Rensekilden 6. Afslutning6.1 Forslag til forbedringer 6.1 Forslag til forbedringer Renseeffektivitet Rensekildens evne til at fjerne organisk stof er stor; og den nuværende driftsform ser ud til at have forbedret renseevnen. Kvælstoffjernelsen er forbedret over årene; men der er store variationer i udledningen, og udlederkravet er svært at overholde, specielt om vinteren. Rensekildens effektivitet med hensyn til at fjerne fosfor er begrænset, og selvom det store pileanlæg i 1999 tilbageholder fosfor, er fjernelsen tidsbegrænset og ophører, når bassinmaterialet i anlægget er mættet for fosforbinding. Reduktionen af termotolerante coliforme bakterier indikerer en god fjernelse af patogene bakterier. Nedsivning af spildevandet efter Rensekilden øger vandets kontakttid med jordmedium, dette skulle øge reduktionen yderligere. Øget kvælstoffjernelse ved denitrifikation Med hensyn til denitrifikationen er der nogle fysiske betingelser, der skal være opfyldt. Der skal være iltfrie forhold med nitrat tilstede, så ilten fra nitrat udnyttes af de denitrificerende bakterier og frit kvælstof dannes. Samtidig skal der være organisk stof tilstede i forholdet C/N på 3-3.5 kg BOD-5/kg N (Henze et al. 1992). Allerede inden sandfang sker der en vis denitrifikation og spildevandets kvælstofindhold reduceres yderligere specielt ved gennemløb via store pileanlæg. I Rensekildens overdækkede bassin (figur 2.2 nr.11) er der sandsynligvis iltfrie forhold, da bassinet er vandmættet. Så selvom der tilledes iltet vand, vil der højst sandsynlig være områder i filteret uden ilt. Dette kan undersøges nærmere ved at undersøge bassinsubstratets sammensætning og rodnettets udbredelse. Et overfladisk rodnet kan skyldes anaerob nedbrydning af organisk stof i det nederste af bassinmaterialet. Dette medfører dannelsen af methan, som hindrer rodvækst i bassinernes dybere lag. Tilsætning af organisk stof Da der er sket en effektiv fjernelse af organisk stof allerede ved sandfang, er der højst sandsynligt en mangel på kulstof i forhold til kvælstof i det overdækkede bassin. Kvælstoffjernelsen i bassinet kan forsøges optimeret ved at tilføre organisk stof evt. i form af mindre renset spildevand fra anlæggets begyndelse, samtidig kan vandtrappen overspringes og derved nedsættes iltmængden i bassinet. Man kan også forsøge at øge denitrifikationen ved at tilbageføre renset spildevand til de vertikalt gennemstrømmede bassiner Recirkulering af spildevandet vil dog kræve energi, evt. vedvarende. En anden mulighed for at tilsætte organisk stof er at grave flis ned, som under nedbrydning langsomt afgiver organisk stof. Samtidig kan tilsættes ler for at tilbageholde vandet i bassinet. Allerede i de øverste bassiner (figur 2.2 nr.7) kan denitrifikation øges evt. ved forsøg med hævet vandstand og tilførsel af en vis mængde urenset spildevand medførende iltfattigt miljø med organisk stof og nitrat til denitrifikation. Fosforfjernelse Fjernelsen af næringsstoffet fosfor er ikke optimal. Et forslag er at udnytte Lecas fosforbindende kapacitet, se afsnit 5.1. Andre muligheder er tilsætning af glødeskal fra jernproduktion med risiko for tungmetalforurening, tilsætning af kalk eller kemisk fældning af fosfor; men af principelle grunde er Økosamfundet Dyssekilde ikke interesseret i denne løsning. I det store pileanlæg bør spildevandet have større kontakt til lermassen i bassinet. Hvis bassinmaterialets porøsitet blev øget, så det indeholder max. 12% lerpartikler, vil spildevandet nemmere trænge ned i bassinet, hvor der nu er tendens til overfladeafstrømning. Porøsiteten kan evt. øges ved at nedgrave flis. En anden mulighed er at grave tværgående grøfter og fylde grus i. Disse kan dræne vandet