Sammenfatning og konklusioner

Optimering og dokumentation af biologisk renseanlæg på Østre Gasværk

Ilt og sand renser vand fra gasværksgrund

Et biologisk renseanlæg på Østre Gasværk bruger en ny metode til on-site rensning af forurenet grundvand. Forurenet vand renses gennem sandfilter efter tilførsel af rent ilt. Metoden har dokumenteret god fjernelse af BTEX’er, napthalener, phenoler, PAH’er samt delvis cyanid og kan derved anvendes ved tjære-, olie- og benzinforureninger. Forureningen nedbrydes og overføres dermed ikke til andet medium som luft eller aktivt kul. Metoden er robust overfor ændringer i forureningskoncentrationer og driftsstop. Prisen for rensning af vand ved metoden ligger fra 7-17 kr. pr. m³ og er sammenlignelig med andre afværgemetoder for behandling af forurenet vand fra gasværksgrunde.

Baggrund og formål

Rensning af grundvand fra gasværker har vist sig at være vanskeligt. Dette skyldes, at vandet har en kompleks blanding af organiske og uorganiske komponenter. Udvikling af anlæg som kan rense denne type vand har derfor udbredt interesse.

Miljøkontrollen etablerede i 2002 et biologisk vandbehandlingsanlæg til rensning af dræn- og grundvand på Østre Gasværk. Den tidligere gasværksdrift på grunden betyder, at dræn- og grundvand er forurenet med blandt andet tjærekomponenter, cyanider og ammonium.

Det overordnede formål med teknologiprojektet har været at forbedre viden, således at der skabes et mere generelt og solidt grundlag for projektering og dimensionering af nye anlæg til biologisk rensning af forurenet grundvand.

Dette er gjort dels ved at optimere driften af Miljøkontrollens anlæg på Østre Gasværk med hensyn til iltforbrug og opholdstid og dels ved at dokumentere den optimerede drift ved opstilling af massebalancer for forureningskomponenter og udførelse af toksicitetstest. Derudover er betydningen af driftsstop belyst. Ved optimeringen er det forsøgt at forbedre betingelserne for fjernelse af ammonium og cyanid.

Undersøgelsen

Miljøkontrollens biologiske vandbehandlingsanlæg er etableret i en container i det sydøstlige hjørne ved Østre Gasværk og kan behandle 6-10 m³/t dræn- og grundvand. Anlægget er opbygget med to parallelle behandlingsstrenge, der hver består af to sandfiltre med hvert et effektivt volumen på 1,5 m³. Før hvert filter tilføres vandet 95-100 % rent ilt fra en Oxymat-unit.

I forbindelse med teknologiprojektet er der i perioden juli-oktober 2005 gennemført en forsøgsrække i det biologiske behandlingsanlæg. I forsøgsrækken har ilttilførsel og opholdstid i den ene streng varieret mellem henholdsvis 3.237 -11.653 mg ilt/min og 0,5 til 5 timer. Den anden streng er brugt som reference.

I løbet af forsøgsrækken er der udtaget vandprøver fra det fælles indløb og udløb fra hver streng. Vandprøverne er analyseret for en række stoffer f.eks. PAH’er, BTEX’er, phenoler, ammonium og cyanid for at undersøge nedbrydningen af de pågældende stoffer i anlægget. Vandets toksicitet er undersøgt ved biotoxtest.

Hovedkonklusioner

Det biologiske vandbehandlingsanlæg på Østre Gasværksgrunden er under normale driftsbetingelser i stand til at nedbryde tjærekomponenter som BTEX, PAH’ er og phenoler i størrelsesordnen 95-99 %. Se nedenstående tabel.

