en alkalisk komponent såsom natriumsilikat og natrium- eller kaliumhydroxid. Hertil kommer forskellige typer glycolether samt i visse midler også kompleksdannere såsom EDTA. Visse midler kan betragtes som shampoo med en kraftig rengøringseffekt.

Shampoo

Shampoo indeholder normalt én type tensid, som kombineres med en kompleksdanner eller yderligere én tensid. Tensidkombinationen består normalt af nonioniske tensider plus anioniske- eller kationiske tensider. Alkoholethoxylater er et almindeligt nonionisk tensid. De anioniske tensider kan være LAS (lineær alkylbenzensulfonater) eller andre typer af sulfonater eller alkylsulfonater. Også amfotere tensider (både positivt og negativt ladet) kan forekomme samt mindre mængder glycolether.

2.2 Metoder til bedømmelse af olieseparationsevne

Simulere afledning gennem olieudskiller

Til bedømmelse af vaskemidlers egenskaber ved afledning gennem gravimetriske olieudskillere er der udviklet en række laboratorietests, som skal

simulere denne afledning. Vaskemidlet testes i laboratoriet - i en blanding af vaskemiddel, olie og vand - for evnen til at skille i en vand- og oliefase. På denne måde testes vaskemidlernes "spaltningsevne", dvs. hvor hurtigt vaskemidlernes emulgerende virkning er om at ophøre.

I tabel 2.2.1 er anført syv laboratoriemetoder til bedømmelse af vaskemidlers spaltningsegenskaber i forhold til adskillelse i olie/vand-blandinger. For hver metode er de vigtigste forudsætninger i forbindelse med en gennemførelse vist. Tabellen viser således, på hvilke punkter metoderne adskiller sig fra hinanden.

Alle metoderne går i princippet ud på at blande olie, vand og vaske/rengøringsmiddel sammen, lade blandingen stå et bestemt tidsrum og derefter enten måle volumet af vandfasen, visuelt bedømme, om adskillelsen er god/dårlig, eller analysere koncentrationen af olie i vandfasen. Generelt eksisterer der for ingen af de nedenfor præsenterede tests dokumentation for, hvordan sammenhængen er mellem testresultatet og afløbskvaliteten fra en olieudskiller.

Tabel 2.2.1 Se her!
Metoder til bedømmelse af vaskemidlers spaltningssegenskaber i olie/ vand- blandinger. Nederst i tabellen er angivet den metode (DB TL 91 881, modificeret), som er anvendt i dette projekt.

IVL- metode

Institut for Vatten och Luft udviklede i 1974 en metode til bedømmelse af emulgeringsgraden for koldaffedtningsmidler (DTI, 1992). Metoden var specielt beregnet til at kunne skelne stærkt emulgerende koldaffedtningsmidler fra mindre stærkt emulgerende midler for på den baggrund at fravælge de stærkest emulgerende koldaffedtningsmidler. Testen er baseret på, at man måler koncentrationen af olie i vandfasen 30 og 120 minutter efter sammenblanding af koldaffedtningsmiddel, shampoo, smøreolie, Tectyl og destilleret vand. Jo lavere koncentrationen af olie i vandfasen er, jo bedre er udskilningen, og jo bedre er affedtningsmidlets selvspaltende egenskaber i forhold til udskillelse af olie i en olieudskiller. IVL-testen er overholdt, hvis olieindholdet i vandfasen ikke overskrider 100 mg/l efter 120 timers henstand.

Modificeret IVL-metode

Teknologisk Institut har beskrevet en modificeret udgave af IVL-testen, som kan benyttes til bedømmelse af vandige vaske- og rengøringsmidler (DTI, 1992). Der indgår således ikke Tectyl og koldaffedtningsmiddel i olie/vandblandingen. Oliekoncentrationen måles i vandfasen efter henstandstider på 10, 30, 60 og 120 minutter.

ÖNORM B 5105

Formålet med den østrigske standard ÖNORM B 5105 (ÖNORM, 1996) er at bedømme vaskemidlers indvirkning på udskillelsen af olie i olieholdigt spildevand. Testen er relateret til den udskilning, der foregår i olieudskillere på værksteder og lignende virksomheder. Standarden er afgrænset til at gælde for faste eller flydende vandopløselige eller emulgerbare kemiske produkter tilberedt med eller uden fortynding med vand. Vaskemidlet må ikke indeholde organiske opløsningsmidler herunder halogenerede opløsningsmidler samt alkylphenolethoxylater. En væsentlig forskel på denne standard og de øvrige standarder nævnt i tabel 2 er, at der opereres med standardsnavs bestående af motorolie, kaolin og calciumcarbonat. Koncentrationen af olie i væskefasen er ca. 612 mg/l. Resultatet af testen er bestemmelse af oliekoncentrationen i vandfasen efter 15 minutters omrøring og 5 minutters henstand. Standarden er velbeskrevet og veldokumenteret. Analyse for mineralolie skal udføres efter DIN 38409/18 (DIN 38409/18, 19981), og der skal udføres 5 analyser på hver prøve.

Deutschen Bundesbahn

Den tyske metode fra Deutschen Bundesbahn skal simulere, hvad oliekoncentrationen bliver i spildevand med rengøringsmiddel, efter passage af en olieudskiller. Ved testen blandes ledningsvand med en animalsk olie: Squalan, der består af ensartede molekyler. Til bestemmelse af olieindholdet i den udskilte vandfase benyttes DIN 38409/18. Som et resultat af testen beregnes udskilningsprocenten for olien. Metoden er velbeskrevet og nem at anvende. Af ulemper ved metoden kan nævnes en olie (Squalan), der består af en ensartet stofsammensætning, mens der i virkeligheden vil være tale om en blanding af forskellige - oftest mineralske olier - i olieudskilleren.