ned i bassinmaterialet. Det ville også være en fordel, hvis udløbet fra store pileanlæg var ved bunden, så spildevandet blev drænet ned gennem bassinmaterialet for at komme igenem pileanlægget. Mikroorganismers omsætningsrate øges Rensekildens drift kunne optimeres ved at øge temperaturen i anlægget om vinteren, da det er her den nedsatte effektivitet ses. Planternes næringsoptag er formodentlig ikke af den store betydning, så kunstigt lys vil nok ikke øge renseeffekten væsentligt. Derimod har mikroorganismerne stor betydning for renseeffektiviteten, og deres aktivitet er temperaturafhængig. En opvarmning af anlægget i den kolde periode vil dog øge energiforbruget væsentligt og vil ikke være miljømæssig forsvarlig. Vandtrappen køler også spildevandet, så denne bør fjernes. Da bassinerne er forholdsvis dybe vil der i de dybere lag altid være 7ºC. Hvis spildevandet løb nær bunden ville omsætningen formentlig øges. I dag er der tendens til strømning på eller ved overfladen. Optimale vækstbetingelser for floraen For at planterne i renseanlæg optager så mange næringsstoffer som muligt, bør forholdet mellem de forskellige næringssalte i spildevandet være tilsvarende det forhold, der findes i planternes væv. Mangelstoffer bør tilføres anlægget, så planternes næringsforhold optimeres. Det vides ikke, om floraens næringsstofbehov opfyldes. 6.2 Opfyldelse af forventninger Demonstrationsværdi Et af ønskerne med Rensekilden var at synliggøre spildevandets renseproces for omgivelserne. Det må siges at være lykkedes. Økosamfundet Dyssekilde modtager ca. 10.000 besøgende om året, hvoraf de fleste informeres om Rensekilden. Anlægget er bygget på et kunstigt bakkedrag og er derved placeret højt i terræn synlig også for de gæster, der ikke direkte besøger Rensekilden; men har andre ærinder i Økosamfundet Dyssekilde. Samtidig er anlægget synligt fra jernbanelinien Hillerød-Hundested, der har talrige afgange dagligt. Beplantningen med tagrør ned ad bakkeskråningen er med til at tiltrække opmærksomhed, det samme er vandtrappen, der med sin rislen også bidrager med en sanseoplevelse ud over det sædvanlige. Effekten af synliggørelsen er mindre klar; men anlægget har aldrig oplevet driftstop eller plantedød grundet tilledning af kemikalier eller lignende. Dette tyder på, at brugerne har forståelse for anlæggets funktion og drift. Det kan også skyldes at anlægget er meget stabilt grundet spildevandets lange opholdstid. Lavteknologisk anlæg Rensekilden er som forventet blevet et anlæg baseret på mikroorganismer, planter og sol, hvor sidstnævnte dog kunne udnyttes mere intensivt ved for eksempel at sætte solceller op til pumpedriften. Pumpen, der pumper vand fra bundfældningstankene og op til bakkehøjen, er den eneste elforbrugende komponent i Rensekilden. Den kunne udnytte solenergi eller alternativt vindenergi for at gøre anlægget mere vedvarende og nedsætte CO2-udslippet. Recirkulering af nærings-stoffer efter hygiejnisering Da man planlagde hygiejniseringen af spildevandet for at kunne udnytte det rensede vand til vandingsformål, havde man en idé om at udnytte varmen fra et solfangeranlæg til at opvarme spildevandet, så en hygiejnisering opnåedes; men da man hørte om de rensende biofiltre, blev solfanger-ideen forkastet (Reinholdt 1997) og filtrene blev anvendt til hygiejniseringsforsøget. Selve hygiejniseringen blev så skrottet, da energiforbruget var for højt i forhold til hygiejniseringseffekten. En anden medvirkende faktor var, at reglerne for økologisk jordbrug forbyder brugen af hygiejniseret spildevand, spildevands-slam eller urin som gødningsmiddel. Da Økosamfundet Dyssekilde har valgt at have et økologisk jordbrug, er muligheden for at udnytte