Tilbageholdelse af sedimenterbart stof og miljøfremmede stoffer i regnvandsbassiner i afløbssystemer

4 Regneeksempel

4.1 Fysiske parametre for oplandet
4.2 Fysiske parametre for bassinet
4.3 Regnserie
4.4 Resultater

For at konkretisere ovenstående beregningsmetode er der her præsenteret et regneeksempel hvor der for et givet opland er vist hvor stor tilbageholdelsen er i forskellig størrelse bassiner. Selve dokumentation af den anvendte model er vist i bilag 1. Det er valgt at præsentere tilbageholdelsen af følgende stoffer for de forskellige bassiner: PAH, kobber, nikkel, bly, zink, cadmium.

4.1 Fysiske parametre for oplandet

Det anvendte opland er har følgende fysiske parametre:

Parameter

Værdi

Reduceret oplandsstørrelse [ha]

10

Koncentrationstid [min]

10

Enkelttab [mm]

0,6

Reduktionsfaktor [-]

1

4.2 Fysiske parametre for bassinet

De anvendte bassiner er et rektangulært bassin med et ind- og udløb samt en overløbskant hvorover der aflastes. De anvendte bassiner har følgende volumener 2000, 1500, 1000, 650 og 400 m3 samt  parametre:

Bassin volumen [m3]

Parameter

Værdi

2000, 1500, 1000, 650, 400

 

Bassinhøjde [m]

3

Afløbstal [mm/s]

0,1

4.3 Regnserie

Den brugte regnserie er fra nedbørsstation 23321, Kolding forrenseanlæg. Der er anvendt data fra 01.01.1979 til 31.12.1996, dvs. 18 års data (Spildevandskomiteen, 1999).

4.4 Resultater

Udfra den dynamiske model er der for de 5 bassiner udregnet hvor stort tilbageholdelsen af partikler er i overløbsvandet i forhold til hvis sedimentationen ikke blev inddraget.

Figur 4.1 - Beregnet tilbageholdelse af PAH i de 5 bassiner

Figur 4.1
Beregnet tilbageholdelse af PAH i de 5 bassiner.

Figur 4.2 - Beregnet tilbageholdelse af zink i de 5 bassiner

Figur 4.2
Beregnet tilbageholdelse af zink i de 5 bassiner.

Figur 4.3 - Beregnet tilbageholdelse af bly i de 5 bassiner

Figur 4.3
Beregnet tilbageholdelse af bly i de 5 bassiner.

Figur 4.4 - Beregnet tilbageholdelse af nikkel i de 5 bassiner

Figur 4.4
Beregnet tilbageholdelse af nikkel i de 5 bassiner.

Figur 4.5 - Beregnet tilbageholdelse af kobber i de 5 bassiner

Figur 4.5
Beregnet tilbageholdelse af kobber i de 5 bassiner.

Figur 4.6 - Beregnet tilbageholdelse af cadmium i de 5 bassiner

Figur 4.6
Beregnet tilbageholdelse af cadmium i de 5 bassiner.

Samles de ovenstående 6 figurer tabellarisk fremkommer følgende tabel.

Tabel 4.1
Resultat af modellering af tilbageholdelse af tungmetaller og PAH i bassinerne.

Bassin

Tilbageholdelse [%]

Størrelse

[mm]

Aflastninger pr. år.

Cd

Cu

Ni

Pb

Zn

PAH*

20

3

84

83

78

86

88

87

15

7

81

79

73

83

84

84

10

13

74

72

64

76

77

78

6,5

22

65

63

54

67

67

69

4

34

52

50

41

55

53

57

*13 forskellige PAH‘er

Som det ses er der god tilbageholdelse af både tungmetallerne og PAH i bassinerne og de fundende størrelsesordner er i overensstemmelse med målinger udført på et givet bassin som er dimensioneret med en overfladebelastning svarende til 10 m/t som er de tyske dimensionerings retningslinier (Schmitt, T.G. et al, 1997, ATV 1992). 

Som indikeret i indledningen består det vand der strømmer fra bassinet til recipienten både af partikulært materiale samt opløst stof. Ovenstående beregning inddrager kun den partikulære fraktion, og det er udelukkende denne del, den viste procentuelle tilbageholdelse indeholder. Det har ikke været muligt at finde litteraturværdier hvor forholdet mellem de opløste og partikulære fraktion er fastslået, dog har det brugte datamateriale fra Tyskland, målt én prøve hvor forholdet mellem COD sedimenterbart samt COD opløst er opgivet. Prøven viste at der var ca. 2/3 sedimenterbart COD samt 1/3 opløst COD udad den samlede prøve. Dette forhold er desværre ikke undersøgt for tungmetallerne samt PAH, men nedenstående berengningseksempel viser hvordan den samlede tilbageholdelse for bassinerne vil være hvis forholdet mellem sedimenterbart og opløst stof også er gældende for tungmetallerne og PAH. Der er lavet to tabeller hvor den øverste (tabel 4.2) regner med sedimentation mens det er undladt i den nederste (tabel 4.3). Eksemplet er lavet for PAH. For at kunne sammenligne resultat, hvor sedimentationen af det partikulære stof er inddraget, regnes tilbageholdelsen for både det opløste og partikulære stof som forholdet mellem den mængde stof der er tilført bassinet og den mængde der ledes til recipienten.

Tabel 4.2 
Tilbageholden af PAH i de 5 undersøgte bassiner hvor både det partikulære og opløste stof inddrages og hvor der regnes med en sedimentation af det partikulære stof. Koncentration af opløst PAH er ca. 4 μg/l og den partikulære koncentration er ca. 9 μg/l.

Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.2 - Tilbageholden af PAH i de 5 undersøgte bassiner hvor både det partikulære og opløste stof inddrages og hvor der regnes med en sedimentation af det partikulære stof‘‘
Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.2 - Tilbageholden af PAH i de 5 undersøgte bassiner hvor både det partikulære og opløste stof inddrages og hvor der regnes med en sedimentation af det partikulære stof‘‘

Tabel 4.3
Tilbageholden af PAH i de 5 undersøgte bassiner hvor både det partikulære og opløste stof inddrages. Sedimentationen indrages ikke. Koncentration af opløst PAH er ca. 4 μg/l og den partikulære koncentration er ca. 9 μg/l.

Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.3 - Tilbageholden af PAH i de 5 undersøgte bassiner hvor både det partikulære og opløste stof inddrages‘‘
Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 4.3 - Tilbageholden af PAH i de 5 undersøgte bassiner hvor både det partikulære og opløste stof inddrages‘‘

Som det ses er der en betydelig forskel på tilbageholdelsen af PAH i bassinerne hvis sedimentationen inddrages i bassinet. Samtidigt ses det også at med antagelsen om forholdet mellem opløst og sedimenterbart stof at være en forholdsvis stor belastning fra det opløste stof.
Tabel  4.4 viser det totale udløb til recipienten (både partikulære og opløst).

Tabel 4.4
Total udløb til recipienten (både partikulært og opløst).

 

Sedimentation medregnet

Sedimentation ikke medregnet

Reduktionsfaktor

Bassin [mm]

Tab [g PAH /år]

Tab [g PAH /år]

[-]

20

11

28

0,39

15

24

55

0,44

10

52

109

0,47

6,5

96

180

0,53

4

164

267

0,61

Det ses at udledningen yderligere reduceres til ca. halvdelen såfremt sediemntationen medregnes. Regneeksemplet omhandler PAH men på grund af at fjernelsen af tungemtaller ret nøje følger PAH kan denne konklusion overføres til tungmetallerne også.