Sammenfatning og konklusioner, Miljøstyrelsen

Smitstoffer i spildevand

Sammenfatning og konklusioner

Nærværende rapport er et resultat af et mindre litteraturstudie og et undersøgelsesprogram vedrørende forekomsten af smitstoffer i spildevand og videregående behandling af spildevand i kommunale renseanlæg.

Rapporten skal bidrage til at få ajourført den eksisterende viden dels spektret af mikroorganismer i urenset og renset spildevand i kommunale renseanlæg, og dels om effekten af videregående spildevandsbehandling i kommunale renseanlæg overfor smitstoffer, herunder mere hårdføre typer af mikroorganismer.

Undersøgelsen af effekten af videregående behandling af renset spildevand er i dette projekt begrænset til en meget overordnet orienterende undersøgelse af effekten af ozondosering. Der er testet for tre ozon-doseringer på hhv. 21,5; 53,5 og 84,8 g ozon/m³.

Oprindeligt var det hensigten, at undersøgelsesprogrammet både skulle omfatte et renseanlæg med ozonbehandling og et med UV-behandling. Det blev imidlertid klart i løbet af projektets indledende fase, at der ikke fandtes et UV-anlæg i Danmark, der var tilstrækkeligt indkørt til at kunne anvendes.

Valget af mikroorganismer, som er undersøgt i urenset og renset spildevand, er baseret på overordnet at måle et bredt spektrum af mikroorganismer, herunder indikatororganismer, og patogene mikroorganismer. Der er således valgt at undersøge følgende mikroorganismer: kimtal 22° C, kimtal 37° C, coliforme bakterier, termotolerante coliforme bakterier, enterokokker, Campylobacter, Salmonella, Clostridium perfringens, herunder sporer, enterovirus og Giardia intestinalis samt Cryptosporidium parvum.

Mikroorganismerne er blandt andet valgt udfra følgende kriterier: 1) Lav infektiøs dosis, 2) Stor udskillelse fra mennesker og dyr og derfor forventet stort antal i spildevandet og 3) Smitte via vand.

Undersøgelsen har omfattet 3 renseanlæg med vidt forskellige oplande.

Usserød Renseanlæg i Hørsholm kommune. Fortrinsvis belastet med husholdningsspildevand samt et sygehus.

Kalundborg Centralrenseanlæg. Et middelstort renseanlæg med en betydelig industriel belastning.

Spildevandscentret Avedøre. Danmarks næststørste renseanlæg med belastning af både husholdningsspildevand, industrielt spildevand samt spildevand fra to store sygehuse.

De tre anlæg er alle udbygget til at overholde Vandmiljøhandlingsplanens krav til næringssaltfjernelse. Anlæggene er valgt pga. deres opbygning og da de repræsenterer et meget bredt udsnit af moderne danske renseanlæg.

Der foreligger kun et lille datagrundlag for både den mikrobiologiske karakterisering og effekten af ozonbehandling, hvorfor resultater og vurderinger må betragtes som værende af orienterende karakter.

Nedenstående tabel viser resultaterne af det udførte undersøgelsesprogram. De viste værdier er det gennemsnitlige indhold (antal/100 ml) i urenset spildevand.

Parameter	Kalundborg, antal/100 ml	Avedøre, antal/100 ml	Usserød, antal/100 ml
Kimtal, 22° C	3,8´ 10⁸	5,1´ 10⁸	5,3´ 10⁸
Kimtal, 37° C	2,3´ 10⁸	4,4´ 10⁸	3,7´ 10⁸
Coliforme bakterier	3,3´ 10⁷	5,4´ 10⁷	6,6´ 10⁷
Termotol. coliforme bakterier	1,4´ 10⁶	3,5´ 10⁶	1,5´ 10⁷
Enterokokker	3,6´ 10⁴	1,8´ 10⁶	2,3´ 10⁶
Campylobacter, jejuni/coli	<10	<10	<10
Clostridium perfringens	7.300	2,1´ 10⁴	6,8´ 10⁴
Clostridium perfr.-sporer	5.900	2,0´ 10⁴	5,8´ 10⁴
Salmonella	påvist	2.800	300
Enterovirus	påvist	påvist	ikke påvist
Giardia intestinalis	<1	2,0 (<4)	2,0 (<4)
Cryptosporidium parvum	<1	2,0 (<4)	2,0 (<4)

Det gennemsnitlige indhold af mikroorganismer i det urensede spildevand ved Spildevandscenter Avedøre er påvist i et væsentlig større antal end i Kalundborg. Indløbsspildevandets indhold af mikroorganismer i Usserød Renseanlæg og Spildevandscenter Avedøre er i relativ samme niveau, bortset fra Salmonella, som er ca. 9 gange lavere i Usserød Renseanlæg. Samtidig er indholdet af hhv. termotolerante colifome bakterier, Clostridium perfringens, herunder sporer dog hhv. ca. 4½, 3,2 og 3 gange højere i Usserød end i Avedøre.