Keminøglen

I forbindelse med arbejdet med Keminøglen (Miljøstyrelsen,1998) er der udviklet en visuel metode, der er baseret på den amerikanske standard ASTM D 1401-91(ASTM D 1401-91), som bruges til at beskrive mineraloliers evne til at optage vand (den omvendte problemstilling). Ved metoden anvendes en nærmere specificeret olieblanding bestående af 80% benzinmotorolie og 20% dieselmotorolie, svarende til det typiske fordelingsforhold på et personvognsværksted. Rengøringsmidlet blandes op i demineraliseret vand i den koncentration, leverandøren anbefaler. Der blandes nu lige dele opløsning og olie, og blandingen omrøres ved 1.500 omdrejninger i minuttet efterfulgt af 5 minutters henstand. Udskillelsen vurderes ved visuelt at aflæse volumenet af vandfasen efter de 5 minutters henstand.

Testen fra Keminøglen er enkel at udføre. Oliemængden er meget stor i forhold til vandmængden (40 ml olie og 40 ml vand/vaskemiddel) af hensyn til den visuelle bedømmelse. Svagheden ved den visuelle bedømmelse er, at der kan forekomme olie og opløsningsmidler i vandfasen uden, at det kan ses.

Gennem arbejdet med testen i Keminøglen (Miljøstyrelsen, 1998) har testen vist sig anvendelig til at afdække, om de testede vaskemidler øger mineraloliens evne til at optage vand. Oliens optagelse af vand vil medføre, at oliens massefylde vil nærme sig vandets massefylde, og dermed bliver olien vanskeligere at udskille.

Esbjerg Kommune

Esbjerg Kommune har i "Vejledning om drift og vedligeholdelse af olie- og benzinudskillere og sand og slamfang" (Esbjerg Kommune, 1997) beskrevet, hvordan man ved hjælp af en enkel metode kan bedømme, om vaske- og rengøringsmidler har en negativ indflydelse på en olieudskillers effektivitet. Som det fremgår af tabel 2, indeholder metoden ingen definition af oliemængde og -type, mængde af rengøringsmiddel, samlet prøvevolumen og blandemetode. Vurderingen af udskilningsgraden består i en visuel bedømmelse af, om olie og vand er adskilt efter 6 minutters henstand.

Under disse forudsætninger er det vanskeligt at lave sammenlignelige undersøgelser af vaske- og rengøringsmidlers egenskaber i forhold til separation af olie/vandblandinger. Hvis testen viser en fuldstændig klar adskillelse af olie og vand, vil der stadig være en usikkerhed med hensyn til, om forholdet mellem vaske/rengøringsmiddel, olie og vand beskriver den aktuelle situation, ligesom koncentrationen af olie i vandfasen er ukendt, og derved er der ingen mulighed for at sammenligne resultatet med et eventuelt krav til oliekoncentrationen i udløbet fra en olieudskiller. Anvendelse af en standardiseret test er et mere sikkert redskab til bedømmelse af vaske- og rengøringsmidlers separation af olie/vandblandinger.

Omfattende test med test-rig efter CEN- standard

Generelt er det et problem at omsætte resultaterne fra de ovenstående standarder og tests til det, der sker i olieudskillere, som får tilført spildevand indeholdende olie og vaskemidler. Udkastet til europæisk standard: prEN 858-2-1998 (CEN, 1998), indeholder et Annex, hvori der er beskrevet en test-rig, der kan benyttes til bedømmelse af, om vaskemidler er separationsvenlige i en olieudskiller. Omkostningerne ved at gennemføre en test af vaskemidler efter denne standard vil være betydelige, og det vil derfor ikke være relevant at udføre testen, med mindre der skal testes et meget stort antal vaskemidler.

Alle de ovennævnte laboratorietests er udviklet i forsøg på - på en relativ nem måde - at afgøre, om et bestemt vaskemiddel kan anvendes, når olieholdigt spildevand efterfølgende skal passere en olieudskiller. Standarderne fra henholdsvis Østrig og Deutschen Bundesbahn bedømmes at være dem, der bedst beskriver forholdene i olieudskillere. Den østrigske standard arbejder med standardsnavs og er derfor mere vidtgående i måden at beskrive forholdene i en olieudskiller. Det betyder også, at testen er lidt mere besværlig at udføre end de øvrige test.

DB- metoden-modificeret

Ved at modificere metoden fra Deutschen Bundesbahn - bl.a. ved at erstatte squalan, som er en syntetisk olie, med en specifik mineralsk olie (motorolie) - fås en test, som på flere punkter efterligner de faktiske forhold i olieudskillere og som er nem at udføre. Metoden opererer med en oliekoncentration, som er realistisk i forhold til spildevand, og metoden anvender analyse af vandfasen fremfor en visuel bedømmelse. Ved analysering reduceres den usikkerhed, som ligger i en visuel bedømmelse, da olien ikke altid vil være synlig i vandfasen. Metoden er anvendt til test af vaskemidlerne i dette projekt. Metodebeskrivelsen fremgår af bilag 3.

I tilknytning til den standardiserede test (ÖNORM B 5105) er der et dokumentationsgrundlag for de valg, der er gjort med hensyn til koncentrationer, mængder, tider m.m. - ligesom der er dokumentation for metodens reproducerbarhed og nøjagtighed. Et tilsvarende dokumentationsgrundlag for den modificerede DB-metode - som er anvendt i dette projekt - har det ikke været muligt at etablere inden for rammerne af projektet.

DIN 38409/19 til test af emulgeringsgrad

Til bestemmelse af emulgeringsgraden i en spildevandsprøve kan benyttes DIN 38409/19 (DIN 38409/19, 1996) der omhandler bestemmelse af direkte udskilbare lipofile væsker med lav massefylde. Emulgeringsgraden bestemmes som forholdet mellem mængden af ikke udskilt olie og den samlede mængde olie i prøven. Metoden kan anvendes til at bedømme koncentrationen af olie i udløbet fra en olieudskiller, men den er ikke udviklet til at bedømme vaske- og rengøringsmidlers indvirkning på separation af olie/vandblandinger. Således forholder metoden sig ikke til mængden og arten af eventuelle vaskemidler i prøven. Test af emulgeringsgrad indgik i bedømmelsen af eksempelvirksomhedernes spildevand, jf. kapitel 5.

2.3 Undersøgelse af vaskemidler

21 vaskemidler til undersøgt

I dette projekt er der udvalgt 21 vaskemidler til undersøgelse. Alle 21 vaskemidler er testet for olieseparerende egenskaber. Herudover er ni af produkterne, som indgik i arbejdet med eksempelvirksomhederne, blevet miljøvurderet efter ABC-metoden (jf. afsnit 2.3.3).

Udvælgelsen af vaskemidler er foretaget på baggrund af kommunernes praktiske erfaringer, erfaringerne fra eksempelvirksomhederne samt erfaringerne fra opstilling af Keminøglen for autobranchens produkter (DI, 1999). Vaskemidlerne er valgt ud fra følgende kriterier:
Vaskemidlerne skulle være repræsentative for det danske marked, hvor:

    -

90% udgøres af vandbaserede vaskemidler (alkaliske affedtningsmidler, mikroaffedtningsmidler og shampoo), og 10% er opløsningsmiddelbaserede (koldaffedtningsmidler)

  -

vaskemidlerne skulle dække de hyppigst anvendte/mest solgte produkter
Vaskemidlerne skulle kunne anvendes til processerne i fokus i dette projekt: Motorrens, afvoksning/klargøring, undervognsvask, diverse aktiviteter på autoværksteder (smøring/værksted), affedtning af motordele og jern- og metalkomponenter i vaskemaskine eller kar, vaskepladser med højtryk/hedtvand eller almindelig vandslange (vask af materiel, maskiner, vogne m.m.)
Kemikalierne fra eksempelvirksomhederne skulle være repræsenteret
Derudover skulle der være et rimeligt overlap med Keminøglens produkter, således at en overordnet sammenligning af Keminøglens olieseparationstest og den anvendte metode i dette projekt kunne foretages

De udvalgte vaskemidler fremgår af tabel 2.2.1. Produkterne er kodet (P1- 21) af hensyn til fortrolige oplysninger. De deltagende kemikalieleverandører fremgår af bilag 2. Tabel 2.2.1 viser, hvilke typer vaskemidler der er repræsenteret, om de optræder i Keminøglen, eventuel MAL-kode, og på hvilken eksempelvirksomhed de i givet fald er blevet anvendt.

Tabel. 2.3.1
Udvalgte vaskemidler.

Produkt

 

Affedtningsmidler

Shampoo

Eksempel-
virksomhed

Kemi- nøglen

MAL-
kode*

ABC-
Koldaffedt

Kold-
fedt

Mikro-
affedt.

Alkalisk affedt.

 

 

 

 

 

P1

X

 

 

 

 

X

1-1

X

P2

X

 

 

 

 

X

3-1

X

P3

X

 

 

 

virksom-
hed-1

 

 

 

P4

X

 

 

 

 

 

1-1

X

P5

X

 

 

 

virksom-
hed-2

 

00-1

X

P6

X

 

 

 

virksom-
hed-1

 

 

 

P7

 

 

X

 

 

 

 

 

P8

 

X

 

 

 

 

 

 

P9

 

 

X

 

 

 

 

X

P10

 

 

X

 

virksom-
hed-2

 

 

X

P11

 

 

X

 

virksom-
hed-2

 

 

 

P12

 

 

X

 

 

X

 

X

P13

 

 

X

 

virksom-
hed-2

 

00-3og-1

X

P14

 

 

Surt

 

 

 

00-3og-1

 

P15

 

 

 

X

 

X

 

X

P16

 

 

 

X

 

 

1-1

 

P17

 

 

 

X

 

X

 

 

P18

 

 

 

X

 

X

 

 

P19

 

 

 

X

 

X

 

 

P20

 

 

 

X

 

X

 

 

P21

 

 

 

X

 

X

 

 

* MAL-kode: Måleteknisk Arbejdshygiejnisk Luftbehov. Tallet før bindestregen angiver de sikkerhedsforanstaltninger, der skal træffes mod indånding af produktets flygtige stoffer (00- til 6-). Tallet efter bindestregen angiver de sikkerhedsforanstaltninger, der skal foretages for at undgå direkte kontakt eller indtagelse af produktet (-1 til6).