næringsstofferne fra Rensekilden som gødning afskåret. Derfor er den tilladelse, Økosamfundet Dyssekilde har om udbringning af slam på egen jord under tilsyn af kommun-en, heller aldrig blevet udnyttet. Det eneste sted, hvor næringsstofferne udnyttes til produktion, som anvendes andetsteds, er i Rensekildens pileanlæg. Udnyttelse af næringsstoffer til produktion I Danmark kan det forventes, at der kan produceres 10 tons tørstof piletræ (TSP) pr. ha pr. år (Morsing og Nielsen 1995; Skøtt 1997). Det skulle betyde, at Rensekildens store pileanlæg kan producere 300 kg TSP/år. Energiudvindelsen fra et kg piletræ er på 5.32 kWh (Dansk Skovforening 1996). Det vil sige, at piletræerne fra det store pileanlæg kan give 1.6 MWh/år. En lavenergibolig har et forbrug til rumopvarmning og varmt vand på 40 kWh/m2/år (Energistyrelsen 1994), hvad der betyder, at Rensekildens store pileanlæg kan levere energi til ca. 40 m2 bolig. Hvis man ville udnytte al næringen fra spildevandet til pileproduktion og for eksempel lede spildevandet fra sandfangsbrønden til en pileskov kunne man dyrke ca. 1 ha pil og dermed udvinde ca. 50 MWh/år. Forventningen om at udnytte spildevandets næringsstofindhold til plantepro-duktion er ikke opfyldt i den grad, det var ønsket. Årsagen skyldes hovedsage-ligt beslutningen om at have et økologisk jordbrug. Lovgivningsmæssigt er det ikke muligt på nuværende tidspunkt at forene disse to ønsker. Derfor kan næringsstofferne kun udnyttes i selve Rensekilden, og Økosamfundet Dysse-kilde har nu bestemt at nedsive det rensede spildevand. Ved nedsivning af spildevand undgåes udledning til overfladevandmiljøet. Da Rensekildens nedsivningsanlæg vil modtage renset spildevand med næringssalte; men med en begrænset mængde organisk stof er der en risiko for nedsivning af nitrat til grundvandet, da denitrifikationsprocessen vil have svært ved at forløbe. Etableringsudgifter Grønne anlæg er dimensioneret til færre personækvivalenter end højteknologiske anlæg, der oftest modtager spildevand fra flere tusinder personækvivalenter. Anlægsprisen pr. PE er for Rensekilden 607.000 kr./60 PE = 10.117 kr./PE (1991)(afsnit 2.8). Anlægsprisen for det polske anlæg i Sobiechy er US$8702 (1994) (Ciupa 1995). I danske kroner bliver det ca. 52.000 kr./48 PE = 1088 kr./PE. Et tilsvarende anlæg, der skal bygges i Danmark må dog formodes at blive dyrere, da f.eks. polske lønninger er kendt for at være lave, og markedspriserne ligeså. Et højteknologisk anlæg koster i anlægsudgifter for selve renseanlægget ca. 1000-3000 kr./PE. Set i disse forhold er anlægsudgiften for Rensekilden høj, og etableringen af nedsivningsanlægget bidrog med øgede anlægsudgifter. Hvis Økosamfundet Dyssekildes 38 boliger skulle tilsluttes et kommunalt renseanlæg, hvor tilslutningsbidraget er ca. 23.700 kr./bolig, når overfladevand ikke tilledes, ville prisen være godt 900.000 kr i 2000. I denne sammenhæng er anlægsprisen rimelig. Driftsudgifter Højteknologiske anlæg har ofte driftsudgifter på flere millioner kroner om året, hvor Rensekilden holder udgifterne nede på under 25.000 kr./år. Arbejdskraften er gratis; men selv ved lønudbetalinger til de få arbejdstimer, der ligger i anlægget, ville driftsudgiften ikke øges væsentligt. Arbejdsindsatsen var størst i de første år af anlæggets drift og er nu nedsat betydeligt. Driftsudgifterne kan fint dækkes af det opkrævede vandafledningsbidrag, der svarer til et kommunalt opkrævet beløb. Hvis driftsudgifterne udregnes pr. person ligger Rensekildens driftsudgifter over et konventionelt anlægs driftudgifter. Søholt Renseanlæg, Silkeborg havde i 1997 en driftsudgift på 65 kr./person (Silkeborg Kommune 1998), Hundested Centralrenseanlæg 180-250 kr./PE. Rensekildens