Tilbageholdelse af sedimenterbart stof og miljøfremmede stoffer i regnvandsbassiner i afløbssystemer2 Datamaterialet2.1 Historik2.2 Kemiske analyser 2.1 HistorikDet brugte datamateriale stammer primært fra den sydtyske by Bad Mergentheim, hvor et 3 årig forskningsarbejde tog udgangspunkt i kortlægningen af sedimentransport, erosion, sedimentation og resupension af kloaksedimenter i kloaksystem i et samlede projekt med titlen "Rain Caused Waste loads In Receving Waters" (Schmidt, T.G et al., 1997). I perioden 1988-1991 blev der udført systematisk prøvetagning af følgende komponenter fra kloakken:
Det skal her nævnes at næsten alle prøver er udtaget manuelt. For en uddybning af datamaterialet henvises der i øvrigt bl.a. til (Brombach, H. et al, 1993 ) og (Michaelbach, S. et al, 1992). For hver af de ovenstående komponenter blev der bl.a. udført sedimentaionsforsøg for derigennem at bestemme fordelingen af faldhastigheden på partiklerne.
Figur 2.1 Apparatet fungere på følgende måde: I toppen af apparatet tilføres en delmængde af prøven, som er udsedimenteret i 2 timer i en Imhoff kegle. Når prøven tilsættes apparatet startes stopuret og der udtages for neden en delprøve som repræsentere den mængde af sedimenterbart materiale som er udsedimenteret i det givne tidsinterval. Denne procedure fortsættes indtil alt det tilførte stof er udsedimenteret. Der er til hver prøve lavet 12 delprøver som dækker sedimentationsintervalet 17.5 cm/s til 0.001 cm/s, hvilket svare til at hver prøve tog ca. 2 timer at udføre. Et udpluk af sedimentationskurverne er vist på figur 2.2. Kurverne viser fælleskloak afstrømningen, dvs. spildevand blandet med regnvand.
Figur 2.2 Udover sedimentationshastigheden blev følgende parametre bestemt for hver prøve:
I alt 396 kurver blev undersøgt på denne måde, hvor 101 kurver stammer fra fælleskloak, mens de andre er fra separat regn- og spildevand samt udelukkende fra overfladen og overløbsvand. Et antal af prøverne fra fællessystemet blev underkastet kemiske analyser som nedenfor beskrevet. Prøverne fra separatsystemerne blev ikke analyseret kemisk. 2.2 Kemiske analyserUdover sedimentationsprøverne blev der som nævnt for udvalgte prøver lavet kemiske analyser for flere tungmetaller, PAH og COD for derigennem at bestemme en sammenhæng mellem partikelsedimentationshastighed og adsorption på de enkelte fraktioner. Figur 2.3 viser de målte koncentration for kobber, nikkel, bly, zink, cadmium og følgende 13 PAH‘er: Phenantren, Anthracen, Fluoren Pyren, Benzo(a)anthracen Chrysen, Benzo(b)fluoranthen - Benzo(k)fluoranthen, Benzo(e)pyren, Benzo(a)pyren, Perylen, Indeno(1,2,3-cd)pyren, Dibenz(a,c)anthracen - Dibenz(a,h)anthracen og Benzo(ghi)perylen. COD er i denne undersøgelse fravalgt pga. mangelfuldt datamateriale. Figur 2.3 viser sammenhængen mellem sedimentationshastigheden og koncentrationen af PAH pr. g TSS. De samme figurer for de undersøgte 5 tungmetaller findes i bilag 2.
Figur 2.3 Ovenstående kurve for PAH er et gennemsnit af 6 kemi-analyser. Sammenholdes ovenstående figur med figur 1.1 fremkommer sammenhængen mellem sedimentationshastigheden og koncentrationen af PAH pr. liter.
Figur 2.9 Ovenstående kurve viser at ved at tilbageholde partikelfraktioner større end eller lig 0,29 cm/s opnås en næsten optimal tilbageholdelse af alt det partikelbundende PAH. Det betyder at det er faktisk kun "nødvendig" at tilbageholde partikler med en faldhastighed på 0,29 cm/s og op, hvis ca. 80 % af alt det partikelbundende PAH skal tilbageholdes i et bassin. Samme sammenhæng ses for tungmetallerne, og vises senere. Som det ses af bilag 3 er der ca. 50 % af tungmetallerne under en partikel med sedimentationshastigheden på 0,08 cm/s. Så hvis koncentrationen af TSS var ens for alle partikelfraktioner betyder det at man "kun" vil tilbageholde 50 % af alle tungmetallerne. Figur 1.1 viser dog, at der er en betydelig forskel, og laves samme sammenligning med tungmetallerne som for PAH ses det at ca. 70 - 80 % af den samlede tungmetal koncentration der vil adsorbere på partikler med en sedimentationshastighed mindre end ca. 0,30 cm/s. Det betyder at det sammenholdt med PAH belastningen vil være mest optimalt at dimensionere sit bassin så partikler med en sedimentationshatighed større end ca. 0,30 cm/s tilbageholdes i bassinet. Hvis det resterende 20-30 % ønskes tilbageholdt i et bassin, skal bassinet være betydeligt større.
|
