Zowel trichlooretheen (TRI) als lindaan (γ-HCH) zijn vaak voorkomende polluenten in grondwater.
Aangezien de huidige conventionele verwijderingstechnieken kampen met een aantal tekortkomingen zoals de vorming van toxische reactieproducten, trage verwijderingssnelheden en een eenzijdige werking, is er nood aan een efficiënte, kosteffectieve en milieuvriendelijke remediatietechniek. Het gebruik van een bio-Pd nanokatalysator, i.e. op Shewanella oneidensis geprecipiteerde Pd(0) nanopartikels, kan aan deze vereiste tegemoetkomen, onder andere door zijn superieure katalytische capaciteit in dechlorinatiereacties. In dit eindwerk werd het gebruik van bio-Pd in zowel een membraanreactor als een gefluidiseerd bedreactor ontwikkeld en geoptimaliseerd voor de remediatie van gecontamineerd grondwater en dit op zowel labo- als pilootschaal.
Het eerste deel van dit eindwerk had tot doel de verwijdering van TRI in een membraanreactor, voorzien van bio-Pd, te evalueren. Met H2-gas als H-donor voor het opladen van het bio-Pd, was het mogelijk om een TRI verwijdering van 2349 ± 56 mg TRI/g bio-Pd. dag te realiseren. Hierbij werden als enige reactieproducten ethaan en chloride gedetecteerd. Als optimalisatie werd de hydraulische verblijftijd in de reactor en het H2-gas verbruik geminimaliseerd. Bij een hydraulische verblijftijd (HRT) van 1 u werd nog steeds een TRI verwijdering groter dan 90% gerealiseerd. Er werd ook vastgesteld dat er een minimaal H2- gasvolume van 0,5 L per L influent vereist was voor een efficiënte TRI verwijdering. Algemeen kon er geconcludeerd worden dat de kwaliteit van het effluent kan geregeld worden aan de hand van een aantal variabelen zijnde, de HRT, het volume H2-gas en de bio- Pd concentratie. Als bijkomend voordeel van de ontwikkelde membraanreactortechnologie werd aangetoond dat een mengsel van polluenten (TRI, PER en 1,1,1-TCA) kon verwijderd worden.
Uit een grondwatersimulatie bleek dat een voorbehandeling van het influent vereist kan zijn voor de verwijdering van stoffen die de katalysator kunnen vervuilen.
In het tweede deel van dit eindwerk werd de mogelijkheid om bio-Pd te gebruiken in een gefluidiseerd bed reactor geëvalueerd. Enerzijds werd het bio-Pd hiervoor ingekapseld in een organisch dragermateriaal namelijk alginaat. Anderzijds werd het bio-Pd gecoat op drie anorganische dragers: zeoliet, celiet en actief kool. Een gefluidiseerd bed reactor, gevuld met de bio-Pd in alginaat katalysator, werd vervolgens geëvalueerd voor de verwijdering van de vijf HCH-isomeren zijnde: α- HCH, β-HCH, γ-HCH, δ-HCH en ε-HCH. Bij een HRT van 4 u was het mogelijk om de initiële HCH concentratie van 5,15 μg/L te reduceren tot een concentratie van 3,56 μg/L. Bij een HRT van 8 u was het mogelijk om een HCH effluentconcentratie van 1,2 μg/L te realiseren. Uit het experimenteel onderzoek bleek ook dat er een preferentiële verwijdering optrad van de verschillende HCH-isomeren

Er werd ook een kostenberekening uitgevoerd, waaruit bleek dat een reactortechnologie met bio-Pd competitief is met een conventionele verwijderingsmethode zoals het gebruik van actief kool.

Auteur: Henri Simoen
Herkomst: Universiteit Gent, Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen