| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Hormonforstyrrende stoffer og lægemidler i spildevand

3 Erfaringer med ozonbehandling af miljøfremmede stoffer i spildevand

3.1 Efterbehandling af spildevand med ozon

Ozon bliver produceret, når iltmolekyler ved hjælp af en energikilde bliver opsplittet i enkelte iltatomer, for efterfølgende at kollidere med et iltmolekyle (O₂) og derved producere en ustabil gas bestående af ozon (O₃). Denne kan benyttes til desinfektion af spildevand. Ozon til desinfektion af spildevand produceres oftest ved at påtrykke en højspændt vekselstrøm (6-20 kV) over et gnistgab i en iltrig gas. Ozon produceres på stedet, idet den er meget ustabil og henfalder til elementær ilt kort efter dannelsen. Ozon er meget stærkt oxiderende og er stærkt virucid i koncentreret form.

Ozon virker desinficerende på følgende måde:

	Direkte oxidation/destruktion af cellevæggene med efterfølgende udsivning af cellemateriale.
	Reaktioner med frie radikaler grundet ozon-nedbrydning
	Skader på cellernes kærnemateriale (puriner og pyrimidiner)
	Nedbrydelse af kulstof-/kvælstofbindinger med efterfølgende depolymerisering

Når ozon henfalder i vand, opstår der frie radikaler i form af hydrogenperoxid (H₂O₂) og hydroxid (OH^-). Disse radikaler har en stor oxiderende virkning og spiller en aktiv rolle i desinfektionsprocessen. Det er den generelle opfattelse at bakterierne bliver nedbrudt hovedsagelig på grund af oxidation og dermed resulterende cellevægsnedbrydning. Effektiviteten af desinfektionen er afhængig af de enkelte organismers modstandsdygtighed, kontakttiden og koncentrationen af ozon.

Figur 3-1 viser et skematisk diagram for den typiske ozon-produktionsproces.

Figur 3-1
Typisk ozon-produktionsproces

De enkelte komponenter i et ozon-desinfektionsanlæg består af fødegasanlæg, ozon-generator, ozon-kontaktbassin og afgasningssystem.

Luft eller ren ilt bliver oftest benyttet som fødegas og pumpet ind i ozon-generatoren ved et forudbestemt flow. Energikilden til produktionen af ozon sker ved elektrisk udladning i en gas, der indeholder ilt.

Ozon-generatoren kendetegnes typisk ved:

	Kontrolenhed (enten strømstyring eller frekvensregulering)
	Køleenhed (enten vand, luft eller vand/olie-system)
	Placering af selve ozon-generatoren (enten vertikalt eller horisontalt)
	Fabrikat

Ozon-produktion ved elektrisk udladning er den mest benyttede metode.

Ekstrem tør luft eller ren ilt bliver eksponeret til en kontrolleret, ensartet højspændt udladning af enten høj- eller lavfrekvens. En gasstrøm produceret af luft vil normalt indeholde ½-3 % ozon (vægtprocent), hvor ren ilt vil kunne give en gasstrøm med 2-4 gange højere koncentration af ozon.

Efter at ozonen er produceret, introduceres den i et kontaktbassin, der indeholder det vand, der skal desinficeres. Hovedformålet med kontaktbassinet er at transportere ozonen fra glasboblerne til væsken og samtidig sikre tilstrækkelig kontakttid for gennemførelsen af desinfektionen.

De mest almindelige former for kontaktbassiner er udstyret med finboblet beluftningsudstyr og er ofte mekanisk omrørt. Idet ozon optages meget hurtigt, må det sikres, at fordelingen sker så ensartet som muligt.

Afgasningen fra kontaktbassiner skal behandles, for herved at sikre, at overskuds-ozon er fjernet, før den udledes til omgivelserne. Det er derfor essentielt, at styringen af ozon-anlægget effektiviseres mest muligt. Når der bruges ren ilt som fødegas, er det ofte muligt at genbruge afgasningen fra kontaktbassiner som fødegas i ozon-produktionsanlægget eller alternativt som ilttilskud i luftningstanke.

Processen styres typisk med følgende parametre:

	Ozon-dosering
	Mixning
	Kontakttid

Ozon-desinfektionssystemer forsøges optimeret til maksimal opløselighed af ozonen i spildevandet, idet desinfektionen er afhængig af den specifikke overførelse af ozon. Den mængde ozon, der vil blive optaget i spildevandet ved en bestemt temperatur, er en funktion af partialtrykket af ozon over vandoverfladen eller i gasfødestrømmen.

