Fjernelse af MTBE i danske vandværker
7. Effekt af opholdstid i sandfilteret
Opholdstiden i sandfiltrene har stor betydning for, hvor længe de MTBE-nedbrydende mikroorganismer i filtrene er i kontakt med vandet, og derved kulstofkilden MTBE. Til at belyse effekten af opholdstiden blev der udført forsøg i sandfiltrene med varierende vandflow.
Der er udført forsøg til belysning af korttidsændringer af Darcy-hastigheden og opholdstiden, hvor mikroorganismerne i filtrene ikke får tid til at vænne sig til de nye forhold. Det er derfor muligt, at der kunne opnås en bedre fjernelse af MTBE ved et højt flow (lav opholdstid), hvis denne ændring bliver påført filtrene i længere tid, hvilket ligeledes er undersøgt.
7.1 Forsøgsbeskrivelse
7.1.1 Effekt af korttidspåvirkning
Opholdstiden i filtrene blev varieret ved at ændre vandflowet igennem et udvalgt filter (Filter 2). For at udelukke forskelle i filteret pga. udfældninger blev der på samme dag udført prøverunder før og efter filteret ved tre forskellige hastigheder, og derved tre forskellige opholdstider. Flowet ud af filteret blev reguleret ved hjælp af afgangsventilen på udløbet og en flowmåler (jf. afsnit 3.5). De tre forskellige undersøgte Darcy-hastigheder var 0,4, 1,1 og 3 m/t (5, 15 og 40 m3/t), hvilket svarer til reelle opholdstider på ca. 72, 26 og 10 minutter. Under hele forsøget blev der kun kørt med råvandsboringerne B2 og B5, hvilket resulterede i en indløbskoncentration til filteret på 15-20 mg MTBE/l. Resultaterne fra dette forsøg vil illustrere effekterne af en korttidspåvirkning.
7.1.2 Effekt af langtidspåvirkning
For at belyse en langtidspåvirkning af ændret opholdstid blev der udført et længerevarende forsøg ved højt flow. I 4 uger blev filter 1 og filter 2 kørt med 3 m/t (Darcy). I dette forsøg blev der ligeledes kørt med boring B2 og B5 (indløbskoncentration 15-20 mg/l). Filtrene blev returskyllet 2 gange om ugen. En gang om ugen blev der udtaget vandprøver før og efter filtrene, både før og efter returskyl.
7.2 Resultater og diskussion
7.2.1 Effekt af korttidspåvirkning
Resultater fra forsøgene udført dagen inden returskylning er illustreret i figur 7.1 og datagrundlaget kan ses i bilag G.
Figur 7.1:
Korttidseffekten af opholdstiden ved varierende drift i sandfiltrene.
Figur 7.1 viser, hvorledes der fjernes næsten 100% MTBE ved den længste opholdstid (laveste flowhastighed), mens der ved den korte opholdstid (højeste flowhastighed) kun fjernes 20% MTBE. Fjernelsen af MTBE falder altså betydeligt med stigende flowhastighed og dermed faldende opholdstid. Det kan derfor konkluderes, at opholdstiden i filtrene har stor betydning for fjernelsen af MTBE, og at en længere opholdstid resulterer i en øget fjernelse af MTBE. Forsøget blev ligeledes udført umiddelbart efter returskylning, og resultaterne fra dette forsøg viser samme tendens og kan ses i bilag G.
7.2.2 Effekt af langtidspåvirkning
Resultaterne fra forsøget til belysning af langtidspåvirkningerne af en høj flowhastighed på 3 m/t (Darcy) og dermed en lav opholdstid på 10 minutter kan ses i figur 7.2. Datagrundlaget for figur 7.2 er præsenteret i bilag H.
Figur 7.2:
Langtidseffekt for MTBE-nedbrydningen af opholdstiden (10 min) i
sandfiltrene.
Figur 7.2 viser at fjernelsesgraden af MTBE ved starten af forsøget før returskyl er på 33%, hvilket er i samme størrelsesorden som den fjernelse der er registreret ved korttidspåvirkning ved en reel opholdstid på 10 min (figur 7.1). I de 4 uger forsøget blev kørt ses det, at der er en tendens til at effektiviteten stiger, idet fjernelsesgraden før returskyl stiger fra 33% til 55%, mens den efter returskyl stiger fra 65% til 98%. Denne stigning i fjernelseseffektiviteten ved en konstant lav opholdstid indikerer at opholdstiden på sigt har begrænset betydning for nedbrydningen af MTBE i filteret, da fjernelsesgraden nærmer sig en optimal fjernelse efter en tilvænningsperiode på fire uger.
Figur 7.2 viser yderligere at fjernelsesgraden generelt er meget højere efter returskyl end før returskyl. Denne forskel vil blive analyseret nærmere i afsnit 9.
7.3 Konklusion og diskussion af anlægsændringer
Det kan på baggrund af de udførte forsøg konkluderes, at en kortvarig ændring af opholdstiden i filtrene har afgørende betydning for den biologiske nedbrydning af MTBE i filtrene. Jo lavere flowhastighed, og derved længere opholdstid i filtrene, jo mere effektiv er nedbrydningen af MTBE.
Ved en længerevarig reduktion af opholdstiden i filtrene kan det derimod konkluderes, at dette ikke resulterer i en markant lavere MTBE-fjernelse, idet fjernelsesgraden stiger, efterhånden som de MTBE-nedbrydende organismer vænner sig til de nye omstændigheder.
I tilfælde af at mikroorganismernes vækst ikke kan følge med et øget flow, og dermed en reduceret opholdstid, i filteret, kan en løsning være at øge opholdstiden på andre måder. Opholdstiden i filtrene kan forøges ved at sænke flowet igennem filtrene for således at opnå så effektiv en rensning af MTBE som muligt. Det skal dog være driftsmæssigt muligt at sænke vandproduktionen. Der kan være krav om en vis produktion af vand for at kunne forsyne området. En anden løsning kunne være at øge filterhøjden og derved filtervolumenet. Herved ville der opnås en længere opholdstid i filteret. På Grubbemølle Vandværk er det muligt at øge filterhøjden med ca. 20 cm uden videre anlægsændringer. Dette ville medføre en forøgelse af opholdstiden på ca. 17%.