Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

A renewed application for environmental permit for the Hovgården landfill in Uppsala shall be submitted before December 2004, therefore the municipality of Uppsala needs improved knowledge of the contents, mostly organic compounds in the leachate and they also want to find a method to minimize the emissions of these compounds. The purpose of this study was to find a practical and economical method based on chemical oxidation using oxidants. The oxidants investigated are Fenton's reagent, hydrogen peroxide, Oxypro, potassium permanganate and potassium persulfate.

The study was made on untreated leachate and leachate that has been treated in an aerated dam followed by sedimentation dams collected from the Hovgården landfill, and alson on sludge water from sludge storage cells.

The effects of the five oxidants have been established by analysing the UV absorbance at the wavelengths 253,7 nm and 260,0 nm at different pH values. The UV absorbance was used to indicate the amount of aromatic hydrocarbons in the water. Also analyses of iron and manganese were done after the experiments with potassium permanganate, hydrogen peroxide and Fenton's reagent. The results showed a reduction of the UV absorbance in the leachate when potassium permanganate or Fenton's reagent demands a pH value about 4 which means that this method is not practical to use and not economically interesting. Further studies have therefore been concentrated on using potassium permanganate.

Senast i december 2004 skall en förnyad tillståndsansökan för Hovgårdens avfallsanläggning i
Uppsala lämnas in till miljödomstolen. Inför miljödomstolens prövning vill Uppsala kommun
få bättre kunskap om vad lakvattnet innehåller, främst i form av organiska föreningar, samt
hitta en metod för att minimera utsläppen av dessa föreningar. Syftet med studien var att hitta
en praktisk och ekonomisk metod baserad på kemisk oxidation med oxidationsmedel. De
oxidationsmedel som undersökts är Fentons reagens, kaliumpermanganat,
kaliumperoxodisulfat, Oxypro samt väteperoxid.
Lakvattnet hämtades på Hovgårdens avfallsanläggning vid två punkter i nuvarande
reningsanläggning. Dessa var obehandlat lakvatten samt lakvatten som behandlats i en luftad
damm och därefter sedimenterats. Dessutom hämtades slamvatten från lagringsceller för
avloppsslam som senare tillsätts reningsanläggningen för lakvattnet.
För att undersöka oxidationseffekten har UV-absorptionen vid våglängderna 253,7 nm och
260,0 nm mätts vid olika pH-värden. En reduktion av UV-absorptionen vid dessa våglängder
indikerar en reduktion av aromater i lakvattnet. För oxidering med kaliumpermanganat,
väteperoxid och Fentons reagens har även halten av järn och mangan mätts. Resultaten visade
en reduktion av UV-absorptionen i lakvattnet vid stigande tillsats av kaliumpermanganat samt
vid användning av Fentons reagens. För väteperoxid erhölls endast en reduktion av järn i
lakvattnet. Oxidationsmedlen kaliumperoxodisulfat och Oxypro medförde en oförändrad UVabsorption.
Användning av Fentons reagens är ej praktiskt lämplig då metoden kräver ett pHvärde
omkring 4. Vidare studier koncentrerades därför till användning av kaliumpermanganat.
Vid ytterligare oxidationsstudier med kaliumpermanganat tillsattes 20 mg KMnO4 per liter
lakvatten och lakvattnets pH-värde justerades till pH 9. Den tillsatta dosen gav i tidigare
försök en reduktion av UV-absorptionen och är samtidigt ekonomiskt överkomlig och
praktiskt tillämpbar. Två försök utfördes på obehandlat lakvatten samt ett försök på lakvatten
som behandlats i en luftad damm och därefter sedimenterats. De analyser som utfördes var
UV-absorption samt koncentration av järn, mangan, CODCr, TOC, EGOM, EOX, fenoxisyror
och klorfenoler.
Reduktionen av UV-absorptionen vid tillsats av 20 mg KMnO4 var i två försök 17-19 %. I det
tredje och sista försöket var reduktionen endast 5 %. Den låga reduktionen berodde troligen
på att lakvattnet var mer koncentrerat och att mer lättoxiderade föreningar än aromater
förbrukade den tillsatta dosen av kaliumpermanganat. En försämrad reduktion var synlig även
för andra parametrar i detta försök.
Reduktionen av TOC efter försöken var mellan 3 % och 12 %. Halten av CODCr var svår att
mäta och resultaten är därför osäkra. Koncentrationerna av EGOM och EOX i lakvattnet var
ej detekterbara vilket innebär att koncentrationen av EGOM var betydligt lägre än i lakvatten
från flera andra deponier i Sverige. Även koncentrationen för majoriteten av klorfenolerna var
lägre än detektionsgränsen. Det har därför inte varit möjligt att se någon reduktion av EGOM,
EOX och flertalet klorfenoler efter oxidationen. För fenoxisyrorna var det främst mekoprop
som var intressant och koncentrationen av denna ökade i försöket. Detta kan bero på att
proverna förväxlats. Ytterligare ett försök utfördes därför och koncentrationen av mekoprop
mättes av ett annat laboratorium. Resultaten av dessa analyser visade en reduktion med 11 %.
Det är dock nödvändigt att utföra fler analyser innan några slutsatser kan dras.
Även analyser av lakvattnets nitrifikationshämning har utförts. Denna var genom hela
reningsanläggningen relativt hög, ca 20 %. En orsak till de höga värdena är sannolikt den
höga kloridhalten (ca 3500 mg/l) i lakvattnet och att bakterierna i slammet som använts vid
analysen ej var acklimatiserade till denna.