|
Membranfiltrering til rensning af gråvand for vandgenbrug i ejendomme 5 Måleprogram, trin 2: Rensningseffekt af anlæg
Formålet med måleprogrammets trin 2 var at fastlægge nano- og ultrafiltreringsanlæggets og UV-lysbehandlingen for mikrobiologiske behandlingseffekt på det grå spildevand. Resultaterne af trin 2 af måleprogrammet er beskrevet i dette kapitel. 5.1 Prøveudtagningsteder og prøvetyperDer gennemføres følgende forsøg til vurdering af renseeffekt: Forsøg A: nanofiltrering – 4 forsøgsrunder ( A1, A2 A3 og A4) Hver forsøgsrunde består af 4 vandprøver udtaget på prøvested med følgende prøve nummer: 1: ubehandlet spildevand (beholder) 5.2 Valg af parametre til undersøgelse af anlæggets behandlingseffektDa det grå spildevand havde været opbevaret i 6 måneder fra den indledende undersøgelse (trin 1) og til gennemførelse af undersøgelsens trin 2 (gennemført 4. december 2003), blev der d. 26. november 2003 udtaget en enkelt prøve af det opbevarede grå spildevand for at fastlægge om gråvandet indeholdt tilstrækkelige høje kimtal til fastlæggelse af anlæggets evne til at reducere kimtal (trin 2). Resultaterne af disse analyser viste, at gråvandet indeholdt:
Det konkluderes ud fra resultaterne, at det ubehandlede grå spildevand indeholdt tilstrækkelige antal kim v/ 37°C og endvidere et forventet tilstrækkeligt antal kim v/ 22°C til igangsætning af de egentlige forsøg i Trin 2. Som nævnt tidligere skal der forekomme et relativt højt antal kim som anlægget efterfølgende kan reducerer på. Med udgangspunkt i oplysningerne vedrørende membrafilterporestørrelser og størrelser af de forskellige typer af mikroorganimser beskrevet i kapitel 2 og de mikrobiologiske fund i analyserne foretaget d. 26. november 2003, blev det derfor besluttet i samråd med Miljøstyrelsen at antal kim v/ 22°C og 37°C skulle anvendes som måleparametre til fastlæggelse af anlæggets reduktion af mikroorganismer. Disse parametre blev også valgt fordi de er standardparametre ved mikrobiologisk undersøgelse af drikkevandsprøver. 5.3 Resultater af mikrobiologiske analyserDer blev foretaget i alt 4 gentagne analyser for hver af kombinationerne nanofiltrering og UV-lys behandling og ultrafiltrering og UV-lys behandling (tabel 5.1). Tabel 5.1 viser resultaterne af de mikrobiologiske analyser og de udvalgte fysisk og kemiske analyser. Tabel 5.1 Resultater af analyser af gråt spildevand udtaget d. 4. december 2003 – Prøverne for A og B forsøg er udtaget 1: urenset vand, 2: efter filter, 3; mellembeholder og 4: efter UV-lys behandling, jvf. afsnit 5.1.
I forsøget med nanofiltrering indeholdt det urensede og opbevarede grå spildevand mellem 910.000-2.400.000 kim v/ 22°C per ml og mellem 130.000-610.000 kim v/37°C per ml. Umiddelbart efter nanofiltreringen var disse kimal reduceret yderst markant til mellem 12-84 kim v/ 22°C per ml og mellem 11-37 kim, v. 37Cv/37°C per ml. Kimtallene i prøver udtaget fra den såkaldte mellembeholder (prøve nr. 3), som fungerede som fødetank til UV-lys enheden, syntes en smule højere end i en del prøver udtaget umiddelbart efter nanofilteret. Dette kunne tyde på en lavgradig tilførsel af bakterier ved det behandlede vands kontakt med mellembeholderen. Opholdstiden af det filtrerede vand i mellembeholderen var så kort (mindre end 1-2 timer) så en egentlig bakterielvækst ikke var sandsynlig forklaring på de noget højere kimtal. Den efterfølgende UV-lys behandling medførte en markant yderligere kimtalsreduktion så der ikke kunne påvises bakterier i 12 ud af 16 prøver (<1 cfu per ml). Øvrige prøver indeholdt 1-2 cfu per ml. Resultaterne for ultrafiltreringen viste meget sammenlignelige resultater med nanofiltreringen. Ultrafiltreringen syntes faktisk at medfører en øget kimtalsreduktion