Afvloeiend oppervlaktewater in stedelijke gebieden is vaak sterk verontreinigd. Het is daarom belangrijk om het zo schoon mogelijk te maken voordat het de natuurlijke omgeving vervuilt.

SINTEF en NTNU hebben geëxperimenteerd met een nieuw filter dat het oppervlaktewater van de start- en landingsbanen van luchthavens kan decontamineren. Na verschillende laboratoriumtesten, ze hebben ontdekt dat een correct ontworpen filter met een optimaal filtermedium de chemicaliën die tijdens het ontdooien worden gebruikt, kan verwijderen. Maar het systeem kan ook worden toegepast in steden waar asfalt en andere oppervlaktematerialen bijdragen aan vaak sterk verontreinigd afspoeling. Deze winter, het filter wordt getest op de luchthaven van Sola in het zuidwesten van Noorwegen.

Zuigt chemicaliën en vervuild water op

"In het labortorium, we hebben het filter getest met monsters van oppervlaktewater van de luchthaven van Værnes die chemicaliën en sedimenten bevatten, " zegt SINTEF-onderzoeker Kamal Azrague. "Het filtermedium werkte heel goed, maar we zagen dat het nodig was om wat voedingsstoffen toe te voegen om de biologische activiteit te versterken en het decontaminatieproces efficiënter te maken, " hij zegt.

Azrague is de man achter de experimenten, in samenwerking met zijn collega Gema Raspati, NTNU-professor Tone Merete Muthanna en student Hanna Kristine Haug Lindseth.

het filter, die oorspronkelijk werd gebruikt voor waterzuivering, is nu aangepast en getest, en zal deze winter klaar zijn voor gebruik op de luchthaven van Sola. Dit is belangrijk omdat het gebruik van chemicaliën tijdens de wintermaanden toeneemt, waardoor overtollig water hogere concentraties biologisch afbreekbare organische stoffen bevat. Wanneer het de fjord in loopt die grenst aan de luchthaven, het bevordert de biologische activiteit en vermindert het zuurstofgehalte van het zeewater, waardoor de kwaliteit ervan afneemt.

Zodra het filter de chemicaliën heeft verwijderd, deze worden vervolgens afgebroken door de bacteriën in het filter en komen als biologische resten terecht.

Dit onderzoeksproject maakt deel uit van het programma "Klima 2050", georganiseerd door SINTEF en NTNU om problemen aan te pakken die verband houden met de effecten op luchthavens van toenemende niveaus van klimaatverandering. Onderzoekers werken samen met Avinor en industriële partners Leca en de Skjæveland Group.

Oorspronkelijk gebruikt in afvalwatersystemen

Het filter is gebaseerd op zogenaamde filterbedtechnologie. Het apparaat bevat een filtersysteem met een bed van Filtralite, dat is een gespecialiseerd product vervaardigd door Leca voor de sanering van water en afvalwater.

Het voordeel van dit systeem, volgens de onderzoekers is dat het een grote, vochtig oppervlak met een poreuze kern die fungeert als een uitstekende habitat voor de micro-organismen die worden gebruikt om de chemicaliën voor het ontdooien van vliegtuigen te verwijderen. Resultaten tot nu toe geven aan dat een 20 centimeter dik filterbed het meest efficiënt is.

Het bedrijf Storm Aqua (een dochteronderneming van de Skjæveland Group) heeft het filtersysteem met Filtralite gebouwd.

"We hebben dit geïmplementeerd in het pilotsysteem dat bij Sola wordt getest, " zegt Raspati. "Daar zullen we zien hoe het filter in de echte wereld werkt, " zegt hij. "Het zal spannend zijn om te zien hoeveel decontaminatie we kunnen verwijderen. Als de resultaten positief zijn, dit systeem zou op luchthavens kunnen worden gebruikt om de ecosystemen in aangrenzende fjorden te verbeteren. Ook onze industriële partners zijn enthousiast, en zien grote economische kansen, ' zegt Raspati.

Testen op microplastics gegenereerd door autobanden

Oorspronkelijk, de onderzoekers ontwikkelden het filter alleen voor gebruik op luchthavens, maar het gaat nu worden getest voor decontaminatie van run-off in stedelijke gebieden en voor het terugwinnen van chemicaliën die langs wegen en in tunnels worden gegenereerd.

Ze bouwen al een pilot die getest gaat worden op de E6.

"Hier verwijdert het filter verontreinigingen zoals zware metalen, organische milieutoxines, zout en deeltjes uit aflopend water voordat ze in rivieren stromen of in het grondwatersysteem sijpelen, ", zegt Azrague. "Het filter is ook ontworpen om microplastics te verwijderen. Dit is belangrijk omdat plastic geproduceerd door autobanden een groot probleem is, " hij zegt.

Echter, wanneer het filter voor dit doel wordt gebruikt, het is niet mogelijk om bacteriën te gebruiken om de ongewenste verbindingen af ​​te breken.

"De functie van het filter hier is om de deeltjes te verzamelen en op te slaan, waardoor wordt voorkomen dat ze in de natuurlijke omgeving terechtkomen, ' zegt Azrague.

In dorpen en steden, het filter kan worden geïnstalleerd, onder andere, in zandvangers als onderdeel van zogenaamde groene drainagesystemen en in combinatie met poreuze wegdekmaterialen. In dergelijke systemen, het zal verontreinigingen zoals zware metalen terugwinnen, brandstofafvoer, microplastics, en andere organische stoffen die door het wegverkeer worden gegenereerd.

"Het is vooral belangrijk tijdens de eerste regenval na een droge periode, omdat het filter dan de grote hoeveelheden verontreinigingen terugwint die zich op het asfalt hebben opgehoopt sinds de laatste keer dat het geregend heeft, ' zegt Azrague.

De SINTEF-onderzoekers hebben ook de watercapaciteit van het filtermedium getest in verband met overstromingen.

"Bij laboratoriumexperimenten het is aangetoond dat het filtermedium langdurig werkt en grote hoeveelheden deeltjes terugwint, ", zeggen de onderzoekers. "Echter, ondanks het feit dat dit een diep filterapparaat is, er bestaat een risico op verstopping. We zullen hier in de toekomst meer naar kijken, " ze zeggen.