|
Forsøg med rensning af spildevand i det åbne land i beplantede filteranlæg6 Fuldskala anlæg til enkelthusstand6.1 Design parametre Baseret på driftserfaringerne fra forsøgsanlægget ved Trige RA, hvor hydraulik, omsætningshastigheder for organisk stof og nitrifikation samt forholdene vedr. fosforfældning er undersøgt, blev der designet et fuldskala anlæg til behandling af spildevand fra en enkelt husstand. Anlægget blev etableret i maj 2002 i tilknytning til en enkelt husstand på Djursland (Mosehuset) beboet af to voksne og to børn. 6.1 Design parametreAnlægget er designet ud fra standard værdier for belastningen fra 5 personækvivalenter. Udlederkravene er baseret på stofmængder. Kravet om 90%-nitrifikation betyder derfor, at der maksimalt må udledes en NH4-N mængde svarende til 10% af indløbsmængden af total-N. Tabel 6.1. Design parametre og stofreduktionskrav for fuldskalaanlægget ved Mosehuset (5 PE). Krav om fjernelse svarer til at SOP-kravene skal opfyldes.
I renseklasserne, der er beskrevet i spildevandsbekendtgørelsen, anvendes rensegrader. Årsagen hertil er, at der herved er mulighed for at tage højde for alternative løsninger til fjernelse af dele af spildevandet, f.eks. separation af urin, multtoiletter, mv. Hvor det er hele spildevandet, der skal renses, mener Miljøstyrelsen, at rensegraderne skal fortolkes svarende til de udlederkrav, der anvendes for minirenseanlæg i bekendtgørelse nr. 500 af 21. juni 1999 om typegodkendelse af minirenseanlæg. Heri er angivet for SOP klassen:
Afløbet fra anlægget skal overholde disse afløbsværdier for at opfylde SOP renseklassen, selv om stofreduktionskrave giver anledning til højere udløbskoncentrationer for BI5 og NH4-N, jf. Tabel 6.1. 6.2 Dimensionerings parametreUd fra resultaterne fra de forskellige testserier på forsøgsanlægget i Trige kan det konkluderes, at der kan opnås en tilstrækkelig spildevandsrensning ved anvendelsen af et enkelt vertikalt filter efterfulgt af en fosforfældningsenhed. Yderligere kan reduktionen af total-kvælstof forbedres ved recirkulering af nitrificeret afløbsvand til bundfældningstanken. De anbefalede dimensioneringsparametre for henholdsvis organisk stof og nitrifikation samt vandbelastning baseret på resultater fra forsøgsanlægget er anført i Tabel 6.2. Tabellen viser det nødvendige filterareal, hvis anlægget drives uden recirkulering, og såfremt det drives med 100% recirkulering. Ligeledes er der for reduktion af BI5 lavet beregninger baseret på den gennemsnitlige omsætning (median kBOD værdien) og på basis af 5%-fraktil kBOD værdien, der giver en væsentligt større sikkerhed. Det fremgår af tabellen, at der kræves et filterareal på ca. 7,5 m2 både med og uden recirkulering. Der er imidlertid flere grunde til at foretrække drift med recirkulering. Ved gennemsnitlige vandbelastninger vil reduktionen af organisk stof være mere effektiv med recirkulering. Derudover vil der ved recirkulering fjernes en væsentlig mængde kvælstof i bundfældningstanken som følge af denitrifikation. Dette er der ikke taget højde for i arealkravet for nitrifikation ved recirkulering. Kravet til en maksimal vandbelastning på 0,6 m/d bliver den dimensionsgivende faktor med et filterarealkrav på 7,5 m2, svarende til 1,5 m2/PE. Tabel 6.2 Dimensioneringsparametre og beregnet arealkrav for et 5 PE vertikalt filteranlæg. Det nødvendige filterareal er beregnet både uden recirkulering og ved en 100% recirkulering til bundfældningstanken.
