Reduktion af mineralsk olie i spildevand

Sammenfatning

Dette projekt undersøger, hvordan afledninger af mineralsk olie fra små og mellemstore virksomheder kan reduceres gennem renere teknologi og rensning. Projektet anbefaler en fremgangsmåde med undersøgelse af ændrede arbejdsgange, substitution af vaskemidler samt supplerende renseteknologier.

Baggrund

Endvidere gives konkrete anbefalinger omkring olieanalysemetoder samt miljøvurdering af vaskemidler. På autoværksteder, jern- og metalvirksomheder og på entreprenørpladser udføres dagligt processer, som medfører tilledning af stabilt emulgeret mineralsk olie til kloaknettet. Det drejer sig om processer som motorvask, affedtning samt vask af køretøjer og materiel. Olien emulgeres gennem anvendelse af vaskemidler og højtryksspuling eller kombinationer heraf, og olien udskilles meget langsomt og passerer derfor igennem de etablerede olieudskillere. Dette gælder både de simple olieudskillere og de mere avancerede udskillere med koalescensfiltre.

Formål og målgruppe

Afledning af mineralsk olie er generelt uønsket. Dette skyldes, at mineralsk olie består af utallige organiske forbindelser, hvoraf en stor del er tungt nedbrydelige, og mange har miljø- og sundhedsskadelige egenskaber. Formålet med projektet har på denne baggrund været at undersøge, hvordan afledning af mineralsk olie - gennem renere teknologi og rensning - kan reduceres fra små og mellemstore virksomheder. Målgruppen er både virksomheder og kommuner, som typisk vil stå over for projektets problemstillinger i forbindelse med udarbejdelse af tilslutningstilladelser. Olieudskillernes funktion og dimensionering har ikke været i direkte fokus, da der allerede findes omfattende litteratur om dette emne.

Typiske processer

For at få overblik over, hvilke processer der medfører afledning af emulgeret olie, foretog de deltagende kommuner (Albertslund, Hvidovre og HøjeTaastrup) en kortlægning af de processer, som er tilknyttet olieudskillerne i de tre kommuner. Kortlægningen - kombineret med erfaringer fra litteraturen - resulterede i, at der i projektet blev fokuseret på følgende seks typer processer:

1. Motorrens/motorvask med højtryksrenser
2. Afvoksning samt vask i forbindelse med klargøring af biler
3. Undervognsvask i forbindelse med korrosionsbeskyttelse
4. Værkstedsaktiviteter/Smørehaller
5. Affedtning i vaskemaskiner eller kar
6. Vaskepladser med højtryks-/hedtvandsvask eller almindelig vandslange

Vaskepladser og værkstedsaktiviteter mest udbredt

Kortlægningen af de seks processers udbredelse viste overordnet, at vaskepladser og værkstedsaktiviteter/smørehaller er de dominerende processer blandt de seks kategorier.

Undersøgelse af vaskemidler

I alt 21 vaskemidler blev udvalgt til undersøgelse. Vaskemidlerne blev udvalgt således, at de dækkede de hyppigst anvendte/mest solgte produkter til ovenstående seks processer. De 21 vaskemidler blev testet med en olieseparationstest, og ni af disse produkter, som indgik i arbejdet med projektets to eksempelvirksomheder, blev miljøvurderet efter ABC-metoden fra Miljøstyrelsens industrispildevandsvejledning.

Olieseparationstests, som simulerer afledning gennem olieudskiller

Der blev gennemført olieseparationstests for at teste vaskekemikaliernes separerende egenskaber ved afledning til gravimetrisk olieudskiller efter brug. Der er udviklet en række laboratoriemetoder, som søger at simulere denne afledning. Princippet i alle disse tests er, at vaskemidlet blandes med olie og vand, og evnen til at skille i en vand- og oliefase måles efterfølgende. På denne måde testes vaskemidlernes "spaltningsevne". Dvs. om vaskemidlernes emulgerende virkning er ophørt efter et fastlagt tidspunkt.

Modificeret tysk metode 

Ud fra vurdering af seks forskellige laboratoriemetoder blev det besluttet at anvende en modificeret tysk metode (DB TL 91881, modificeret) i dette projekt. 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.