3.2 Erfaringer med ozonbehandling af spildevand

Ozon som desinfektionssystem for spildevand er ikke meget udbredt. De mest benyttede systemer er i dag UV-systemer eller mere traditionelle kloringssystemer.

Ozonanlæg finder en del anvendelse ved industrielle anlæg samt specielt i svømmehaller, hvor en kombination af ozonering og klorering kan sikre en optimal desinfektion af vandet. Også i drikkevandssektoren har ozonanlæg nogen udbredelse, blandt andet i Sverige, USA, m.fl. Ozon til desinfektion af spildevand doseres typisk i mængder på 5-15 g/m³.

Den begrænsede udbredelse af ozon anlæg skyldes dels de generelt relativ høje anlægsomkostninger og driftsomkostninger og dels de arbejdsmiljømæssige forhold, der er gældende ved brug af det stærkt korrosive og giftige ozon.

Da ozon virker stærkt oxiderende kan ozon anlæg benyttes ved rensning af mere specielt spildevand. Der er gode erfaringer med rensning af spildevand, hvor indholdet af specielt COD er højt i forhold til indholdet af BOD. Der vil her typisk være tale om anlæg med en forholdsvis høj industriel belastning. Det er ved hjælp af ozon anlæg muligt at oxidere en del af COD og dermed overholde gældende udlederkrav.

I disse anlæg er det ofte hovedsigtet at reducere indholdet af COD, men en positiv sideeffekt er at spildevandet herved også bliver delvis desinficeret. Der hersker dog nogen uklarhed om, hvorvidt et højt indhold af COD i spildevandet vil have en negativ effekt på desinficeringen (Wojtenko et al, 2001). Analyserne, der er gennemført i forbindelse med nærværende projekt viser, at der, på trods af et højt indhold af COD, kan opnås en betydelig grad af desinfektion. I anlæg, hvor der er en stor belastning fra farveindustri, er der også opnået positive resultater med ozonbehandling til reduktion af farvestoffer i spildevandet.

Det er konstateret, at der selv ved lave doseringer af ozon (14 g/m³) sker en reduktion af COD og TOC. En anden effekt er en meget kraftig reduktion af H₂S også ved lave doseringer af ozon (Absi et al 199?). I almindelighed vil fjernelse af kemiske stoffer i spildevand dog kræve noget højere doseringer end desinfektion, men det nødvendige niveau vil afhænge af såvel de specifikke stoffer, der ønskes fjernet, som spildevandets karakter i øvrigt.

Det må generelt konkluderes, at ozon grundet pris og arbejdsmiljømæssige forhold finder størst udbredelse i forbindelse med industrielle anlæg (Wojtenko et al, 2001).

3.3 Økonomi/omkostninger ved ozonbehandling

Både etableringsomkostningerne og driftsomkostningerne ved et ozon anlæg er betydelige. Det har været den generelle opfattelse, at ozonanlæg er dyrere end både UV-anlæg og specielt kloranlæg til desinfektion af spildevand. Det har dog vist sig at der er meget store udsving i de aktuelle priser og det kan ikke umiddelbart konkluderes, at et ozonanlæg altid vil være mere omkostningstungt med hensyn til anlæg og drift end UV-anlæg. Den efterfølgende prissætning af et tænkt ozonanlæg kan kun opfattes som et meget overordnet overslag. Lokale betingelser og den aktuelle konkurrencesituation vil være meget betydende faktorer.

Der er taget udgangspunkt i et anlæg på størrelse med anlæggene i Kalundborg og Usserød, det vil sige ca. 10.000 til 15.000 m³ behandlet spildevand pr. dag. Det forudsættes, at spildevandet inden ozonanlægget er renset til gennemsnitlige udledninger fra danske renseanlæg. Det vil sige under Vandmiljøhandlingsplanens krav. Det forudsættes endvidere, at der ikke er tale om store mængder COD eller BOD i det rensede spildevand.

Driftsomkostningerne ved et tilsvarende anlæg vil også være meget varierende, men der anslås en størrelsesorden på 500.000 til 1.000.000 DKK pr. år. En meget betydelig del af disse udgifter vil udgøres af el-udgifter. Der må dog også påregnes en betydelig udgift til ilt, hvis udstyret ikke bruger atmosfærisk luft. Der vil dog i dette tilfælde være en reduceret udgift til elforbrug.

På en række større ozon anlæg er der etableret særskilt fabrikation af ren ilt for hermed at reducere driftsomkostningerne.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |