|
Optimering og dokumentation af biologisk renseanlæg på Østre Gasværk 4 Gennemførte aktiviteter
4.1 Strukturering af projektetProjektet blev opdelt i følgende 4 faser:
Af hensyn til gennemførelsen af teknologiprojektet blev der i fase 0 udført en række mindre ombygninger af anlægget. I fase 1 skete en optimering af driften med hensyn til nedbrydning af ”vanskelige” forbindelser, iltforbrug og opholdstid og i fase 2 blev driften dokumenteret med hensyn til massebalancer for forureningskomponenter, toxicitet af vandet før og efter rensning og robusthed over for driftsstop. I det følgende afsnit findes en beskrivelse af de gennemførte aktiviteter i faserne 0, 1 og 2. 4.2 Fase 0 – anlægsmæssige ændringerDet eksisterende vandbehandlingsanlæg havde en flowmåler, der målte det samlede flow. I teknologiprojektet var der behov for at kunne skelne flowet i de to behandlingsstrenge (A = filter A1 + A2 og B = filter B1 + B2 ). Der blev derfor installeret én ekstra flowmåler på behandlingsenhed A. Se bilag D. Der blev installeret prøvetagningsstudser (8/6 mm PA rør) på de 4 gasudladere på sandfiltrene og monteret gastællere på de 4 luftafkast. Dette blev brugt til både optimering af anlægget med hensyn til iltforbrug og til opstilling af massebalancer for forureningskomponenter. Der blev endvidere installeret i alt 4 ekstra prøvetagningshaner mellem beluftningsenheder og sandfiltrene, til brug ved optimering af anlægget med hensyn til iltforbrug. Se bilag D. Der blev etableret gas-flowmålere på hver af de 4 beluftningsenheder. Dette blev gjort for at kunne tilføre forskellige iltmængder i de 4 sandfiltre i forbindelse af driftsoptimering med hensyn til iltforbrug. Se bilag D. 4.3 Fase 1 – optimeringDriften af anlægget har været stabil siden maj 2005. For at optimere anlægget er der i perioden 28. juli – 6. oktober 2005 gennemført en forsøgsrække. På grund af driftstop af anlægget den 12. oktober 2005 blev de sidste 2-3 uger af den planlagte forsøgsrække ikke gennemført. Der blev således ikke udtaget de planlagte analyser til bestemmelse af toksicitet og til dokumentation af massebalance. Driftstoppet skyldes en defekt råvandspumpe, som blev udskiftet. Anlægget kom i drift igen den 15. november. Den 8. december blev der udtaget vandprøver med henblik på analyse for toksicitet. Efter igangsættelse af anlægget er skyllehyppigheden ændret. For at sikre en mere stabil drift i filtrene bliver hvert filter skyllet hver fjerde dag i stedet for hver fjerde uge. 4.3.1 Nedbrydning af ”vanskelige” forbindelserDet viste sig i pilotforsøgene /1/ ikke at være muligt at fjerne cyanider og ammonium ved den biologiske rensning. Ammonium kan omdannes til nitrat ved nitrifikation. Nitrifikation udføres af to familier af bakterier, Nitrosomonas og Nitrobacter, under et kaldet nitrifikanter. Nitrifikanter er meget følsomme over for forureningskomponenter i vandet, lavt iltindhold og overfor pH, der helst skal være 7,5-8. Det er ikke ualmindeligt, at det tager månedsvis at få nitrifikationen startet op, selv i traditionelle vandbehandlingsanlæg med uforurenet vand. Cyanider kan ligeledes være vanskelige at nedbryde. Specielt de kompleks-bundne cyanider er vanskelige at nedbryde. Nitrifikationen er moniteret ved, at der i forsøgsrækken er udtaget vandprøve til analyse for ammonium, fri cyanid og total cyanid. 4.3.2 Ilttilførsel og opholdstidVed pilotforsøgene /1/ blev det konstateret, at en koncentration af ilt på 0,7 μg/l ikke gav anledning til nedbrydning, og at nedbrydningen ikke øgedes yderligere ved iltkoncentrationer over 17,9 μg/l. For at undersøge betydningen for nedbrydningn i anlægget er ilt og opholdstid varieret i forsøgsrækken, som det fremgår af tabel 4.1. Variationerne af ilttilførsel og opholdstid er gennemført i streng A, mens streng B er brugt som reference.