Koldaffedtningsmidler med god og ringe spaltningsevne

Testen af koldaffedtningsmidler (som består af mere end 95% petroleumsbaseret opløsningsmiddel) viste, at visse produkter - uden emulgatorer - kan separere efter de fem minutter, som var separationstestens henstandstid. Andre koldaffedtningsmidler - med emulgatorer - har meget ringe selvspaltende egenskaber.

Alkaliske affedtningsmidler og shampoo

Testen af alkaliske affedtningsmidler og shampoo viste, at ingen af de testede produkter viste positive selvspaltende egenskaber indenfor henstandstiden på fem minutter. Andre undersøgelser af vandbaserede produkter indikerer, at det først er efter henstandstider på over 120 minutter, at olien udskilles.

Store afvigelser på separationstests

Testen (DB TL 91881, modificeret) viste endvidere - ud fra dobbelttest af seks produkter - at der forekommer store afvigelser (15-100%) på resultaterne. Også sammenligning mellem tests foretaget i dette projekt og testresultaterne fra Keminøglen (DI, 1999) viste betydelige uoverensstemmelser. Dette understreger, at der kan forekomme store afvigelser mellem, hvad de enkelte separationstests viser.

Miljøvurdering af vaskemidler

ABC-miljøvurderingen af vaskemidler fra projektets to eksempelvirksomheder grupperede indholdsstofferne efter miljøfarlighed i kategori A, B, C og i.v. A-stoffer er uønskede i spildevand, fordi stofferne er ikke let-nedbrydelige, er meget giftige over for vandlevende organismer og/eller kan medføre uhelbredelige skadevirkninger på mennesker. B-stoffer bør begrænses, så miljøkvalitetskrav ikke overskrides, fordi B-stoffer ikke er letnedbrydelige, og fordi de er giftige over for vandlevende organismer. C-stoffer er normalt uproblematiske stoffer i forhold til renseanlæg og vandområde, og i.v.stoffer er stoffer, som ikke har kunnet vurderes på grund af manglende data. I.v.-stoffer bør af forsigtighedshensyn vurderes i forhold til, at de potentielt kan være A- eller Bstoffer.

Resultater af miljøvurderingen

Miljøvurderingen viste, at tre ud af i alt 25 vurderede stoffer fra vaskemidlerne blev tildelt scoren A og hermed vurderet til at være uønskede i kloaksystemet. Fem stoffer blev tildelt scoren B, og 16 stoffer scoren C. A-stofferne består af en kvarternær ammoniumforbindelse samt råoliedestillater. Rå-oliedestillater grupperes som A-stoffer, på grund af tungtnedbrydelige samt miljø- og sundhedsmæssige egenskaber. B-stofferne er kompleksbindere og LAS.

Eksempelvirksomheder

Projektets to eksempelvirksomheder var dels Virksomhed-1, som forhandler og specialbygger gaffeltrucks. Det olieholdige spildevand opstår her i forbindelse med vask og affedtning af trucks og tilbehør (proces nr. 6). Dels Virksomhed-2, som er en bilforhandler, og her opstår spildevandet i forbindelse med afvoksning og vask ved klargøring af biler (proces nr. 2).

Kemikaliesubstitution ikke tilstrækkeligt

På Virksomhed-1 blev olieudskillerens rensningsgrad forbedret fra 60 til 99% efter substitution af det hidtil anvendte vaskemiddel. Middelkoncentrationen af mineralsk olie efter olieudskilleren var dog stadig betydelig (120 mg/l). Denne olie vurderedes at være kraftigt emulgeret, og Virksomhed1 blev derfor anbefalet at undersøge potentialet i batchvis opsamling og henstand af de ca. 1,5 m 3 processpildevand pr. dag.

Kemikaliesubstitution vanskeliggjort af barrierer

Eksisterende renseteknologi kan bringes til at fungere gennem optimeret forrensning i olieudskillersystemet

Virksomhed-2 anvendte fire forskellige vaskemidler, og substitutionen af det ene vaskemiddel medførte ikke forbedret afløbskvalitet fra vaskehallen. Dette var dog heller ikke ventet, da vaskemidlet med de ringeste selvspaltende egenskaber ikke blev substitueret på grund af forventninger om et ringere vaskeresultat. Strategien for Virksomhed-2 er nu - i samarbejde med deres kemikalieleverandører - at substituere især dette ringe produkt, således at olieudskillersystemet kan optimeres og bringes til at fungere som en effektiv forrensning for det adsorptionsfilter, virksomheden har indkøbt. Supplerende renseteknologi vurderedes at være nødvendig for at opnå en acceptabel afløbskvalitet fra Virksomhed2.