Gennemsnitligt betragtet for renseanlæggene svarer de målte indhold af kimtal 22° C, coliforme bakterier, termotolerante coliforme bakterier, enterokokker, Salmonella og enterovirus i urenset spildevand til litteraturens gennemsnitsniveauer, mens kimtal 37° C vurderes at være i den høje ende og Campylobacter, Clostridium perfringens og sporer af Clostridium perfringens i den lave ende heraf. Giardia intestinalis og Cryptosporidium parvum er ikke påvist i indløbsspildevandet til de tre undersøgte renseanlæg.

Nedenstående tabel viser resultaterne af det udførte program. De viste værdier er det gennemsnitlige indhold (antal/100 ml) i renset spildevand.

Parameter	Kalundborg, MBNKD, antal/100 ml	Avedøre, MBNKD, antal/100 ml	Usserød, MBNKDF, antal/100 ml
Kimtal, 22° C	2,0´ 10⁷	3,7´ 10⁶	2,5´ 10⁵
Kimtal, 37° C	2,0´ 10⁷	3,2´ 10⁶	1,5´ 10⁵
Coliforme bakterier	3,3´ 10⁶	1,6´ 10⁵	1,0´ 10⁴
Termotol. coliforme bakterier	4,9´ 10⁵	5,3´ 10⁴	3.000
Enterokokker	1,9´ 10⁴	3,5´ 10⁴	1.000
Campylobacter, jejuni/coli	påvist	<10	<10
Clostridium perfringens	3.200	1.900	330
Clostridium perfr.-sporer	<500	1.800	330
Salmonella	påvist	38	5,0
Enterovirus	ikke påvist	ikke påvist	ikke påvist
Giardia intestinalis	<1	2,7	0,3
Cryptosporidium parvum	<1	0,2	0,2

Usserød Renseanlæg har af de tre renseanlæg generelt den bedste udløbskvalitet for de undersøgte mikroorganismer. Dette skyldes, at Usserød Renseanlæg har et sandfilter som yderligere rensetrin.

Gennemsnitligt betragtet for renseanlæggene svarer de målte indhold af termotolerante coliforme bakterier, enterokokker og enterovirus i renset spildevand til litteraturens gennemsnitsniveauer, mens indholdet af coliforme bakterier vurderes at være i den høje ende og Campylobacter, Salmonella, Giardia intestinalis og Cryptosporidium parvum i den lave ende heraf.

Udløbsværdierne for coliforme bakterier, termotolerante coliforme bakterier (fækale colibakterier) og enterokokker er for de tre undersøgte renseanlæg over de eksisterende badevandskrav og forslag til nye kvalitetskrav. Der vil dog i recipienten ske et henfald og en fortynding. Udløbsværdierne for Usserød Renseanlæg er tættest på at kunne overholde de eksisterende badevandskrav pga. sandfilteret.

Af nedenstående tabel fremgår de gennemsnitlige renseeffekter (%) for renseanlæggene, fundet ved undersøgelsesprogrammet.

Parameter	Kalundborg, MBNKD, %	Avedøre, MBNKD, %	Usserød, MBNKDF, %
Kimtal, 22° C	94,7	99,3	99,9
Kimtal, 37° C	91,3	99,2	100
Coliforme bakterier	90,0	98,5	100
Termotol. coliforme bakt.	65,0	98,6	100
Enterokokker	47,2	97,2	100
Campylobacter, jejuni/coli	i.v.	i.v.	i.v.
Clostridium perfringens	56,2	89,1	98,5
Clostridium perfr.-sporer	95,8	91,5	98,9
Salmonella	i.v.	99,0	95,0
Enterovirus	Til detek.	Til detek.	i.v.
Giardia intestinalis	i.v.	53,6	84,5
Cryptosporidium parvum	i.v.	86,2	97,5

i.v.: Ikke vurderet pga. at begge resultater er under detektionsgrænsen, og/eller at resultaterne ("påvist" eller "under detektionsgrænse") er ens for de to prøveudtagningssteder.

Det skal bemærkes, at renseeffekter på 100 % ikke er ensbetydende med, at der ikke findes mikroorganismer i det rensede spildevand (jvf. forrige tabel).

Usserød Renseanlæg har af de tre renseanlæg som forventet den bedste renseeffekt overfor de undersøgte mikroorganismer. Det skyldes, at dette renseanlæg har et sandfilter som yderligere rensetrin. Spildevandscenter Avedøre har generelt den næstbedste renseeffekt.