sammenlignet med nanofiltreringen, idet kimtal efter ultrafiltrering generelt var lavere. Der kunne ikke påvises kim i gråt spildevand renset med ultrafiltrering og behandlet med UV-lys. Gråvandets kemiske sammensætning i A2 og B2 forsøgene kan betegnes som værende ensartet, dog er fosforkoncentrationen meget højere i A2 forsøget. Resultaterne efter rensning gennem nano- og ultrafiltrene viser, at suspenderet stof fjernes helt og turbiditeten er reduceret under detektionsgrænsen. Dog viser forsøget, at fosfor fjernes bedre i nanofiltreringen. Den konstaterede forskel i fosforkoncentration i de to membranforsøg kan ikke umiddelbart forklares. Delkonklusioner
5.4 Forsøgsanlæg – Opbygning og driftsparametre under forsøg5.4.1 MembrananlægUltra- og nanofiltreringsanlæg er samme type som under trin 1 forsøg. Tabel 5.2 og 5.3 viser driftsparametre under trin 2 forsøget: Tabel 5.2 Driftsparametre under forsøg A: Nanofiltrering. Der er benyttet 4 filterplader, et vandflow i filter på 3,63 m3/time, tryk på 5,6 – 6 bar og en flux på 33 l/m2*h. Med 4 filterplader er arealet 0,6 m2, og filterkapaciteten for rent vand er ca. 0,6*33= 19,8 l/time.
Tabel 5.3 Driftsparametre under forsøg B: Ultrafiltrering . Der er benyttet 4 filterplader, et vandflow i filter på 3,63 m3/time,tryk på 1 – 1,5 bar og en flux på 51 l/m2*h . Med 4 filterplader er arealet 0,6 m2, og filterkapaciteten for rent vand er ca. 0,6 x 5 = 30,6 l/time.
5.4.2 UV-lys anlægUV-lys anlæg består af UV-lys lampe monteret i et glasrør, der er indsat centralt i et 80 mm rustfrit stålrør. Det urene vand ledes ind i stålrøret hvor det UV bestråles i en spalte på 20 mm mellem glasrør og indervæg på stålrør. Da filteranlægget ikke producerer nok vand til at skabe turbulente forhold omkring UV lampe, blev der monteret en pumpe der kunne recirkulere den behandlede vandmængde over mellembeholderen. Figur 5.1 UV-anlæg anvendt i trin 2 forsøg
5.4.3 Membranens tæthedPrincipielt er både nanofiltrerings- og ultrafiltreringsmembraner så tætte at bakterier ikke kan passere. I teknisk målestok vil der dog normalt være mikrodefekter i membranerne og ved samlinger af membranplader. Membranleverandøren opgiver typiske reduktionsfaktorer for bakterier på 10.000 til 1.000.000. Urenheder der opsamles på filtret indeholder små mængder af næringsstoffer, som bakterier kan leve af. Nogle få membrandefekter der lader bakterier passere, vil i det lange løb forurene det rensede vand. Derfor skal membrananlægget renses med passende tidsintervaller, hvilket i øvrigt er normalt i forbindelse med drift af membranfiltre, jf. f.eks. at på mejerier renses filter typisk een gang i døgnet. 5.4.4 Membranfilteranlæggets kapacitetMembranfiltrenes kapacitet (flux i l/m2*h) er halveret fra måling på rent vandværksvand til gråt spildevand. For nanofiltermembran HL 51 er der på gråt spildevand målt en lille stigning i flux og et konstant flux/bar-forhold i intervallet 2-6 bar. Dette betyder, at tilstopningen af denne membran ikke ændre sig i dette trykinterval. Der forventes at dimensioneringen af kapaciteten (fluxen) på dette anlæg vil ligge i intervallet 15 – 30 l/m2*h. For ultrafiltermembran JW 30 er der på gråt spildevand målt en stigende og et faldende flux/bar-forhold i intervallet 1-3,5 bar. Dette betyder, at tilstopningen af denne membran er stigende i dette trykinterval. Der forventes at dimensioneringen af kapaciteten (flux'en) på dette anlæg vil ligge i intervallet 30-40 l/m2*h. Spildevandets temperaturen har indflydelse på membranfiltrets kapacitet. Koldt vand vil nedsætte kapaciteten på membrananlægget som følge af vandets viskositet. For begge membrantyper gælder, at der skal udføres forsøg i praksis for at få fastlagt de endelige dimensioneringsparametre.
|
