PROSJEKTNR. DATO SAKSBEARBEIDER/FORFATTER ANTALL SIDER Svein Ramstad 8

Transkript

1 NOTAT GJELDER Testing av egenskaper til sorbenten SpillSorb SA SINTEF Materialer og kjemi Postadresse: 7465 Trondheim Besøksadresse: Brattørkaia 17C, 4. etg. Telefon: Telefaks: GÅR TIL Ole Anders Lund -Green Concept Agency BEHANDLING UTTALELSE ORIENTERING ETTER AVTALE x Foretaksregisteret: NO MVA ARKIVKODE GRADERING ELEKTRONISK ARKIVKODE Notat SpillSorb SA Åpen PROSJEKTNR. DATO SAKSBEARBEIDER/FORFATTER ANTALL SIDER Svein Ramstad 8 Sorbent materialet SpillSorb SA av kanadisk torvmose er testet med hensyn på sine egenskaper som sorbent under ulike scenarier og med ulike testvæsker; Vannopptak Maksimalt opptak av oljeprodukter Effektivitet av sorbent på fast strandsubstrat Effektivitet av sorbent på oljeforurenset sediment Selektiv sorbsjon av glycol i vannløsning Dette notatet inneholder prosjektinformasjon og foreløpige resultater som underlag for endelig prosjektrapport. SINTEF hefter ikke for innholdet, og tar forbehold mot gjengivelse.

2 2 1 Bakgrunn og introduksjon Sorbenter kan binde væsker i høye konsentrasjoner i forhold til sin egen vekt og benyttes blant annet for å samle opp og hindre spredning av forurensningskomponenter i det ytre miljø, og som en del av renseanlegg. Sorbenter kan produseres fra ulike råvare som naturprodukter og industriprodukter, og vil ha ulike egenskaper og anvendelsesområder som også vil påvirke alle faser av prosessen frem til avfallsbehandlingen. Virkningsmekanismen til sorbenter vil variere avhengig blant annet av egenskaper til sorbenten, type forurensninger og egenskapene til disse og prosess/anvendelsesområde. Hovedmekanismene er absorbsjon (forurensningen trekker inn i materialet) og adsorbsjon (forurensning bindes til overflaten av materialet). Sorbenter benyttes i store kvanta blant annet ved rensing av oljeforurensing på strand, og i industri og servicenæringen. Under strandrenseaksjoner benyttes sorbenter for å hindre sekundær forurensning og for å lette den manuelle og maskinelle opprensningen i strandsonen. Til dette arbeidet har til nå i hovedsak ulike barkprodukter vært benyttet, men under Full City aksjonen (Telemark Vestfold, 29) ble også torvmose produkter benyttet med gode erfaringer. En av grunnene til at ikke andre produkter enn bark har vært benyttet i større skala under strandrenseaksjoner er knyttet til manglende metodikk for testing og dokumentasjon av effektivitet under simulerte standscenarier. SINTEF Materialer og kjemi, Marin miljøteknologi har gjennomført et større prosjekt (COS-JIP Coastal Oil Spill Joint Industry Project) finansiert av oljeselskap (Statoil, ENI, det norske og Shell) hvor en av aktivitetene har vært å utvikle metodikk for å kunne kvantifisere effektiviteten av sorbenter under simulerte betingelser som en møter ved strandrensning. Denne metodikken er benyttet for SpillSorb SA i dette prosjektet sammen med standard metodikk for å bestemme potensiale for vannopptak og opptak av oljeprodukter. I tillegg ble det gjennomført pretesting av sorbenten med hensyn på selektivt opptak glycol fra en vannløsning

3 3 2 Vannopptak Opptak av vann i SpillSprb SA ble kvantifisert i henhold til metodikk beskrevet av National Standard of Canada; Canadian General Standards Board Method for testing sorbents CAN/CGSB Still water uptake. Testing ble gjennomført ved 2 o C i tre paralleller og er basert på visuelle observasjoner. Etter standard test-tid på 12 timer var absolutt ikke noe vann tatt opp i sorbenten. Egenskapene til sorbenten med hensyn på vannopptak holdt seg over svært lang tid. Bildene under er tatt ved oppstart og etter 14 dager, og viser ingen opptak av vann også etter denne tiden. Sorbent på innsiden av glasset ved avslutning skyldes reduksjon i vann-nivået på grunn av avdampning Figur 1; Testing av vannopptak av SpillSorb SA, ved oppstart (øverst) og etter 14 dager (nederst)

