Case: Spildevand *ikke aktiv*

Baggrund:

I afdeling K1, der producerer svovlsyrekatalysatortypen VK, har de en del processpildevand, som idag sendes til NORD, – det tidligere Kommunekemi.

I 2012 var mængden 732.843 kg

Det har kostet 1.264.690 kr at bortskaffe denne affaldstype til forbrænding hos EKOKEM. 

Spildevandet kan ikke vandbehandles i vores egen vandrensning i Frederikssund. Forklaringerne har været mange:

 svovlsyre er gift for fældningen 

 man kan ikke fælde Molybdæn

 man kan ikke fælde vanadium

 Cr6+ fældes ikke og derfor får man Cr i KNO3 i P2, hvor vandet inddampes til KNO3.

Disse forklaringer er givet af mange forskellige personer, og er ikke dokumenteret af nogen.

  • Det store spørgsmål er så, om der overhovedet er disse ting i spildevandet, og om der er så meget af det, så det gør skade?
  • Eller findes der en anden og billigere måde at behandle spildevandet på?
  • Det ville man kunne undersøge ved analyser og eksperimentelt laboratoriearbejde

 

I denne case skal der arbejdes med det spildevand, der stammer fra fremstillingen af svovlsyrekatalysatortypen VK. Dette spildevand formodes at indeholde tungmetallerne Chrom, Molybdæn og Vanadium. Spildevandet fra produktionen afleveres til et affaldshåndteringsfirma, og det er dyrt at afhænde spildevand på denne måde. For at mindske udgiften til spildevandsrensning er Haldor Topsøe interesseret i at undgå at sende spildevandet væk til rensning. Her melder der sig 3 konkrete spørgsmål, som samtidig danner baggrund for casen, og de problemer der skal løses.

 

  • Hvor meget- og hvilke stoffer indeholder spildevandet? Formålet er at udvikle en metode til bestemmelse af koncentrationen -og hvilke typer af tungmetaller der er i spildevandet.

 

 

 

  • Kan fabrikken selv rense spildevandet? Formålet er at udvikle en metode til rensning af spildevandet på selve fabrikken.

 

 

 

  • Hvor skadeligt er spildevandet? Formålet er at bestemme hvilken effekt spildevandet har på vandlevende organismer, dvs. hvor skadeligt det er.

 

 

                                                                             

Kortest kan spildevand defineres som ”brugt vand” eller ”affaldsvand”. Industrispildevand, er spildevand der stammer fra industrivirksomheder. Sammensætningen af spildevandet, er afhængig af hvilken type industri det drejer sig om, dvs. hvilke forarbejdningsprocesser der er tale om.

I Danmark er der skærpede krav til rensning af spildevand, hvilket reducerer forureningen til miljøet. Det betyder bl.a., at der er særlige krav om at tungmetaller skal tilbageholdes fra spildevandet. Der findes mange forskellige systemer til rensning af spildevand, herunder mekaniske, kemiske og biologiske systemer. Hvilket system/metode man anvender til rensningen, afhænger af hvilke komponenter der findes i spildevandet, og hvilke man gerne vil frasortere, inden spildevandet slippes ud i miljøet.

Kemiske stoffer fra industri, landbrug og husholdninger kan påvises i såvel akvatiske som terrestriske miljøer. Dermed bliver det akvatiske og terrestriske miljø med dets mange forskellige organismer udsat for en forureningspåvirkning. Hovedparten af de kemiske forureninger, som findes i vandmiljøet, tilføres fra industri og landbrug, fra kommunale rensningsanlæg, fra trafik samt udsivning fra affaldsdepoter, eller jord forurenet efter spild af kemiske stoffer. De øgede krav til rensning af spildevand, har bl.a. medført, at en større andel af tungmetaller, tilbageholdes i spildevandsslammet. Spildevandsslammet kan anvendes som gødning på landbrugsarealer, og dette slam bidrager med en vis andel af den samlede tilførsel af tungmetaller.

I de fleste økosystemer uden menneskelige påvirkninger indgår tungmetaller i forholdsvis lukkede kredsløb, således at udvekslingen med tungmetaller er forholdsvis beskeden.    En af de vigtigste egenskaber ved mange tungmetaller, er at danne komplekser med f.eks svovl-og fosfatgrupper. Disse kompleksbindinger er yderst vigtige for mange funktionelle grupper i levende organismer. F.eks. enzymer, nukleinsyre og proteiner.                        Hos hvirveldyr er eksempelvis Chrom, vanadium og molybdæn, anderkendt som essentielle sporstoffer (det vil sige at organismerne har brug for dem, i meget små mængder). Men netop tungmetallernes evne til at kompleksbinde er dog også med til at gøre dem skadelige, i for høje koncentrationer. De toksiske virkningsmekanismer for tungmetallerne er meget omfattende, men sammenfattende kan man sige, at et tungmetal bliver toksisk i det øjeblik, det optræder i en biokemisk forbindelse/reaktion, det normalt ikke optræder i.