driftsudgift er på ca. 350 kr./person. Forventningerne opfyldes Alt i alt må det siges, at forventningerne til anlægget stort set opfyldes. Det var et håb, at næringsstofferne ville blive udnyttet; men nu må man prøve at forbedre fjernelsen gennem anlægget ved at driftsoptimere dette (afsnit 6.1). De givne udledningsbetingelser er dog blevet opfyldt, da en betragtelig del af det organiske stof fjernes, og da vandet er iltet inden udledning til recipient. Anlægget må betegnes som lavteknologisk, det fungerer med en minimal arbejdsindsats, er billigt, har en stor demonstrationsværdi og trækker mange besøgende til Økosamfundet Dyssekilde. 6.3 Vurdering af anlæggets værdi som model for andre større og mindre bosætninger Rensekildens placering i Økosamfundet Dyssekilde giver muligvis anlægget andre betingelser, end det ville have fået ved en placering i et "normalt " samfund. Borgerne i Økosamfundet Dyssekilde er forhåndsindtaget til en miljøbeskyttende adfærd og en åben attitude overfor alternative tiltag. Specielt kan det bemærkes, at vandforbruget er ca. halvt så stort som gennemsnit-danskerens. Samtidig er belastningen lav, idet borgerne udviser en miljøvenlig adfærd, benytter fosfatfrit vaskepulver eller vasker uden tilledning til Rensekilden og nogle borgere har sorterende toiletter. En placering i "normal-samfundet " vil give en højere vandgennemstrømning i anlægget og dermed nedsætte opholdstiden. Ved samme arealanvendelse til gennemsnitdanskerens spildevand må forventes en ringere rensningsgrad grundet nedsat rensetid. Det kan øge udledningen af forurenende stoffer og patogener. Rensekilden som model Rensekildens principper kan udnyttes til andre renseanlæg. Specielt det lave energiforbrug, der skyldes en naturlig udnyttelse af tyngdekraften, er med til at holde driftsudgifterne nede. Selve udformningen af Rensekilden bør dog ikke genbruges. Anlægget bør ændres, så vandtrappen flyttes og blot medvirker til iltning af det rensede spildevand inden udledning til recipient. Det første rensetrin med vertikalt gennemstrømmede grusbassiner er effektive til fjernelse af organisk stof og nitrificering af ammoniak-N. Der ses også en vis denitrifikation. Ruten via det overdækkede, horisontalt gennemstrømmede bassin, filterrenden og det lille pilebassin kan erstattes med et stort, horisontalt gennemstrømmet pilebassin svarende til den alternative rute. Dette bør nedsætte anlægsprisen. Vandtrappen placeres efter dette trin. Reguleringen af anlægget, så spildevandet ledes af skiftevis den ene eller anden rute gennem anlægget, bør undgåes, da det øger arbejdsindsatsen unødigt og dermed driftsudgiften. Generelt bør anlægget altså. Model til sommerhusområde Den forbedrede renseeffekt i sommerperioden peger straks hen imod en udnyttelse af anlægget som model til sommerhusområder. Renseanlæg med demonstrationsværdi I sommerhusområder, hvor belastningen er størst i sommerperioden, vil anlægget kunne fungere som turistattraktion. Ferierende folk er ofte mere åbne for påvirkninger, end de er i den hektiske hverdag udenfor ferien. Et budskab i sommerboligerne om fornuftig omgang med kemikalier og rengøringsmidler og en invitation til anlægget, vil nok få mange feriegæster oplyst om spildevandsbehandling og udledningernes betydning for anlæggets drift. Ved at placere anlægget i et sommerhusområde vil der dog være en ujævn belastning over året. I Rensekilden er fjernelsen af organisk stof god året igennem. Der foreligger en mulighed for, at en del af mikroorganismerne vil gå tabt ved at nedsætte deres adgang til vækstmedium i vinterhalvåret. I mange sommerhusområder er der dog en vis belastning året rundt og en gradvis øgning og sænkning af belastningen omkring sommerperioden. Model til rensning ved organisk forurenelse Anlægsideen kan også bruges ved virksomheder, der udleder organisk stof i spildevandet. I områder, hvor kvælstof- og fosforreduktionen har minimal betydning vil anlægget også have værdi som model. 