Kemisk/biologisk filter til nedbrydning af klorerede opløsningsmidler i grundvand

Sammenfatning og konklusion

Kemisk og biologisk omsætning af hovedsagelig trichlorethylen (TCE), men også tetrachlorethylen (PCE) i forurenet grundvand er blevet undersøgt i forskellige filtermatricer. Hovedkomponenten til den kemiske nedbrydning har været jernpulver (0,01-0,05 mm), og til den biologiske nedbrydning er anvendelse af sphagnum, poppelflis, plantemateriale samt grøntpiller undersøgt.

Forsøgene har omfattet undersøgelser af nedbrydningspotentialet for 13 forskellige kombinationer af filtermatricer. Filtermatricerne har bestået af jern/sand matricer, biologiske/sand matricer samt en kombination af disse.

Filtermatricerne er undersøgt i 8 reaktorer, der er udført i polypropylenrør med en indre diameter på 15 cm og en højde på 120 cm. Reaktorerne er tilført vand fra vandforsyningen tilsat hovedsageligt TCE, men også PCE. Iltindholdet i vandet har ligget i intervallet 8-11,5 mg/l, og pH har været omkring 8.

Forsøgsperioden har varet i ca. 1 år, hvor indløbs- og udløbskoncentrationen af de klorerede ethener blev bestemt ved hovedsagelig GC/MS. Indløbskoncentrationen af TCE har været i intervallet 200-3400 m µg/l. Endvidere er der ved alle prøvetagninger målt pH, EH, temperatur og ilt.

Jern/sandmatricerne har vist halveringstider for nedbrydning af TCE i størrelsesordenen 40-175 minutter, og der er generelt ikke fundet nedbrydningsprodukter indeholdende klorerede ethener i udløbet fra disse reaktorer.

Resultaterne tyder på, at en jern-sandblanding i forholdet 14/86 W/W % er passende at arbejde videre med i et kombineret filter, idet denne blanding kun medfører en moderat stigning i pH. En fordobling af jernindholdet giver for store problemer med permeabiliteten i matricen, og der er heller ingen forøget effekt på halveringstiden i forhold til nedbrydning af TCE ved fordobling af jernmængden.

For nogle af jernmatricerne er der påvist sammenkitninger af matricen. Det har ikke været muligt ved røntgendiffraktometri entydigt at fastlægge årsagen til disse sammenkitninger men vi formoder, at sammenkitningen skyldes dannelsen af amorft ferrihydrit.

For de rene biologiske matricer er der ikke konstateret nogen nedbrydningseffekt ved anvendelse af poppelflis, og kun en moderat nedbrydning ved sphagnum. Derimod viste grøntpiller og plantemateriale meget fine halveringstider for nedbrydning af TCE. Disse lå i størrelsesordenen fra 20-45 minutter, men samtidig genererede de biologiske matricer cis-DCE.

Kombinationen af jern/sphagnum og jern/poppelflis viste ingen forøget effekt overfor nedbrydning af TCE i forhold til de rene jernmatricer. Tværtimod havde de en dårligere nedbrydningskapacitet end de rene jern-sand reaktorer.

Kombinationen af grøntpiller og jern i serie viste en god nedbrydningseffekt med halveringstider for nedbrydning af TCE i størrelsesordenen 1 time. Der er dog indikationer på, at der med tiden genereres en vis koncentration af cis-DCE i afløbet. Igangværende forsøg giver imidlertid indikationer på, at jern/grøntpiller blandet i en samlet matrice kun medfører ubetydelige mængder cis-DCE i afløbsvandet.

Forsøget har vist, at det er muligt at nedbryde TCE i en jernmatrice, i en biologisk matrice og i en kombineret kemisk/biologisk matrice. Vi vurderer, at der i visse situationer er potentiale i at anvende et kombineret jern/biologisk filter til rensning af grundvand forurenet med f. eks. TCE. Inden dette potentiale kan endeligt fastlægges forestår der endnu et stort arbejde med at optimere filteret både i forhold til sammensætning af matricen, men også i forhold til drift, langtidseffekt og robusthed overfor f. eks. varierende vandtyper.