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

Smitstoffer i spildevand

3 Erfaringer med ozonbehandling af smitstoffer i spildevand

Dette afsnit beskriver opbygningen og funktionen af ozonanlæg samt erfaringer med ozonbehandling af smitstoffer i spildevand.

3.1 Desinfektion 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 danne en ustabil gas; 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 kernemateriale (puriner og pyrimidiner).
	Nedbrydning 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 i nedbrydning af cellevæg.

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.

Den producerede ozon kommer i et kontaktbassin indeholdende det vand, som skal desinficeres. Hovedformålet med kontaktbassinet er at transportere ozonen fra glasboblerne til væsken og samtidig sikre tilstrækkelig kontakttid for gennemførelsen af desinfektionen.

Den mest almindelige form for kontaktbassiner er udstyret med finboblet beluftningsudstyr. Kontaktbassinerne 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 at sikre at overskudsozon er fjernet, før den udledes til omgivelserne. Det er derfor vigtigt, at styringen af ozonanlægget effektiviseres mest muligt. Det er ofte muligt at genbruge afgasningen fra kontaktbassiner som fødegas i ozonproduktionsanlægget eller som ilttilskud i luftningstanke, når der bruges ren ilt som fødegas.

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 (Solomon et al, 1998).

3.2 Praktiske erfaringer med ozonbehandling af spildevand

Ozon som desinfektionssystem for spildevand er ikke meget udbredt. De mest benyttede systemer i dag er 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 finder ozonanlæg nogen udbredelse blandt andet i Sverige, USA m.fl.

Den begrænsede udbredelse af ozonanlæg skyldes dels de generelt relativt høje anlægs- og driftsomkostninger og dels de arbejdsmiljømæssige forhold, der er gældende ved brug af det stærkt korrosive og giftige ozon.

Ozon virker som nævnt stærkt oxiderende på spildevandet. Oxidation medfører en nedbrydning af celler eller cellemateriale, hvilket medfører en desinfektion af spildevandet. Der findes en række positive referencer, hvor ozon har været anvendt til desinfektion af spildevand. Det gælder dog, at effekten er afhængig af dosering og kontakttid. Effekten af ozon på specielt vira, sporer og cyster kan være begrænset, hvis der ikke opnås den rette dosering eller kontakttid.

Ved undersøgelse på renseanlæg med forsøgsanlæg er det eftervist, at ozonanlæg kan reducere indholdet af termotolerante coliforme bakterier fra typisk 4´ 10⁵ - 4´ 10⁶ pr. 100 ml til under 1.000 pr. 100 ml (Absi et al). Det vil sige renseeffekter på ca. 99,8 – 100 % (eller log 2,6 - 3,6). Denne reduktion er dog meget afhængig af doseringsmængden. Der er nogen uklarhed om den nødvendige doseringsmængde. Dog synes en dosering i størrelsesordenen 20 g/m³ at give en betydelig reduktion (<5.000 CFU pr. 100 ml). Det skal bemærkes, at en lang række lokale faktorer har stor indflydelse på resultatet af ozonbehandlingen.

Idet ozon er stærkt oxiderende, kan ozonanlæg benyttes ved rensning af mere specielt spildevand. Der er gode erfaringer med rensning af spildevand, hvori 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.

Der hersker dog nogen uklarhed om, hvorvidt et højt indhold af COD i spildevandet vil have en negativ effekt på desinficeringen. Analyserne gennemført i forbindelse med nærværende projekt indikerer, at der på trods af et højt indhold af COD kan opnås en betydelig grad af desinfektion.

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

3.3 Økonomi/omkostninger ved ozonbehandling

Både etablerings- og driftsomkostningerne ved et ozonanlæg 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 både med hensyn til anlæg og drift end specielt UV-anlæg.

Den nedenstående prissætning af et tænkt ozonanlæg kan kun opfattes som et meget overordnet overslag, jvf. tabel 3-1. Lokale betingelser og den aktuelle konkurrencesituation vil være meget betydende faktorer.

Der er taget udgangspunkt i et renseanlæg 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 Vandmiljøplanens krav med hensyn til næringssaltsfjernelse. Det forudsættes endvidere, at der ikke er tale om store mængder COD eller BOD i det rensede spildevand.

Tabel 3-1
Prisoverslag for et tænkt ozonanlæg.

Driftsomkostningerne ved et tilsvarende anlæg vil også være meget varierende, men de anslås at være på 0,5-1,0 mio. DKK pr. år. En meget betydelig del af disse udgifter vil udgøres af el-udgifter. Der må desuden 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 ozonanlæg er der etableret on-site fabrikation af ren ilt i en særskilt enhed.

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