2.3.1 Undersøgelse af udvalgte vaskemidlers olieseparerende egenskaber

Producenter/leverandører fremsendte en prøve (500 ml) af de 21 udvalgte vaskemidler til test for olie/vandseparerende egenskaber. Hvert vaskemiddel blev testet efter metoden beskrevet i bilag 3. Testene blev udført i DHI's laboratorium. Som angivet i metodebeskrivelsen bilag 3 og afsnit 2.2 bestod hver testblanding af 1.900 ml vand, 2 g olie og 100 ml vaskemiddel, som blev blandet i 10 minutter og henstod i 5 minutter. Herefter blev de nederste 1.000 ml aftappet (vandfasen) og analyseret for olie.

Tabel 2.3.2 viser resultaterne af de udførte tests. Der blev foretaget tests i to målerunder. I første målerunde blev 20 ud af de 21 vaskemidler testet. I anden runde blev udvalgte - de vaskemidler, som var aktuelle på eksempelvirksomhederne - testet igen; foruden P21, som ikke tidligere var blevet testet.

Resultatet af testen er koncentrationen af mineralsk olie i vandfasen. Analysen blev foretaget efter DS/R 208, da det er denne analysemetode, som på nuværende tidspunkt anbefales til analyse af olie i industrispildevand, jf. kapitel 3. Resultaterne fra målinger af total olie/fedtkomponenter fremgår af bilag 4.

For de 10 vaskemidler, som også optræder i Keminøglen (DI, 1999), er produkternes score for olieseparation angivet til sammenligning. Endvidere er leverandørens anbefalede brugskoncentration af vaskemidlerne angivet, samt den koncentration som produkterne er blevet testet ved. Blindprøven var en vand og olie.

Tabel 2.3.2
Resultater af olieseparationstest (DB TL 91 881, modificeret) for 21 udvalgte vaskemidler. Analyserne blev foretaget efter DS/R 208, og resultaterne er opgivet i mg mineralsk olie/l.

Produkt

Type

Anbefalet brugskoncen-
tration

Testkon centration

Mineralsk olie Første målerunde
(mg/l)

Mineralsk olie Anden målerunde
(mg/l)

Kemi nøgle   (Score)

P 1

Koldaffedt.

1-10%

10%

2.300

-

-

P 2

Koldaffedt.

0,5 til 2%

2%

110

38

1

P 3

Koldaffedt.

Ufortyndet

Ufortyndet

5

9

1

P 4

Koldaffedt.

Ufortyndet

Ufortyndet

3.000

-

1

P 5

Koldaffedt.

Opløst i vand <0,1 vægt%

Ufortyndet

27

9

-

P 6

Koldaffedt.

Ufortyndet

Ufortyndet

2.500

-

-

P 7

Alkalisk affedt.

5-10%

10%

540

-

-

P 8

Mikroaffedt.

1:5 til 1:10

20%

460

-

-

P 9

Alkalisk affedt

5-10%

10%

210

-

-

P 10

Alkalisk affedt.

1:10 til 1:100

10%

170

310

--

P 11

Alkalisk affedt.

1:4 til 1:50

25%

380

-

 

P 12

Alkalisk affedt.

10% i koldt vand

10%

330

-

2

P 13

Alkalisk affedt.

5-10%

10%

-

630

-

P 14

Sur affedt.

Ufortyndet

Ufortyndet

1.100

950

-

P 15

Shampoo

1:20 til 10-20%

20%

400

-

1

P 16

Shampoo

1:20 til 1:50

5%

360

-

-

P 17

Shampoo

1:25 til 1:100

4%

320

-

1

P 18

Shampoo

5-10%

10%

960

-

1

P 19

Shampoo

1:50 i koldt vand

2%

460

-

1

P 20

Shampoo

1:3 til 1:10

33%

440

-

2

P 21

Shampoo

1:10 til 1:50

10%

360

-

1

Blind prøve

 

 

 

46

35

-


Det fremgår af tabel 2.3.2, at der er store variationer i koncentrationen i vandfasen for de forskellige produkter. Blindprøven - uden tilsætning af vaskemiddel - viste koncentrationer på 33 og 46 mg/l, hvilket svarer til, at >97% (97,7% og 98,3%) udskilles ved testen. Resultaterne svarer således til den udskilningseffektivitet på minimum 97%, som en VA-godkendt olieud skiller skal kunne præstere i forhold til spildevand med ikke-emulgeret olie.

Koldaffedtningsmidler

For koldaffedtningsmidlerne (P 1-6) var indholdet af mineralsk olie i vand fasen mellem 5 mg/l og 3.000 mg/l. At der ved test af P 4 og 6 måles mere mineralsk olie end de 2 g mineralsk olie, der blev tilsat i hver testblanding, skyldes, at koldaffedtningsmidlerne indeholder petroleumskomponenter, der i analysen registreres som mineralsk olie. Ved testen er der tilsat 100 ml koldaffedtningsmiddel.

P 3 og 5 viste koncentrationer mindre end 30 mg/l, hvilket viser, at disse produkter har positive selvspaltende egenskaber. P 4 og 6 indeholder tyde ligvis emulgatorer, som medfører meget ringe udskilning af olie og koncen trationer i vandfasen på mere end 2.500 mg/l.

For koldaffedtningsmidler viste testen altså, at visse produkter - produkter uden emulgatorer - kan separere efter de 5 minutter, som var separationste stens henstandstid. Andre koldaffedtningsmidler - produkter med emulgato rer - har meget ringe selvspaltende egenskaber.