6.4 Konklusion Renseevne Rensekilden er et lavteknologisk anlæg, der fjerner organisk stof med samme effektivitet som et konventionelt renseanlæg. Kvælstoffjernelsen er svingende og udledningen af ammonium-kvælstof overskrider amtets udlederkrav. For total-kvælstof overholdes udlederkravet (lempet krav på 21 mg/l). Renseeffektiviteten for total-kvælstof er lidt lavere end konventionelle anlægs effektivitet; men lidt bedre end andre lavteknologiske anlægs effektivitet. Måleserien foretaget i 1999 har klargjort, hvor de enkelte renseprocesser finder sted. I det første rensetrin fjernes som forventet den største mængde organisk stof. Samtidig foregår der nitrifikation og en vis denitrifikation. I pilebassinerne sker der en yderligere kvælstoffjernelse, som er større i det store pileanlæg end via den alternative rute. Fosfor fjernes hovedsageligt ved tilbageholdelse i anlægget, og bassinmaterialets fosforbindingskapacitet er i den oprindelige del af Rensekilden udnyttet; medens der i det senere etablerede store pileanlæg stadig er en vis fosfortilbageholdelse. Der sker en reduktion af patogenindikatorer via Rensekilden, og der ses en større reduktion i det store pileanlæg end via den alternative rute. Reduktionen af patogenindikatorer er tilsvarende øvrige rensningsmetoders bakteriereduktion, og i 89% af målingerne fjernes mindst 99% patogenindikatorer, i 72% af målingerne er reduktionen ³ 99.9%. Spildevandets iltindhold ved udløb ligger over amtets udlederkrav om 60% iltmætning i udløbsvandet. Driftsoptimering Måling af nitrifikationen i det første rensetrin førte til en driftsændring af Rensekilden, så de vertikalt gennemstrømmede bassiner nu er konstant belastet. Rensekilden kan dog stadig driftsoptimeres (afsnit 6.1). Genanvendelse af nærings-stoffer Den forventede udnyttelse af spildevandets næringsindhold er ikke blevet opfyldt. Hvis piletræerne i anlæggets store pileanlæg høstes til brænde, kan 40 m2 lavenergibolig få dækket behovet for opvarmning og varmt vand. Spildevandets næringsindhold muliggør en pileproduktion, der kan dække ca. 1250 m2 lavenergiboligs forbrug til rumopvarmning og varmt vand. Da Økosamfundet Dyssekildes arealer er udlagt til økologisk Ressourceforbrug Rensekildens forbrug af ressourcer er ringe, eksempelvis fældes fosfor ofte kemisk i andre anlæg. Til gengæld er fosforfjernelsen lav i Rensekilden. Rensekildens elforbrug pr m3 renset spildevand er ca. 40% i forhold til de højteknologiske anlægs elforbrug. Rensekilden renser dog kun en begrænset mængde vand fra tøjvask og har ingen slambehandling. Hvis topografien tillod spildevandet at løbe ved naturligt fald fra boligerne og videre via Rensekilden kunne opnås samme rensegrad af spildevandet uden et strømforbrug. Blot kræves installering af mekanisk doseringssystem. Informationskilde Rensekilden som redskab til at synliggøre spildevandsrensning og derved øge bevidtsheden om vore spildprodukter, må siges at være opfyldt. Den fremtrædende placering af anlægget, højt i terrænet, med svajende tagrør til at tiltrække opmærksomheden er effektiv. Udfra Rensekildens opbygning er det nemt at hente yderligere information om renseprocesserne ved at undersøge de enkelte bassiner nærmere. Rensekilden er derfor velegnet som studieobjekt. Rensekilden som model Rensekilden med sin nuværende udformning kan ikke bruges som model; men med visse anlægsændringer og modifikationer kan principperne benyttes.
|
|||