Generel fremgangsmåde til reduktion af olieafledninger

Fremgangsmåde, som kan anvendes i forbindelse med udarbejdelse af tilslutningstilladelser

På baggrund af arbejdet med eksempelvirksomhederne og projektets øvrige erfaringer er der opstillet en generel fremgangsmåde til reduktion af mineralsk olie samt af miljøskadelige vaskemidler i spildevandet. Fremgangsmå-den kan anvendes i samarbejde mellem virksomheder og kommuner i forbindelse med udarbejdelse af tilslutningstilladelser.

Fremgangsmåden kan opsummeres i følgende punkter (de enkelte punkter er uddybet i rapportens kapitler):

1. Ændrede arbejdsgange. Først undersøges mulighederne for at ændre arbejdsgange med hensyn til at:
Undgå afledning til kloak
Opsamle spild
Begrænse mekanisk emulgering

2. Substitution af vaskemidler. Dernæst undersøges muligheder for substitution af vaskemidler gennem undersøgelse af vaskemidlernes:
Indhold af A- og Bstoffer
Evne til olieseparation
Vaskeevne

3. Renseteknologier. Hvis ikke ændrede arbejdsgange eller substitution af vaskemidler kan reducere afledningen af mineralsk olie, kan det være nødvendigt at anvende supplerende renseteknologier

Konkrete anbefalinger i relation til arbejdet

Erfaringerne fra projektet har resulteret i følgende konkrete anbefalinger i relation til arbejdet med reduktion af afledning af olieholdigt processpildevand:

Separationstests giver kun grov indikation - konkrete undersøgelser er nødvendige
Den anvendte olieseparationstest og de øvrige eksisterende olieseparationstests vurderes kun at give en grov indikation af vaskemidlernes separationsevne ved afledning gennem olieudskiller. Der er altid behov for konkrete undersøgelser af virksomhedens spildevand, som viser, om det alene ved forlænget henstand er muligt at opnå en tilstrækkelig god spildevandskvalitet.

Tungere vægtning af iboende egenskaber
Ved valg af vaskemidler bør vurdering af indholdsstoffernes iboende miljø- og sundhedsfarlige egenskaber (f.eks. som projektets ABCmiljøvurdering) altid vægtes tungere end resultaterne af olieseparationstests.

Behov for afklaring omkring separationstests
Både olieseparationstests, der bygger på visuelle bedømmelser, og tests som bygger på analyser, giver betydelige relative afvigelser. For at kunne anvende olieseparationstests er der behov for afklaring af, hvilke kemisk/ fysiske egenskaber ved vaskemidler, der medfører gode separationsevner, og om det overhovedet er muligt at opnå sådanne egenskaber for alkaliske affedtningsmidler og shampoo. 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.

Selvspaltende koldaffedtningsmidler bør anbefales med forbehold
Visse koldaffedtningsmidler - produkter uden emulgatorer - viste positive selvspaltende egenskaber i projektets undersøgelser. Det er dog ud fra en miljømæssig helhedsbetragtning betænkeligt at anbefale anvendelse af disse petroleumsbaserede affedtningsmidler. Petroleumsdestillater er samlet grupperet som A-stoffer og er dermed uønskede i kloaksystemet. Derfor bør anvendelse af koldaffedtningsmidler kun anvendes, hvor virksomheden kan dokumentere, at oliedestillaterne enten opsamles efter brug eller udskilles effektivt i olieudskilleren.

Vandbaserede vaskemidler kræver lang henstandstid
De vandbaserede vaskemidler (alkaliske affedtningsmidler og shampooprodukter) viste alle ringe selvspaltende egenskaber inden for de fem minutter, som var testens henstandstid i dette projekt. Gennemløbstiden bør erfaringsmæssigt være over 2 timer (helst over et døgn), før spildevand med vandbaserede vaskemidler separerer. Vurdering af, om batchvis henstand er mulig, bør altid foretages ved brug af vandbaserede affedtningsmidler.

Supplerende rensning nødvendig ved afledning af større mængder
Supplerende rensning (eller opsamling af vaskevandet) er generelt nødvendig til processer, som medfører afledning af større mængder emulgeret mineralsk olie, såsom motorvask, afvoksning og undervognsvask.