Mikroaffedtningsmiddel

Testen af mikroaffedtningsmidlet (P 8) viste en mellemhøj oliekoncentration (460 mg/l). Dette stemmer overens med, at mikroaffedtningsmidler er karakteriseret ved både at indeholde mindre mængder petroleumsbaserede opløsningsmidler (15-30%) og samtidig indeholder to til tre forskellige typer tensider, som vil virke emulgerende.

Alkaliske affedtningsmidler

De alkaliske affedtningsmidler (P 7 og P 9 - 13) viste alle koncentrationer i intervallet fra 150 til 540 mg/l. Det sure affedtningsmiddel (P 14) indeholder oxalsyre og anvendes specielt til at fjerne bremsestøv og rust fra køretøjer samt til rengøring efter transport med jernbane. P 10 og 11 er de alkaliske affedtningsmidler, som viser de laveste oliekoncentrationer (henholdsvis 210 mg/l og 170-310 mg/l), men skiller sig alligevel ikke overbevisende positivt ud. Ingen af de alkaliske affedtningsmidler viste positive selvspaltende egenskaber indenfor de fem minutter, som var testens henstandstid.

Shampoo

Testen af de udvalgte Shampoo-produkter (P 15 - 21) viste koncentrationer fra 320 til 960 mg/l. Heller ingen af disse produkter viser altså positive selvspaltende egenskaber.

Keminøglen

I tabel 2.3.2 er Keminøglens scoringer angivet for de produkter, som optræder i Keminøglen. Keminøglens olieseparationstest er en enkel screeningstest, som ikke er direkte sammenlignelig med den test, som er udført i dette projekt. Bl.a. udføres visuel bedømmelse af olieseparationen - ikke analyse - og der anvendes lige dele vand og olie til testen i modsætning til de 2 g mineralsk olie til 1.900 ml vand, som er anvendt i dette projekt (jf. afsnit 2.2). Resultatet af Keminøglens olieseparationstest udtrykkes som en score fra 1-3 (hvor 3 er værst), der gives på baggrund af en visuel vurdering af vandfasens størrelse i testblandingen efter sammenblanding og fem minutters henstand.

Det fremgår af tabel 2.3.2, at for otte ud af ti produkter er der en rimelig overensstemmelse mellem Keminøglens scoring og resultatet af den test, som er gennemført i dette projekt. Men i to tilfælde er der betydelig uoverensstemmelse. Koldaffedtningsmidlet P 4 er i Keminøglen scoret i den bedste katagori (score 1), mens testen i dette projekt viser 3.000 mg olie/l, hvilket er det ringeste resultat af de vurderede produkter. Endvidere får shampoo produktet P 18 ligeledes bedste score i Keminøglen, mens testen i dette projekt viser en ringe præstation på 960 mg/l for dette produkt.

Uoverensstemmelsen mellem de to testmetoder kan bl.a. skyldes, at der ligger en betydelig usikkerhed i den visuelle bedømmelse af olieseparationen. Opløst olie i vandfasen kan - som tidligere beskrevet - ikke konstateres visuelt. Endvidere er den relative afvigelse på dette projekts test betydelig. Forskellen mellem den i dette projekt benyttede test og Keminøglens test underbygger, at der er stor usikkerhed på olieseparationstests, og at resultaterne generelt bør tages med forbehold.

Sammenligning med IVL- testen

Tre af de testede produkter (P 10, 13 og 17) er på tidligere tidspunkter blevet testet ved IVL-testen, som viste, at de alle kan overholde testens krav. Jf. afsnit 2.2 kræver IVL-testen, at koncentrationen af olie i vandfasen efter 120 minutters henstand skal være under 100 mg/l. I dette projekt viser testen (DB TL 91881, modificeret) af de tre produkter henholdsvis 170, 510 og 320 mg/l efter 5 minutters henstand, svarende til den reelt forekommende minimumsopholdstid i mange olieudskillere.

Testen fra dette projekt viser altså værdier over de 100 mg/l, som er grænsen for IVL-testens overholdelse. Ud over den længere henstandstid i IVLtesten kan årsagen til forskellene være, at den analyserede vandfase i dette projekts test udgjorde 1.000 ml ud af 2.000 ml prøvemængde, mens der kun analyseres de nederste 100 ml vandfase ud af 1.000 ml prøvemængde i IVL-testen.

Ud fra IVL-testen er det altså kun 1/10 af prøvemængden, der analyseres som vandfase, mens halvdelen af prøvemængden analyseres som vandfase i testen fra dette projekt.

Alkaliaske affedtningsmidler og shampoo

Samlet set er det ikke muligt ud fra testens resultater at udpege alkaliske affedtningsmidler eller shampoo-produkter, som har positive selvspaltende egenskaber. Resultaterne peger på, at henstandstiden på fem minutter - som svarer til den typiske minimale henstandstid i danske gravimetriske olieudskillere - ikke er en tilstrækkelig periode til, at disse vandbaserede vaskemidler kan selvspalte. Dette underbygges af en række IVLseparationstests som Akzo Nobel Surface Chemistry i Stenungssund, Sverige har fået foretaget af et af deres alkaliske affedtningsmidler (P 7). P 7 viste i dette projekts test 540 mg mineralsk olie/l (Cassel, 2000). Resultaterne af IVLtesten fremgår af tabel 2.3.3.

