Anvendelse af biofiltre til rensning af biologisk nedbrydelige stoffer i både vand og
luft er kendt teknologi, men udnyttelse af biofiltre til rensning af ekstraheret poreluft
har hidtil ikke været anvendt i Danmark. Amerikanske og canadiske undersøgelser viser
imidlertid, at biofiltre er konkurrencedygtige i forhold til traditionelt anvendte
metoder, når det gælder fjernelse af chlorerede alifatiske kulbrinter, CAC, fordi
biofiltre kan opbygges af billige materialer, og total mineralisering af de
miljøskadelige stoffer er mulig. Metoden vurderes at være meget udbredt specielt i
Holland og Tyskland samt i Nordamerika (Sørensen og Christensen, 2000).
Rensning af ekstraheret poreluft for CAC foretages traditionelt ved anvendelse af
aktivt kul. De traditionelle aktive kulfiltre har adsorptions-kapaciteter for PCE og TCE
på mellem 7-70%(w/w), hvor den dårligste adsorptionskapacitet opnås ved lave
indløbskoncentrationer. For VC er adsorptionskapaciteten meget dårlig mellem 0,02-5%
(w/w). De lave adsorptionskapaciteter for lave koncentrationer af PCE, TCE og specielt for
VC, gør det attraktivt at afprøve andre metoder, der kan fjerne eller reducere indholdet
af forurenende stoffer i den ekstraherede poreluft. I biofiltre nedbrydes de chlorerede
opløsningsmidler til CO2 , vand og chloridioner.
Formålet med denne del af projektet er at udføre forsøg med og tilvejebringe
et videngrundlag for anvendelse af biofiltre til fjernelse af CAC (chlorerede
opløsningsmidler) i ekstraheret poreluft, samt redegøre for om biofiltre er
konkurrencedygtige i forhold til kulfiltre både økonomisk og miljømæssigt.
Biofiltre er opbygget af et porøst materiale, med stor overflade. Det porøse
materiale består af en gas-, partikel- og vandfase, hvor mikroorganismer vokser i en
vandfilm i tilknytning til partiklerne. Fra den mobile gasfase opløses gasser i
vandfilmen og diffunderer videre til mikroorganismerne, hvor de kan optages og omsættes.
Filtermatricen kan bestå af organisk materiale, hvorfra der frigives næringsstoffer
til kulturen eller af inert materiale som f.eks. glasuld, der tilføres vandopløste
næringsstoffer. Efterhånden som mikroorganismerne vokser, dannes en biofilm om matricens
faste partikler (se figur 1).
Biofiltre har vist sig at være anvendelige til omsætning af miljøfremmede stoffer,
hvoraf nogle forekommer på gasfase. Tilgængeligheden af et stof, der tilføres
biofiltret som en gas, er afhængig af masseoverførslen fra gas- til væskefase samt
diffusion af den opløste gas gennem filtrets vandfase til mikroorganismerne. Både
masseoverførsel og diffusion drives af koncentrationsgradienter.
Ved anvendelse af organiske materialer, vil der initierende forventes en adsorption af
stof til partikeloverfladen.

Figur 1.
rincipskitse af et biofilter. CG: Forurenet luft (Contaminated
Gas) (Devinny, 1998)
Biologisk nedbrydning af CAC afhænger af redoxforholdene og foregår forskelligt under
aerobe og anaerobe forhold.
Aerob oxidation kan foregå direkte med CAC som primær kulstofkilde og elektrondonor
eller co-metabolistisk, hvor den primære kulstofkilde f.eks. kan være methan, propan
eller toluen. I dette tilfælde katalyseres nedbrydningen af CAC af de samme
enzymsystemer, som den primære kulstofkilde.
Der er rapporteret 3 enzymsystemer som kan medvirke ved aerob nedbrydning af TCE, hvor
de centrale enzymer er hhv. methan-monooxygenase, toluen-monooxygenase og
toluen-dioxygenase (se figur 2). Af enzymet methan-monooxygenase kendes mindst to
forskellige typer, som reguleres forskelligt (Nguyen et al, 1998). Der synes derfor mange
muligheder for at etablere gunstige betingelser for en effektiv biologisk CAC-nedbrydning.
Slutprodukterne er chlorid, CO2 og organiske syrer, som videre kan nedbrydes
til CO2 og vand af heterotrofe bakterier.
Anaerob reduktiv dechlorering kan ligeledes foregå direkte med CAC som substrat eller
co-metabolistisk, der er betinget af tilstedeværelsen af et primært substrat, som f.eks.
kan være molekylært brint, simple organiske syrer eller alkoholer. Den direkte reduktive
dechlorering katalyseres af en række specifikke enzymer, kaldet dehalogenaser, som i
hvert trin fraspalter chlorid og optager en proton indtil slutproduktet ethylen (se figur
3).
Nedbrydning af PCE til TCE er indtil videre kun påvist under anaerobe forhold og ofte
vil nedbrydningsprodukterne DCE og VC forefindes som resultat af den anaerobe omsætning.
TCE, DCE og VC kan nedbrydes aerobt (Broholm, 1991).
Se her!
Figur 2.
Aerob co-metabolistisk nedbrydning af trichlorethylen (UMBBD, 2001)

Figur 3.
Anaerob, reduktiv nedbrydning af tetrachlorethylen (UMBBD, 2001)
| Forside | | Indhold | | Forrige | |
Næste | | Top
|