4 4 3 Effektivitet fast substrat Test ble utført i henhold til metodikk utviklet gjennom COS-JIP (p.t. konfidensiell rapport). Testen ble gjennomført med tre ulike olje som er relevant for en strandrenseaksjon; emulsjon av bunkersolje (IFO18 tilsvarende Full City), vannfri bunkersolje (IFO38) og en avdampet råolje fraksjon (Troll 25 o C+). Oljen ble påført skiferplater i en tykkelse på,2mm og ble satt til kondisjonering i 2 timer. Sorbent ble påført i overskudd (5g/dm 2 ) og eksponert for trykk i 2 timer ved 1 o C. Olje og sorbent ble fjernet med vakuumsuger. Effektiviteten ble bestemt som andel av oljen som ble fjernet under denne prosessen. Resultatene fra denne testen er vist i Figur 2. Det ble tatt tre paralleller for alle tester med standardavvik på henholdsvis 6%, 9% og 2%. Effektivitet (%) IFO18 emulsjon IFO38 Råolje 25oC+ Effektivitet SpillSorb SA Ref Figur 2; Effektivitet av SpillSorb SA ved bruk på fast substrat med ulike testvæsker Tilsvarende test ble gjennomført med IFO18 emulsjon på fast substrat med ulike mengder sorbent og tilsvarende behandling med standard metodikk som over. Resultatene for SpillSorb SA og to referanseprodukter som er benyttes i forbindelse med strandrensing er gitt i Figur 4. Resultatene viser at SpillSorb SA har en høyere effektivitet og kan benyttes ved lavere konsentrasjonener enn referanseproduktene. Tabell 1; Maksimal effektivitet og mengde sorbent som gir halv effektivitet (C 1/2) for IFO18 emulsjon SpillSorb SA Ref produkt 1 Ref produkt 2 Max effektivitet 78% 58 % 62% C 1/2 (g/dm 2 ),76,42,6

5 Figur 3; bilder av testplater etter behandling med SpillSorbSA til høyre og referanse til venstre. Fra topp; IFO38, Råolje og IFO18 5

6 6 1 SpillSorb SA Effektivitet (%) Sorbent (g/dm2) 1 Ref produkt 1 Effektivitet (%) Sorbent (g/dm2) 1 Ref produkt 2 Effektivitet (%) Sorbent (g/dm2) Figur 4; Effektivitet av sorbenter ved ulike mengder på fast substrat for!fo18

7 7 4 Effektivitet oljeforurenset sediment Metode for bestemmelse av effektivitet av sorbent i oljeforurenset sediment ble bestemt ved metodikk utviklet i COS-JIP. Sediment ble homogenisert med testolje. Sorbent ble tilsatt (5g/2g sediment) og standard blandet og henstand i 2 timer ved 1 o C. Effektivitet bestemmes som mengde olje som bindes opp av sorbenten fra sedimentet. Testen ble gjennomført med to ulike forvitringsgrader av oljer som er relevant for strandrensning. Effektiviteten av SpillSorb SA er gitt i Tabell 2. Effektivitetn av SpillSorb SA er meget bra i forhold til andre sammenlignbare produkter gjennomført i andre prosjekter. Tabell 2; Effektivitet av SpillSorb SA i oljeforurenset sediment IFO18 emulsion Råolje 25 o C+ Effektivitet 34,3% 79,6% 5 Maksimalt opptak av olje For kvantifisering av maksimalt opptak av oljeprodukter i SpillSorb SA ble standard Canadisk test benyttet; L-test som kvantifiserer hvor mye olje som sorbenten kan ta opp i løpet av 15 minutter. I denne testen ble det benyttet tre ulike testoljer; avdampet naftensk råolje 25 o C+ fraksjon, marin diesel og en lettere bunkersolje (IFO 3) Råolje 25oC+ IFO3 Marin disel Figur 5: Maksimalt opptak av olje bestem ved L-test CAN/CGSB med ulike testvæsker for SpillSorb SA. Opptaket er gitt som g testvæske pr g sorbent og beregnet som snittet av tre paralleller.

8 8 6 Effektivitet av SpillSorb SA på frostvæske Bakgrunnen for denne testen er en mulighetsstudie med hensyn på bruk av SpillSorb SA i renseanlegg for avisningsvæske på flyplasser. Hensikten med dette innledende forsøket var å undersøke mulighet for å benytte enkle spektroskopiske metoder for å kvantifisere effekten av denne prosessen. Det ble etablert to ulike oppsett med en 1% -løsning av glycol (frostvæske) i vannløsning; en slurry med 5 g sorbent i 1ml løsning, og et filteroppsett med gjennomstrømning av testvæske. For begge systemene ble det tatt ut prøver som funksjon av tiden innenfor 24 timer. Bruk av spektroskopisk metode var basert på kvantifisering av blåfargen i testvæsken, men resultatene gav dessverre ingen resultater. Dette er basert på at glycol er fullt løselig i vann, slik at fargestoffet fordeler seg jevn i begge faser, slik at ingen selektiv sorbsjon kunne kvantifiseres. Effektivitet av denne prosessen krever derfor en annen strategi for dokumentasjon.