*Den øgede fjernelse af total-N ved denitrifikation i bundfældningstanken ved recirkulering er ikke indregnet i arealkravet for nitrifikation. Derfor vil arealkravet være mindre end angivet. 6.3 AnlægsdesignDesignet af fuldskala anlægget er udført på basis af resultater fra forsøgsanlægget samt en optimering af anlægsøkonomien i relation til datasikkerhed for renseevne. Komponentvalg af rør, brønde og pumpe tager udgangspunkt i standard produkter, som er tilgængelig hos den lokale trælasthandel. Filtermateriale vælges ud fra almindelig tilgængelige grusfraktioner. De anbefalede mængder filtermateriale for henholdsvis drænlag og filterlag vælges ud fra kravet om filterareal samt en anbefalet dybde på minimum 1 meter. Det vil være nødvendigt at tilkøre to læs grus med en 12 tons lastbil med grab. Da prisen for grus er lille i forhold til transport, blev det bestemt at tilkøre to hele læs grus, i alt 15 m3 grus, fordelt med ca, 3 m3 drængrus og 12 m3 filtergrus. Disse grusmængder giver et filterareal på ca. 15 m2 ved en filterdybde på 1 meter (inklusive drænlag). Fuldskala anlægget blev opbygget som vist i Figur 6.1. Figur 6.1 Teknisk tegning af fuldskalaanlægget ved Mosehuset. (1) Ubehandlet spildevand; (2) 2-m3 tre-kammer bundfældningstank; (3) pumpebrønd; (4) beplantet filteranlæg; (5) Kalcit-filter; (6) Splitbrønd til recirkulering; (7) recirkulering til bundfældningstankens første kammer; (8) Afløb. Ubehandlet spildevand tilledes (1) til en 2 m3 tre-kammer bundfældningstank, hvor sedimentérbart materiale og flydestoffer tilbageholdes. Efter bundfældningstanken ledes det bundfældede spildevand til en pumpebrønd (3), hvor en standard kloakpumpe med indbygget niveaustyring pumper spildevandet via trykfordelerrør til overfladen af det beplantede grusfilter (4). Spildevandet risler ned gennem grusfilteret og opsamles af det underliggende drænsystem, hvorfra det rensede vand ledes til fosforfældningsbrønden (5). Fosforfældningsbrønden er konstrueret med anvendelse af standard komponenter, og sikrer at hele fosforfilteret gennemstrømmes. Fra fosforfilteret ledes det rensede vand til en splitbrønd (6), hvor recirkulationsgraden kan reguleres. Det recirkulerede vand ledes tilbage til tilløbet til bundfældningstanken (7). Afløbet fra renseanlægget ledes til en recipient (8), som i dette tilfælde er en nyanlagt sø uden afløb. 6.4 Etableringen af fuldskalaanlægget.Fuldskalaanlægget blev etableret i perioden 14.-17. maj 2002.
Figur 6.8. Filtret er beplantet med tagrør med en tæthed på 6 planter pr m2. I baggrunden ses den nyanlagte sø som er recipient for renseanlægget.
Figur 6.9 Det beplantede filter er isoleret mod frost af et 15-cm tykt lag træflis på overfladen. Membran er beskyttet mod lys ved dækning med en geotekstil og kampesten. 6.5 FiltermediumSom filtermedium blev der anvendt 2-4 mm vasket filtergrus. Filtermaterialet indeholder ikke så mange fine partikler som materialet anvendt ved forsøgsanlægget i Trige (Figur 6.10).
Figur 6.10 Teksturkurver for det anvendte filtermedium ved forsøgsanlægget i Trige og i anlægget ved Mosehuset. Dette blev dels valgt ud fra tilgængeligheden af materiale, dels for at modvirke eventuelle problemer med tilklogning, som i Trige forekom ved meget høje hydrauliske belastninger. Resultaterne fra Mosehuset tyder dog på (se senere), at det ville have været ønskeligt med et mere finkornet filtermedium. Tykkelsen af filtermediet er ca. 10 cm lavere end i Trige anlægget. Den samlede filtertykkelse af filterlag (80 cm) plus drænlag (20 cm) er ca. 1 m. Det forholdsvis grove filtermedium samt den lidt lavere dybde af mediet bevirker imidlertid, at vandets opholdstid i filtermediet bliver meget kort, og der kan derfor være problemer med at opnå fuld nitrifikation, når der ikke recirkuleres (se senere). 6.6 FosforfilterFosforfilteret blev opbygget i en 60-cm diameter brønd som skitseret på Figur 6.11. I bunden af brønden blev udlagt et ca. 15 cm tykt lag af Leca nødder. Kalcit materialet blev sigtet i en 2 mm sigte for at fjerne de fineste fraktioner inden placering i brønden. Højden af kalcit-filteret er ca. 70 cm, hvilket svarer til et volumen på ca. 200 liter.
Figur 6.11 Opbygning af fosfor filter med kalcit 6.7 ØkonomiOmkostningerne til etablering af anlægget er opgjort i nedenstående Tabel 6.3. Da der samtidig med etableringen af anlægget er etableret en sø samt lavet kloakering fra husstanden, er omkostningerne hertil skønsmæssigt fratrukket entreprenør udgifterne. Anlægsejer (og projektdeltagerne) har bistået ved etableringen og færdiggørelsen af anlægget, herunder beplantning og udlægning af flis. Det ses, at den samlede anlægspris (uden bundfældning) er ca. 22.000 kr + moms. Hertil kommer udgifter til planter og kalcit, som ved Mosehuset blev doneret. Anlægsprisen er således ca. 25.000 kr + moms. Tabel 6.3. Materiale og anlægsudgifter for fuldskala anlægget Mosehuset. Priserne er inklusiv timelønnet arbejde, men eksklusiv moms
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