Tabel 4.1. Variationer i forsøgsrække I forsøgsrækken er afprøvet tre scenarier med hensyn til ilttilførsel, hvoraf driftstilstanden efter den almindelige indkøring er den ene. Den normale driftstilstand er tilførsel af ren ilt på 3-4,5 l/min pr. filter, svarende til 3884- 5827 mg ilt/min pr. filter. I forsøgsrækken er ilttilførselen søgt varieret, som det fremgår af tabel 4.1. I forsøgsrækken er afprøvet tre scenarioer med hensyn til flow. For at sikre en stabil drift anbefales det i /4/, at forsøgsrækken gennemføres med et normal totalt flow på 2 m³/t. Et totalt flow på 2 m³/t svarer til 1 m³/t i hver streng og en opholdstid på 1½ time. I forsøgsrækken er opholdstiden varieret, som det fremgår i tabel 4.1. Derudover er betydningen af driftsstop undersøgt. Pilotforsøgene har vist sig at være meget robuste overfor driftsstop /1/. Ligeledes viser erfaringerne fra driften, at nedbrydningen i anlægget hurtigt kommer i gang igen efter driftsstop/4/. Undersøgelse af driftsstop er gennemført i streng B. I løbet af forsøgsrækken er der udtaget vandprøver. Vandprøverne er udtaget i indløbet og i udløbet fra hver streng. Se prøvetagningshane T1, T5 og T7 på figur 3.2. Der er i forbindelse med forsøget udtaget vandprøver til analyse på følgende datoer i 2005; 28. juli, 4. august, 26. august, 7. september, 8. september, 15. september, 22. september, 29. september, 6. oktober og 9. december. Vandprøverne er analyseret for ammonium, cyanid, phenoler, polyaromatiske hydrocarboner(PAH), COD, BOD og/eller benzen, toluen, ethylbenzen, xylener BTEX). Derudover er der målt ilt og pH i afgangsvandet fra hvert af de fire filter. Feltresultater fremgår af bilag A og analyseresultater af bilag B. Resultatet af vandprøverne er afrapporteret i afsnit 5.1.1-5.1.4. 4.3.3 ToksicitetstestFor at undersøge vandets toksicitet som funktion af behandlingssted er der anvendt biotox-test. Biotox-testen er valgt fordi den er billig og erfaringerne med den er gode. Biotox-testen bygger på samme princip, som de mere kendte Microtox-test og har vist sig at være følsom over for mange forskellige kemiske stoffer og forureninger. I biotox- testen er det hæmningen af lysudsendelsen hos bakterien Vibrio fischeri, der anvendes som toksicitetsmål. Denne hæmning måles efter 5 min, 15 min og 30 min inkubation med vandprøven. De anvendte bakterier leveres frysetørrede sammen med medier af firmaet Biotox (Turku, Finland). Miljø og Ressourcer på DTU gennemførte biotox-testen. Testen er udført af Anders Baun og Susanne Kruse. Ved forsøget fastlægges EC(50) og LOEC. EC(50) er den koncentration af et stof, som giver effekt på halvdelen af forsøgsdyrene. LOEC er den laveste koncentration, hvor en effekt kan konstateres (LOEC = Lowest Observed Effect Concentration). Sidstnævnte udregnes som EC20 (EC = Effect Concentration), dvs. den koncentration, hvor 20 % af effekten opnås. Effekten måles ved biotox testen som nævnt ved, at lysudsendelsen fra bakterien Vibrio hæmmes. Der blev udtaget i alt 6 vandprøver fra behandlingsanlægget den 8. december 2005. Prøvesteder er T1, T3, T5, T9, T7 og fælles udløb. Se figur 3.2 for placering af prøvesteder. På grund af et lavt iltindhold blev prøverne luftet til en koncentration af ilt på 9.1-10.1 μg/l, inden biotox-testene blev udført. Resultatet af biotox-testen er afrapporteret i afsnit 5.1.5. 4.4 Fase 2 – dokumentation4.4.1 Udarbejdelse af massebalancer for forureningskomponenterMassebalancen danner grundlag for at vurdere behandlingens effektivitet. Det vil på baggrund af en massebalance være muligt at udpege de stofkomponenter, der kun vanskeligt omsættes ved de biologiske processer. Derudover vil inddragelsen af oxygen-massebalancen gøre det muligt at udtale sig, om enkelte af de biologiske processer er begrænset af koncentrationen af ilt. Med udgangspunkt i analyseprogrammet blev der udarbejdet en massebalance for vigtige stofkomponenter og stofgrupper i afværgevandet. Til massebalance beregningerne er valgt: BTEX, Total hydrokarboner, PAH’er, phenoler, COD og BOD. For at opsamle data til massebalancen er gasmålerne aflæst. Koncentrationerne af de udvalgte komponenter blev målt forskellige steder i behandlingssystemet. I beregningerne indgår positive bidrag, dvs. alle strømme som tilfører stof til behandlingssystemet og negative bidrag som fjerner stof fra systemet, her især luftafkast og afledning af vand til kloak. Massebalancen kan kun blive semi-kvantitativ, idet der ikke er målt på bidrag fra returskylning af filtrene. Talmaterialet er efterfølgende behandlet i et regneark og resultaterne vist i afsnit 5.2. På baggrund af analysematerialet har det været muligt at opstille en semi kvantitativ massebalance for hver streng.
|