IVL-testen er foretaget efter henstandstider på henholdsvis 30 og 120 minutter, og endvidere er testen foretaget ved fortyndinger af produktet på: 100, 50 og 10%. Der er analyseret for upolære alifatiske kulbrinter (mineralsk olie), og analyserne er foretaget af Göteborgs Kemanalys AB. Analysemetoden er ikke specificeret fra laboratoriet.

Tabel 2.3.3
Resultater af IVL-test af det alkaliske vaskemiddel P 7 efter en henstandstid på henholdsvis 30 og 120 minutter. Endvidere er testen foretaget ved fortyndinger: 100, 50 og 10%. Enheden er mg mineralsk olie/l (Cassel, 2000)

Produkt

Efter 30 minutter

Efter 120 minutter

P 7 (Alkalisk affedt.) Fortynding: 100% (Konc.)

93

3

P 7 (Alkalisk affedt.) Fortynding: 50%

47

1,4

P 7 (Alkalisk affedt.) Fortynding: 10%

25

11


Resultaterne af IVL-testen indikerer, at det først er efter henstandstider på omkring 120 minutter, at olien udskilles, og vandfasen dermed indeholder koncentrationer under 10 mg/l. Spredningen på de lave koncentrationer efter 120 minutter (1,4-11 mg/l) må betragtes at ligge indenfor olieanalysemetoders usikkerhed. Efter 30 minutter er olien endnu ikke udskilt, men der ses bedre udskilning med stigende fortynding af affedtningsmidlet. Tensidernes virkningsgrad falder med stigende fortynding, og dermed vil olien lettere udskilles (Cassel, 2000).

Reproducerbarhed af test

De seks produkter (inkl. blindprøven), som både blev testet i første og anden målerunde, kan indikere graden af testens reproducerbarhed. Forskellene mellem resultaterne fra første og anden målerunde er en faktor 1-3. Disse forskelle skyldes både usikkerhed på test- og på analysemetoden. Blandt væsentlige faktorer, der influerer på metodens usikkerhed, kan nævnes: Vedhæftning af olie på forsøgsapparaturet, vanskeligheder ved udtagning af repræsentative prøver til analyse samt usikkerheden på den gravimetriske analysemetode, der - jf. kapitel 3 - vurderes at være 10-20%.

Som tidligere nævnt har det ikke indenfor rammerne af dette projekt været muligt at undersøge den samlede usikkerhed for testmetoden - herunder metodens præcision og reproducerbarhed. Samlet set indikerer dobbelttesten af de seks produkter, at den relative afvigelse på den anvendte separationstest ligger mellem 15 og 100%.

2.3.2 Konklusioner og anbefalinger omkring olieseparationstests

Store forskelle og afvigelser

Der er afgørende metodemæssige forskelle mellem de forskellige olieseparationstests, som vanskeliggør sammenligning af testresultater. Hertil peger dette projekts resultater på meget store afvigelser på resultaterne af testen. Det er vanskeligt at opnå god nøjagtighed og reproducerbarhed.

Separationstests giver kun grov indikation

På baggrund af ovenstående kan det konkluderes, at resultaterne af den anvendte separationstest - såvel som testresultater af de øvrige beskrevne separationstests fra dette kapitel - vurderes kun at kunne angive en grov indikation af vaskemidlernes selvspaltende egenskaber ved afledning til olieudskillere.

Testresulater kan altså kun anvendes som indikationkonkrete undersøgelser er nødvendige

Hvis en virksomhed ønsker at optimere olieudskillerens funktion gennem kemikaliesubstitution, kan testresultater af mulige alternative produkter altså kun anvendes til at indikere produkter, som måske kan separere bedre i udskilleren. Der vil være behov for konkrete undersøgelser, som viser, hvor lang henstandstid der reelt er nødvendig, før virksomhedens spildevand separerer. Ofte bør tilbageholdelse af spildevandet i batch eller anden supplerende rensning overvejes (jf. kapitel 4, 5 og 6).

Behov for afklaring omkring vaskemidlers separationsevne 

Der er behov for afklaring af, hvilke kemisk/fysiske egenskaber ved vaskemidler som kan medføre gode separationsevner, og om det overhovedet er muligt at opnå sådanne egenskaber for alkaliske affedtningsmidler og shampoo. Der ligger en grundlæggende modsætning i, at de vaskeaktive stoffer først skal kunne transportere olien emulgeret i vandet, hvorefter de vaskeaktive egenskaber skal ophøre, således at olien kan udskilles i olieudskilleren.

Testmetode som indledende undeersøgelse

Under hensyntagen til disse forbehold kan f.eks. testmetoden (DB TL 91881, modificeret) fra dette projekt anvendes som indledende undersøgelse af vaskemidlers separationsevner (jf. bilag 3). Testen bør udføres ved mindst tre forskellige henstandstider f.eks. 5, 30 og 120 minutter, og der bør altid foreligge dobbelttests og dobbeltanalyser, som kan indikere afvigelsen på resultaterne.

Ved fremtidige vurderinger af vaskemidler bør olieseparationstests have en underordnet betydning. Vurderinger af stoffernes iboende miljø- og sundhedsfarlige egenskaber (f.eks. som projektets ABC-miljøvurdering) bør altid vægtes tungere. Positive selvspaltende egenskaber har ingen sammenhæng med vaskemidlets miljø- og sundhedsfarlige egenskaber.