På baggrund af forsøgsrækken konkluderes, at

Nedbrydningen er afhængig af tilstrækkelig ilttilførsel. Reduceres tilførselen af ilt reduceres først nedbrydning af phenol, dernæst PAH’er og til sidst fjernelsen af BTEX. En optimal nedbrydning, kræver tilførsel af 3,5-4,5 l ilt/min til hvert filter ved en samlet ydelse på 2-2,5 m³/t, svarende til tilsætning af i alt 550 mg ilt pr. liter totalt behandlet vand i anlægget.
Nedbrydningen er mindre afhængig af opholdstiden inden for forsøgsrækkens variationer på 0,5-5,5 timer.
Nedbrydningen af cyanid og phenol har svært ved at komme i gang ved driftsstop af længere varighed (> 1 måned).
Der sker en tydelig reduktion af den iboende toksicitet ved passage gennem det biologiske vandbehandlingsanlæg. Indløbsvandets toksicitet blev reduceret med en faktor 2,2.

Projektresultater

Biomassen i behandlingsanlægget tilpasser sig hurtigt forholdene og forureningen nedbrydes effektivt, selvom det samlede indhold af tjærekomponenter har varieret mellem 1-18 μg/l i tilløbet.

Analyseparameter	Østre Gasværk. vandbehandlingsanlæg		Nedbrydning	Kvalitetskrav for vandområder og udledning til hav /11/, * grundvand- kriterium /12/
Analyseparameter	Indløb μg/l	Udløb μg/l	%
Benzen	24-5600	0,06-5	99	2
Toluen	130-3500	0,2-3,9	97-100	10
Ethylbenzen	<0,2-860	0,2-5,1	100	10
Xylener	220-2800	0,79-90	97-100	10
PAH’er sum	180-4700	8,6-69	99	* 0,2
Phenol	6-870	0,48-4,8	92-99	1.000
Cyanid	200-660	50-210	30-80	* 50

Tabel Nedbrydning af tjærekomponenter i biologisk sandfilter

Ammonium fjernes ikke i anlægget og det er således ikke lykkedes at få nitrifikation til at forløbe. Det kan skyldes, at pH ligger i intervallet 6,5-7, hvilket er i underkanten af hvad nitrifikanterne foretrækker. En anden årsag kan være at toksiciteten af afværgevandet hæmmer nitrifikanterne.

Cyanid er typisk problematisk på gasværksgrunde. I dræn- og grundvandet på Østre Gasværk er der ikke påvist fri cyanid og anlægget omsætter den bundne cyanid delvist, typisk nedbrydes 30-60 % af indløbets indhold af cyanid.

Det kan ikke udelukkes at den mangelfulde omsætning af cyanid skyldes den ikke eksisterende nitrifikation. Der er intet som tyder på, at koncentrationerne af cyanid virker inhiberende på nedbrydningen.

En evaluering af omsætningen i vandbehandlingsanlægger viser, at forureningen nedbrydes og ikke bare overføres til luftfasen. Nedbrydningen er ikke fuldstændig. Der dannes i anlægget op til 1 gram substituerede phenoler pr. time som nedbrydningsprodukter fra andre aromater og polyaromater.

Det biologiske vandbehandlingsanlæg på Østre Gasværk har en god renseeffekt for tjærekomponenter. Det fremgår af tabellen på foregående side, at udløbsvandet fra vandbehandlingsanlægget på Østre Gasværk for de fleste stoffer overholder kvalitetskravene til recipient under antagelse om en fortynding på 300 gange. Selv sumkoncentrationen af PAH’erne er det lykkedes at nedbringe til niveau med kvalitetskravene. Mest problematisk i forhold til udledning til recipient er kravet på 0,001 µg/l til enkelt PAH og ammonium, der ikke nedbrydes i vandbehandlingsanlægget og ligger på et niveau omkring 15-20 μg/l.

Kan det biologiske vandbehandlingsanlæg optimeres til at nedbryde ammonium f.eks. ved podning og pH-justering vil det være optimalt til gasværker, idet man ved de traditionelle metoder som aktiv kul filtrering og stripning ikke kan få fjernet både tjærekomponenter og cyanid/ammonium i vandet.

Prisen for rensning af grundvand i det biologiske vandbehandlingsanlæg er 7-17 kr. pr. m³, ekskl. afledningsafgift til kloak og er sammenlignelig med andre afværgemetoder for behandling af vand forurenet med tjærekomponenter.