Tungmetaller tjener mange formål for mennesker, og igennem den industrielle tidsalder er der blevet frigjort en større mængde til miljøet. Tungmetaller som først er taget i anvendelse i et samfund, vil før eller siden, blive spredt til miljøet da de ikke er nedbrydelige. Ophobning i miljøet kan derfor kun bremses ved forebyggende indsats, dvs. renere teknologi (og/eller udfasning af produkter).

Når man har brug for viden om et stofs giftighed overfor levende organismer, bruges ofte vandlevende organismer. Langt de fleste undersøgelser af kemiske stoffers toksicitet overfor vandlevende organismer bliver foretaget under standardiserede forhold i laboratorier. Dette skyldes først og fremmest de betydelige omkostninger der er forbundet med undersøgelser af effekter på økosystemniveau, men også metodiske vanskeligheder med at reproducere resultaterne under de varierende miljøforhold i naturlige systemer. Her skal man huske, at dyr og planter kun påvirkes af den fraktion af det samlede tungmetalindhold, som er biologisk tilgængeligt for organismen. Den biologiske tilgængelighed, og dermed deres giftighed, er under indflydelse af abiotiske faktorer (så som pH og vandets hårdhed), og dette er en af de væsentlige årsager til, at det kan være svært at overføre resultater fra laboratoriet til feltforhold

Toksicitetstests kan udføres som kortidstests, hvor forsøgsorganismerne udsættes for et stof i en forholdsvis kort tidsperiode (akut toksicitet), eller som langtidstest, hvor effekterne af langvarig eksponering undersøges (kronisk toksicitet). Formålet med at foretage toksicitetstest kan være at bestemme den koncentration der forårsager en bestemt effekt hos forsøgsorganismen. EC50 (Effect Concentration) betegner den stofkoncentration der forårsager en effekt hos 50 % af forsøgsorganismerne, og LC50 (Lethal Concentration) angiver den stofkoncentration der forårsager døden hos 50 % of forsøgsorganismerne. I nogle toksicitetstest bestemmes også den højeste koncentration, der ikke skader nogle af forsøgsorganismerne, NOEC (No Observed Effect Concentration).

Saltsøkrebsen, Artemia salina-et lille krebsedyr-, lever i saltsøer i Amerika, hvor æggene kan indsamles fra søbredden. Æggene kan købes i akvariebutikker  og anvendes som fiskefoder. Krebsdyr bliver ofte anvendt til at teste om et stof er giftigt og ved hvilken koncentration inden for økotoksiologien. Toksiciteten angives som den koncentration, der skal til at dræbe halvdelen af forsøgsdyrene (LC50) indenfor en vis forsøgsperiode, og er et standardiseret mål, der bruges internationalt.

 

Fagligt indhold/ kernestof:

 

  • Kemidelen forudsætter et godt kendskab til uorganisk kemi. Herunder kompleksforbindelser, salte og opløselighed. Derudover skal der evt. fremstilles nogle fortyndningsrækker samt opløsninger af kendte koncentrationer af de metaller der arbejdes med. Dette arbejde forudsætter kendskab til mængdeberegninger. Hvis tiden tillader det, kan der arbejdes med spektrofotometri og Lambert Beers lov.

Det vil derfor ligge op til at lave forsøg med udfældning af tungmetaller i en opløsning for at få erfaringer med problemet.

 

  • I biologidelen kan der arbejdes med forskellene på terrestriske og akvatiske miljø/økosystemer, herunder både biologiske og abiotiske faktorer. Arbejdes der med et biologisk spildevandssystem, er kendskab til mikrobiel stofomsætning evt. også redoxkemi, nødvendigt. Under tungmetallerne toksiske effekter (både på kort og lang sigt), kan man arbejde med fysiologi, evt. menneskets, pattedyrenes eller hvirveldyr generelt. Planter kan også inddrages.

 

  • Teknikdelen kan være at udvikle et anlæg eller en metode til rensning af spildevand. Det vil være fordelagtigt at lave en model der der illustrere og som der kan laves forsøg med forbedringer på. Dette forudsætter at der undersøges hvilke rammer fabrikken er underlagt. Det kan være mængde, koncentration, omkringliggende anlægsressourcer, plads og nuværende metode.

Historie

2013 13Spildevand destillering  13Spildevand fældning

2014 14spildevand  14Spildevands rapport   14spildevandbilag  14Bilag til spildevandsrapport

2015 15Spildevand

2016  16Spildevand

Related Indlæg