Renseniveauerne for Spildevandscenter Avedøre svarer generelt til de størrelsesordener, som er angivet i litteraturen for renseanlæg med MBNKD-opbygning. Renseeffekten overfor coliforme og termotolerante coliforme bakterier samt enterokokker for Kalundborg Centralrenseanlæg er lav set i forhold til litteraturens renseniveauer for en sådan anlægsopbyning. Usserød Renseanlæg udviser renseeffekter, som svarer til de størrelsesordener, som er angivet i litteraturen for renseanlæg med MBNKDF-opbygning.

Resultaterne indikerer, at indsættelse af et sandfilter reducerer indholdet af smitstoffer yderligere i forhold til renseanlæg uden sandfilter.

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

Som det fremgår af nedenstående tabel, medfører viderebehandling af renset spildevand med ozondosering en forbedret fjernelse af alle de undersøgte mikroorganismer.

Parameter	Indløb/Udløb, %	Indløb/Ozon- 21,5, %	Indløb/Ozon- 53,5, %	Indløb/Ozon- 84,8, %
Kimtal, 22° C	94,7	96,1	98,4	98,7
Kimtal, 37° C	91,3	95,7	97,3	97,0
Coliforme bakterier	90,0	99,3	99,97	100,00
Termotolerante coliforme bakterier	65,0	90,7	99,2	99,99
Enterokokker	47,2	97,2	(97,2)	(97,2)
Clostridium perfringens	56,2	80,8	93,2	87,7
Clostridium perfr.- sporer	(91,5)	(91,5)	(91,5)	(91,5)
Enterovirus	Til detek.	Til detek.	Til detek.	Til detek.

(): Modificeret beregnet renseeffekt.

Ozondoseringens effekt overfor Salmonella, Campylobacter, Giardia intestinalis og Cryptosporidium parvum kan ikke vurderes, da resultaterne er under detektionsgrænsen, og/eller at resultaterne ("påvist" eller "under detektionsgrænse") er ens for de to prøveudtagningssteder.

En efterbehandling af renset spildevand fra renseanlæg med ozon-dosering medfører således en stor reduktion af antallet af indikatorbakterier. For enkelte indikatorer reduceres bakterierne ned til detektionsgrænsen.

Litteraturen angiver renseeffekter på ca. 99,8-100 % for ozonanlæg på renseanlæg for termotolerante coliforme bakterier. Dette renseniveau opnås i Kalundborg Centralrenseanlæg med en dosering på 84,8 g/m³.

Samtidig vurderes det generelt for alle mikroorganismerne, at jo højere ozondosering er, jo højere bliver renseeffekten. Den specifikke renseeffekt af ozon-doseringen på hhv. 21,5; 53,5 og 84,8 g O₃/m³, dvs. udløb efter efterklaring set i forhold til udløb efter ozonanlæg, er hhv. 25-95, 69-99,7 og 66-100 %.

En forhøjet ozon-dosering på 53,5 og 84,8 g O₃/m³ i forhold til 21,5 g O₃/m³ bevirker en forøget reduktion af de undersøgte mikroorganismer, hvilket specielt er tydeligt for de coliforme bakteriegrupper. Antallet af coliforme bakterier og termotolerante coliforme bakterier reduceres hhv. ca. 300 og 1.300 gange ved en ozon-dosering på 84,8 g/m³ frem for en dosering på 21,5 g/m³.

Det vurderes på baggrund af niveauerne af mikroorganismer, at renset og efterklaret spildevand kan udgøre en sundhedsmæssig risiko for badende, der dog afhænger af afstanden til badeområdet. Resultaterne indikerer endvidere, at indsættelse af et sandfilter reducerer indholdet af smitstoffer yderligere. En ozonbehandling af renset spildevand fra renseanlæg medfører en stor reduktion af antallet af de undersøgte mikroorganismer. Enkelte bakterier reduceres ned til detektionsgrænsen. En forøget ozondosering medfører en forøget reduktion af mikroorganismerne. Selv efter ozonbehandling er niveauerne dog stadig så høje, at en sundhedsmæssig risiko for badende ikke kan udelukkes.

På basis af nærværende undersøgelse foreslås det, at der arbejdes videre med:

Karakterisering af smitstoffer i urenset og renset spildevand fra forskellige offentlige renseanlæg for at få et bredere billede af niveauerne.

Vurdering af eksisterende metoder/teknologier til videregående behandling af spildevand, f.eks. UV-bestråling og ozon-behandling samt effekten heraf på mikroorganismer.