Mulige billige renseteknologier
De billigste supplerende renseteknologier i form af adsorptionsfiltre er tilgængelige fra anlægspriser omkring 40.000 kr. (2000-priser) med driftsudgifter til filterskift på omkring 4.000-16.000 kr. pr. år. Alternativt kan lavtteknologisk batchvis henstand også anvendes. For traditionelle koalescensfiltre inklusiv olieudskiller og gravearbejde vil anskaffelsesomkostningerne være 100.000-160.000 kr. afhængig af kapaciteten.

Anbefalinger i relation til analyse for olie/fedt

I relation til analyse for olie/fedt i spildevand kan følgende anbefales:

Den gravimetriske metode bør kun anvendes til fedtholdigt spildevand
Den gravimetriske metode efter DS/R 208 kan ikke anbefales til analyse af mineralsk olie i industrispildevand. Den gravimetriske analysemetode bør kun anvendes til spildevandsprøver, hvor hovedparten af de ekstraherbare forbindelser består af fedt f.eks. fra levnedsmiddelindustrier.

DS/R 208 til fedtholdigt spildevand
Til analyse af fedtholdigt spildevand kan det anbefales at anvende den gravimetriske analysemetode efter DS/R 208 modificeret med anvendelse af pentan som ekstraktionsmiddel. Gennem denne modifikation undgås anvendelse af det kræftfremkaldende og ozonlagsnedbrydende tetrachlormethan, som DS/R 208 foreskriver. Ved denne metode bestemmes det totale indhold af olie/fedt (ekstraherbare forbindelser), og det er denne parameter, som reguleres i relation til fedtholdigt spildevand. Miljøstyrelsens vejledende grænseværdi for total olie/fedt er 50 mg/l.

ISO/DIS 9377-4 til mineralsk olie (C -C )

Til analyse for mineralsk olie (C 10 -C 40) i spildevand anbefales GC-FIDmetoden efter ISO/DIS 9377-4. Denne anbefaling bygger på, at bl.a. nye undersøgelser foretaget af DHI (september, 2000) viser, at de gravimetriske metoder, hvor prøven inddampes to gange, stort set kun måler de tungere forbindelser, som er til stede i fuel- og råolie, og ikke medtager de lettere olieforbindelser (< C 14), såsom petroleum.

Spildevand, som indeholder flygtige forbindelser (<C )

Hvis der anvendes koldaffedtningsmidler på en virksomhed, eller der forekommer spild af benzin og petroleum, bør der kontrolleres for alle forbindelser i mineralolieprodukter både de flygtige forbindelser og de tungere olier. Dette kan på nuværende tidspunkt kun ske gennem to separate analysetrin med analyse for henholdsvis mineralsk olie ISO/DIS 9377-4 (C 10 -C 40) og analyse for flygtige forbindelser (<C 10) ved GCFID. Det forventes, at dette i fremtiden vil kunne foretages i én samlet analyse. Metoden hertil er under udarbejdelse.

Pentan som ekstraktionsmiddel
Ifølge ISO/DIS 9377-4 skal ekstraktionsmidlet være en kulbrinte eller en kulbrinteblanding med et kogepunkt på mellem 36 og 69°C. Gennem denne store valgfrihed i standarden åbnes altså mulighed for at anvende forskellige midler, og dermed er der risiko for ikke at opnå ensartede resultater. Ved brug af ISO/DIS 9377-4 bør pentan benyttes som ekstraktionsmiddel. Derved kan der fremover sikres større ensartethed og sammenlignelighed ved olieanalyser.
Generelt kan analyseresultater, hvor der har været anvendt forskellige analysemetoder, og forskellige opløsningsmidler til ekstraktionen ikke sammenlignes og kan ikke tillægges samme vægt.

Behov for revision af vejledende grænseværdi
Anvendelsen af GC-FID-metoder til analyse for mineralsk olie vil give højere analyseresultater end de gravimetriske metoder, da benzin og petroleum medbestemmes. Der kan således ved regulering af spildevand, der indeholder disse forbindelser, ikke direkte tages udgangspunkt i Miljøstyrelsens vejledende grænseværdi for mineralsk olie på 10 mg/l. Denne grænseværdi er fastsat ud fra mineralsk olie bestemt ved en gravimetrisk analysemetode. Der er behov for vejledende grænseværdier på dette område, som tager højde for de lette forbindelsers mulige effekter i kloaksystemet og på renseanlæg.