Selvspaltende koldaffedtningsmidler bør anbefales med forbehold

Visse koldaffedtningsmidler - produkter uden emulgatorer - viste positive selvspaltende egenskaber (P 3 og 5). Det er dog ud fra en miljømæssig helhedsbetragtning betænkeligt at anbefale anvendelse af disse petroleumsbaserede affedtningsmidler. Petroleumsdestillater er samlet grupperet som Astoffer og er dermed uønskede i kloaksystemet. Derfor bør anvendelse af koldaffedtningsmidler kun anvendes, hvor virksomheden kan dokumentere, at oliedestillaterne opsamles efter brug eller udskilles effektivt i olieudskilleren. Hertil kommer, at en del af de flygtige oliedestillater er vandopløselige, og anvendelse af koldaffedtningsmidler bør derfor altid medføre, at spildevandet analyseres for flygtige stoffer.

Vandbaserede vaskemidler kræver lang henstandstid

De vandbaserede vaskemidler (alkaliske affedtningsmidler og shampooprodukter) viste alle ringe selvspaltende egenskaber inden for de 5 minutter, som var testens henstandstid i dette projekt. Der er behov for længere henstandstider, før olie/vandblandingen med disse vaskemidler vil separere. Det betyder, at det ikke er muligt at optimere en traditionel olieudskiller med en minimal gennemløbstid på 5-10 minutter gennem kemikaliesubstitution til alternative vandbaserede vaskemidler. Gennemløbstiden skal generelt være over 2 timer (normalt helst over et døgn), før emulgeret spildevand med vandbaserede vaskemidler separerer. Anvendelse af vandbaserede affedtningsmidler bør derfor altid følges af en konkret vurdering af, om batchvis henstand af spildevandet er nødvendig (se kapitel 4 og 5).

2.3.3 Miljøvurdering af udvalgte vaskemidler

Ni af de ovenfor 21 testede vaskemidler er blevet miljøvurderet efter ABCmetoden. Disse ni har alle været anvendt på eksempelvirksomhederne. Formålet med at miljøvurdere vaskemidlerne har været at kvalificere grundlaget for en eventuel beslutning om substitution. Hvis et produkt har en god separationsevne, men en ringe miljøprofil, bør dette indgå i overvejelserne inden en eventuel substitution.

For at kunne miljøvurdere (dvs. screene med hensyn til vandmiljøfarlighed) de aktuelle produkter er der fra producenter/leverandører indsamlet oplysninger om produkternes indholdsstoffer, CAS nr. m.m. Der er endvidere indgået fortrolighedserklæringer omkring hemmeligholdelse af indholdsrecepterne for flertallet af produkterne.

I dette afsnit er kriterierne for den udførte miljøvurdering for vandmiljø beskrevet overordnet, mens bilag 5 indeholder en detaljeret beskrivelse af miljøvurderingsmetoden. Efterfølgende er resultatet af miljøvurderingen opgjort.

Miljøvurdering= farlighedsvurdering af stoffernes iboende egenskaber

De enkelte anonymiserede produkter er vurderet på baggrund af en farlighedsvurdering af de enkeltstoffer/stofgrupper, der indgår i det pågældende kemikalie. Stofferne farlighedsscores i tre kategorier (A, B eller C) på baggrund af deres iboende egenskaber.

Det skal bemærkes, at der her er tale om en farlighedsvurdering og ikke en risikovurdering, som inkluderer en eksponeringsvurdering. Det er således stoffernes potentielle skæbne og effekter, der er basis for farlighedsvurderingen.

Tre farlighedskategorier (A,B og C)

Ved vurderingen af de kemiske stoffers miljøfarlighed er det antaget, at spildevandet tilledes et offentligt renseanlæg med biologisk behandling. Strategien, der er anvendt, bygger på principperne fra Miljøstyrelsens spildevandsvejledning (Miljøstyrelsen, 1994), hvor primært organiske stoffer inddeles i tre farlighedskategorier (A, B og C) baseret på deres uhelbredelige skadevirkning på mennesker, bionedbrydelighed samt kroniske og akutte effekter i vandige miljøer. Vurderingsprincipperne er - efter aftale med Miljøstyrelsen - i mindre grad modificeret i forhold til spildevandsvejledningen fra 1994, således at principperne vil være i overensstemmelse med de forventede principper i den kommende reviderede spildevandsvejledning. De anvendte vurderingsprincipper er beskrevet i bilag 5.

Inddelingen af stofferne er følgende:

A: Stoffer, hvis egenskaber bevirker, at de er uønskede i afløbssystemet. Stofferne bør erstattes eller reduceres mest muligt med bedste tilgængelige teknologi.
  
B: Stoffer, der ikke bør forekomme i så store mængder, at miljøkvalitetskriterier overskrides i vand- og jordmiljøet. For udvalgte stoffer er der fastsat vejledende grænseværdier. Disse stoffer bør ligeledes reguleres efter princippet om anvendelse af den bedste, tilgængelige teknologi.
C: Stoffer, der i kraft af deres egenskaber ikke giver anledning til fastsættelse af vejledende grænseværdier i tilledt spildevand. Disse stoffer skal således begrænses ud fra ressourcebesparelseshensyn og eventuelle effekter på renseanlæg og vandområde.

