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

Reduktion af mineralsk olie i spildevand

4. Renseteknologier

I de følgende afsnit er beskrevet teknologier til rensning af olieholdigt spildevand. Der er udvalgt teknologier, som vurderes relevante i forhold de vandmængder (0,5-10 m³ /d), der afledes fra værksteder, vaskepladser for biler, entreprenørmaskiner og busser, oplagspladser med overfladeafstrømning m.m. De valgte teknologier er kommercielt tilgængelige, det vil sige, at der ikke er medtaget teknologier på udviklingsstadiet.

Vurderede renseteknologier

I tabel 4.1.1 er vist en oversigt over de beskrevne renseteknologier med hensyn til funktionsprincip, effektivitet, kapacitet, betingelser for optimal virkemåde, økonomi m.m. Med hensyn til anlægsøkonomi vil der ofte være udgifter til nedgravning af tanke, som vil være i størrelsesordnen 60.000 kr. ved anlæg med den ovennævnte kapacitet.

4.1 Teori for olie/vand separation

Hvis olie og rent vand blandes sammen, vil der dannes oliedråber, som efterfølgende vil stige op gennem vandfasen og lægge sig på vandoverfladen. Dråbernes diametre vil altid være små, og deres bevægelse vil være laminar. I sådanne tilfælde gælder Stokes lov:

I en olieudskiller sker udskillelsen med en hastighed, som kan beregnes ud fra Stokes lov. Ved at øge opholdstiden kan udskillelsen forbedres. Udskillelsen kan også forbedres gennem forøgelse af den opadgående hastighed, hvilket kan ske på følgende måder:

Andre teknikker

Af øvrige teknikker, der kan benyttes til fjernelse af olie fra vandfasen, kan nævnes filtrering, adsorption, termisk behandling og biologisk nedbrydning.

Emulsioner af olie i vand opstår, når olien enten mekanisk eller kemisk opblandes i vandfasen i meget fine oliedråber. I stabile emulsioner har de fine oliedråber meget svært ved at udskilles i en fri oliefase selv ved lang tids henstand.

Mekaniske emulsioner

Mekaniske emulsioner opstår, når olie og vand - f.eks. i en højtryksspuler eller i en pumpe - udsættes for kraftige mekaniske påvirkninger, således at olien bliver opdelt i meget fine dråber. Efter lang tids henstand vil oliedråberne efterhånden samles til større dråber.

Kemiske emulsioner

Kemiske emulsioner opstår, når eksempelvis tensider er til stede i olie/vandblandinger. Tensider er asymmetriske molekyler med en hydrofob (vandafvisende ende) og en hydrofil ende (vandelskende ende). Tensidmolekylerne vil gerne placere sig mellem olie- og vandfasen, hvilket medfører, at overfladespændingen mellem olie og vand nedsættes, således at der skal bruges mindre energi til emulgeringen. Samtidig medfører tensidernes tilstedeværelse ioniseringen af oliedråberne, hvilket gør emulsionen mere stabil, dvs. oliedråberne kan ikke bringes sammen. Kemisk emulgerede olier kan normalt ikke udskilles i en konventionel olieudskiller. Det kræver lang opholdstid eller supplerende rensning.

4.2 Gravimetrisk olieudskiller

Hvis spildevand indeholder en betydelig mængde fri oliefase, vil første trin i behandlingen af olieholdigt spildevand ofte være en gravimetrisk olieudskiller, idet denne vil reducere belastningen af det/de efterfølgende rensetrin.

SBI-anvisning nr. 185 indeholder praktiske erfaringer og vejledning vedrørende dimensionering og udformning af olieudskillere. Anvisningen er beregnet til at bruge sammen med "Norm for afløbsinstallationer DS 432", der væsentligst indeholder funktionskrav, som kan opfyldes på andre måder end de, der er præsenteret i anvisningen.

Traditionelt har vandtilstrømningen til olieudskilleren og opsamlingskapaciteten for olien været de størrelser, der er blevet brugt ved dimensionering af en olieudskiller. I SBI-anvisningen findes en detaljeret beskrivelse af, hvordan man finder frem til de dimensionsgivende størrelser. I anvisningen er det tillige beskrevet, hvilke hensyn der skal tages ved dimensioneringen, hvis oliens massefylde er høj (> 900 kg/m³ ), eller spildevandet indeholder emulgerende stoffer. I det første tilfælde øges den dimsionsgivende spildevandsstrøm med 200%, mens man i det andet tilfælde kan øge opholdstiden. Der findes dog ingen generelle regler for forøgelse af opholdstiden, når spildevandet indeholder emulgerende stoffer.

Batchvis behandling

Hvis det drejer sig om at behandle små mængder olieholdigt spildevand (<1 m³/d), kan en effektiv metode være batchvis behandling af det olieholdige spildevand i en beholder indrettet til formålet. Efter at olieholdigt spildevand (mekanisk emulgeret) har stået stille i et eller flere døgn, vil dråber ned til en størrelse på 18 µm kunne udskilles (King County, 1995 og U.S. Air Force).

Vandfasen kan herefter ledes til kloaksystemet, mens oliefasen tappes af og afleveres som farligt affald til videre behandling. Eventuelt kan man installere to beholdere, således at den ene er under opfyldning, mens den anden henstår, for at olie/vand-blandingen kan separere. Det har ikke været muligt at finde måledata fra denne type behandling af olieholdigt spildevand.

4.3 Koalescensudskillere

En koalescensudskiller vil, hvis den placeres efter en almindelig gravimetrisk olieudskiller eller indbygges i olieudskilleren, kunne forbedre spildevandskvaliteten. Leverandører (Jan Olsson) af koalescensudskillere hævder, at det er muligt at rducere oliekoncentrationen i spildevandet til under 5 mg/l, mens forsøgsresultater og litteratur i øvrigt angiver oliekoncentrationer på mellem 5 og 30 mg/l i udløbet fra koalescensudskillere (DTIMiljøteknik, 1992) og (Kings County, 1995).

Stokes lov

Ifølge Stokes lov vil en oliedråbe med en diameter på 100 µm være 10 minutter om at stige 15 cm i vand, og en oliedråbe med en diameter på 20 µm vil være over to timer om at bevæge sig den samme afstand. I et koalescensfilter opnås hurtigere dråbestørrelser, der er tilstrækkelige store til, at dråberne hurtigere stiger opad og væk fra spildevandsstrømmen gennem koalescensudskilleren.

Princip for udskillelse

Ofte vil oliedråber, der kommer ind i en olieudskiller, skulle bevæge sig over 1 m, inden de når vandoverfladen og den eksisterende oliefase. Ved at indsætte koalescensplader i olieudskilleren eller et filter af fibre med affinitet for olie (eksempelvis polypropylen) vil oliedråbernes vej, inden de møder andre dråber, blive reduceret, og dermed forbedres udskilningen af olie.

Koalescensfiltre er især velegnede, hvor der anvendes højtryksrensning, og hvor der alene er tale om mekanisk emulgering af mineralsk olie i vandfasen (ikke kemisk emulgering). Ved kemisk emulgering af olien kan der ikke opnås den samme effektivitet. Koalescensfiltre leveres med en behandlingskapacitet på mellem 1,5 og 2000 l/sek og kan være en integreret del af en olieudskiller. Koalescensfiltret vil efterhånden blive mættet med olie og skal derfor udskiftes med mellemrum. Brugte filtre bortskaffes som farligt affald - typisk til forbrænding, hvis filtermaterialet i øvrigt er forbrændingsegnet.

4.4 Adsorptionsfiltre

En variation af et koalescensfilter er den type filtre, hvor filtermaterialets funktion alene er at adsorbere olien. Når filteret er mættet med olie, skal det udskiftes, og det brugte filter bortskaffes til forbrænding. Det kan ofte være et problem, at filteret meget hurtigt mættes med olie og derfor skal skiftes ofte for tilstadighed at kunne holde en lav oliekoncentration i tilledning til det offentlige kloaksystem.

Anvendelse

Filtermateriale til opsugning af olie har ofte været brugt i forbindelse med bekæmpelse af oliespild i havne, på havet og i søer, men filtermaterialet bruges også i brønde. Der findes produkter udformet som granulat, slanger, måtter, ruller, puder m.m., og disse produkter er EPA-godkendte og godkendt til anvendelse af Miljøstyrelsen og Beredskabsstyrelsen. Leverandører af filtermaterialet oplyser, at det kan opsuge olie svarende til 6-25 gange sin egenvægt.

Effektivitet

Adsorptionsfiltre kan være en udmærket løsning til rensning af små mængder olieholdigt spildevand (<1 m³/t), men leverandørerne af disse filtre kan ofte ikke dokumentere filtrenes effektivitet i forhold til det aktuelle spildevand. Det vil i disse situationer være hensigtsmæssigt at aftale en prøveperiode, der inkluderer målinger, som kan dokumentere filterets effektivitet i relation til belastning og afløbskvalitet samt tidsrum mellem udskiftning af filteret.

4.5 Centrifuge

I tallerkencentrifuger kan partikler i størrelser mellem 0,1 og 800 µm frasepareres. Normalt benyttes tallerkencentrifuger til væske/væske separation eller væske/tørstof separation, når tørstofindholdet i det tilførte medie maksimalt er 1 volumenprocent. Der findes både centrifuger med batchvis tømning og med kontinuerlig tømning.

Funktionsprincip

I centrifuger føres væsken ind fra neden eller i et rør inden i aksen. De to adskilte faser forlader centrifugen ved toppen og opfanges af hver sin skærm. Den tunge væske (vand) vil passere ud yderst og den lette væske (olien) inderst.

Kapacitet

Centrifuger leveres med en kapacitet på mellem 0,5 og 200 m 3 /time. I centrifuger kan opnås en G-faktor på 5.000, mens der i hydrocycloner kan opnås en G-faktor på 1.000. Det betyder, at centrifuger sammenlignet med hydrocycloner bedre kan adskille olie/vandblandinger, og at der kan opnås lavere oliekoncentrationer i udløbet fra centrifuger.

4.6 Hydrocyclon

I hydrocycloner føres væsken tangentielt ind i en cylinder under stort tryk. Dette får væsken til at bevæge sig i en ydre primærhvirvel og en indre sekundær hvirvel, som går op gennem et aksialt rør, der munder ud foroven. De tungeste partikler forlader cyclonen forneden (vand), mens de lette partikler forlader cyclonen foroven (olie). For at opnå større effektivitet er det typisk at seriekoble flere cycloner. Ved parallelkobling kan kapaciteten øges.

Funktionsprincip

Hydrocycloner har typisk været anvendt til olie/vandseparation på olieboreplatforme og på skibe, hvor der ofte er tale om behandling af langt større vandmængder end inden for de aktuelle virksomhedstyper.

4.7 Flotation

Flotation af olieholdigt spildevand kan enten være baseret på luft alene, eller processen kan være kombineret med kemisk fældning. Når gas eller luft under tryk blandes i en væske, vil gassen blive opløst i væskefasen. Når trykket fjernes, vil gassen undvige i form af fine bobler i væsken. Boblerne bindes til urenheder (partikler og olie) i væsken. Derefter bringes urenhederne op til væskens overflade, hvorfra de kan fjernes.

Afløbskoncentration

Ved flotation med luft alene kan opnås afløbskoncentrationer på mellem 1-25 mg/l, når det drejer sig om ustabile olieemulsioner.

Forud for flotation kan tilsættes kemikalier i form af flokkuleringsmidler, koaguleringsmidler og/eller emulsionsspaltende midler, der kan forbedre udskilningen af olie.

4.8 Filtrering

Membrantyper

Til behandling af olieholdigt spildevand vil det være relevant at anvende ultrafiltrering. Vand og lavmolekylære forbindelser vil passere membranens porer og danne permeatet, der enten kan udledes til kloaksystemet eller genanvendes. Det er muligt at opnå udløbskoncentrationer på <2 mg/l. Emulgeret olie og visse opløste forbindelser vil blive tilbageholdt af membranen og danne koncentratet, der kan indeholde op til 60% olie og fast stof.

4.9 Destillation

Destillation kan benyttes som adskillelsesproces, når der er tale om en blanding af flere flygtige stoffer, sådan som det er tilfældet med olie/vandblandinger. Ved opvarmning af væsken bringes noget af den til at fordampe. Ved fordampning og efterfølgende kondensering opkoncentreres indholdsstofferne fra olien i remanensen.

Vacuuminddampning

Til olieholdigt spildevand vil behandling i en vacuum-inddamper være en mulighed. Energiforbruget i denne type inddamper er forholdsvis beskedent. Dog kan vacuum-inddampning, der foregår ved lave temperaturer, resultere i, at vandopløselige forbindelser overføres til den kondenserede vandfase. Ofte vil de vandopløselige stoffer fra oliefasen være stærkt toksiske.

4.10 Biologisk rensning

Anlægstyper

Fra undersøgelser på kommunale biologiske renseanlæg vides, at en del af de tilførte olie- og fedtstoffer nedbrydes i anlæggene. Nedbrydningen fremmes, hvis olien er mekanisk emulgeret i vandfasen. Der eksisterer mindre biologiske filteranlæg til behandling af olie- og fedtholdigt spildevand. Biologiske filtre kan være konstrueret med mange forskellige typer bæremateriale for biomassen. Dykkede filtre konstrueres både som up-flow og downflow anlæg. Det er i biofiltre muligt at opnå meget store proceshastigheder, såfremt der ikke er begrænsninger i primærsubstrat eller næringssalte. Dette kan blive begrænsende faktorer med det aktuelle spildevand. Det kan derfor blive nødvendigt at tilsætte næringssubstrat for at opretholde en aktiv biomasse.

Effektivitet

Erfaringer med biologisk rensning af olieholdigt spildevand er oftest knyttet til rensning af spildevand fra bilvaskehaller, hvor koncentrationerne af olie ofte er meget lave (ca. 5 mg/l) efter passage af sandfilter og olieudskiller.

4.11 Anbefalinger

På baggrund af indsamling af erfaringer om teknologier til rensning af olieholdigt spildevand kan der gives følgende anbefalinger:

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