Scoring af stoffer

i.v.-stoffer

I nærværende projekt er stoffer, hvis dokumentationsgrundlag er tilstrækkeligt til en entydig vurdering, tildelt klassifikationen A, B eller C. Øvrige stoffer, hvor dokumentationsgrundlaget er utilstrækkeligt, er tildelt klassifikationen a (lille a), b (lille b) eller c (lille c) ud fra en ekspertbaseret vurdering, som f.eks. kan bygge på kendskab til lignende stoffers egenskaber i kombination med det foreliggende datamateriale. Såfremt en sådan vurdering ikke har været mulig, er stoffet tildelt et i.v. (ikke vurderet).

Scoring af stofgrupper

Konservativ vurdering

Ved vurdering af stofgrupper tages der udgangspunkt i de stoffer, der repræsenterer stofgruppen. Hvis det entydigt gælder, at gruppen består af stoffer vurderet som liste A-stoffer (f.eks. gruppen af alkylphenolethoxylater), får gruppen tildelt scoren A. Hvis det derimod drejer sig om en gruppe, der f.eks. består af kvaternære ammoniumforbindelser, der er uden nærmere specifikation, vil gruppen tildeles scoren a dels på baggrund af muligt indhold af f.eks. alkylbenzyldimethylammonium (scoret som A), og dels fordi der i gruppen af kvaternære ammoniumforbindelser kan forekomme let bionedbrydelige tensider, f.eks. esterquatforbindelser (scoret som C). Vurderingerne er således konservative, hvilket betyder, at vurdering af stofgrupper er foretaget ud fra mulig forekomst af det mest miljø- og sundhedsfarlige stof, der tilhører den pågældende gruppe.

Resultater af miljøvurdering

De ni vurderede produkter indeholder i alt ca. 35 forskellige enkeltstoffer/ stofgrupper. Heraf er i alt syv enkeltstoffer udeladt, idet de hver især udgør mindre end 0,5‰ i det enkelte produkt. Det drejer sig om stoffer af typen fluorerede carboxylater, alkylamin og ethanol. For de to førstnævnte har det i øvrigt ikke umiddelbart været muligt at finde brugbare miljødata.

Resultatet af den udførte miljøvurdering er i det følgende dels anført som ABC-scorer af enkeltstoffer/stofgrupper og dels som miljøprofiler for de vurderede produkter:

ABC- scorer af enkeltstoffer/stofgrupper

I bilag 6 er de vurderede stoffer angivet med tilhørende ABCscorer.

Resultat af scoring

Af fortrolighedshensyn er en del af stofferne i bilag 6 angivet med kodenavn. Som det fremgår af tabellen i bilag 6, er tre ud af i alt 25 stoffer tildelt scoren A eller a og hermed vurderet til at være uønskede i kloaksystemet. Fem stoffer er tildelt scoren B eller b, og 16 stoffer er scoret C eller c. Ét stof har på det foreliggende grundlag ikke kunnet scores og er derfor tildelt et i.v. Hertil kommer tre stoffer, der indgik som emulgatorer i P 6, der ligeledes er score i.v. Stofoplysningerne for disse tre stoffer blev indhentet for sent i projektforløbet til at blive scoret.

Muligheder for forbedret scoringsgrundlag

Det skal bemærkes, at det inden for rammerne af nærværende undersøgelse ikke har været muligt at fremskaffe detaljerede stofoplysninger fra kemikalieleverandørerne på alle stoffer, f.eks. CAS nr., alkylkædelængder og antal ethoxygrupper. Eventuel viden hos kemikalieleverandørernes råvareproducenter om råvarernes økotoksikologiske egenskaber er heller ikke indgået. Sådanne oplysninger vil sandsynligvis gøre det muligt at tildele en væsentlig del af de 11 stoffer, der er scoret med et lille bogstav (a, b eller c; tildeling baseret på skøn) samt stoffet tildelt et i.v., en egentlig score (A, B eller C).

Miljøprofiler for de vurderede produkter

Vandinhold

Resultatet af den udførte miljøvurdering er nedenstående angivet som miljø-profiler for hvert af de vurderede produkter. Miljøprofilerne er vist i tabelform med angivelse af procentvis (vægtbasis) indhold af henholdsvis A (inkl. a)-, B (inkl. b)-, C (inkl. c)- og i.v.-scorede stoffer i produktet. Vandindholdet i produkterne fremkommer ved at trække summen af de angivne procenter fra 100%.

I tabel 2.3.4 vises miljøprofilerne for produkterne. Stoffer, der indgår med mindre end 0,5‰ er udeladt af opgørelsen.

Tabel 2.3.4
Miljøprofilerne for produkterne.

Produkt nr.

Produkttype

Vandmiljøscorer (%)

A

B

C

i.v.

P 2

Koldaffedt.

80-100

0

0

0

P 3

Koldaffedt.

93

0

7

0

P 5

Koldaffedt.

100

0

0

0

P 6

Koldaffedt.

95

0

0

5

P 10

Alkalisk affedt.

<15

<5

<25

<5

P11

Alkalisk affedt.

0

4.9

10,5

0

P13

Alkalisk affedt.

0

<13

<43

0

P14

Sur affedt.

0

0,7

8,9

0

P16

Shampoo

0

0,7

15,5

0


A-stofferne, som er uønskede i kloaksystemet, består af en kvarternær ammoniumforbindelse (P 10) samt råoliedestillater (P 2, 3, 5 og 6). Bstofferne, som kun bør afledes i koncentrationer, så miljøkvalitetskrav kan overholdes, er kompleksbindere og alkylbenzensulfonater. En specificering af stofferne er vedlagt i bilag 6.