Erfaringer fra og undersøgelser af pilerenseanlæg i Tappernøje

1. Indledning

1.1 Baggrunden for projektet
1.2 Projektets formål
1.3 Andre undersøgelser af pileproduktion i relation til spildevand
1.4 Koncepter for pileanlæg
1.5 Baggrunden for etableringen af et pileanlæg på Marjatta i Tappernøje
1.6 Rapportens indhold

1.1 Baggrunden for projektet

Anvendelse af plantebaserede anlæg til rensning af spildevand er en teknologi, der har været kendt i adskillige år. I Danmark tilplantes disse anlæg generelt med tagrør. Der sker en udledning af renset spildevand fra disse anlæg, hvis renseevne er så velkendt, at Miljøstyrelsen har udgivet en vejledning for, hvordan rodzoneanlæg skal etableres (1/1999). Der findes til gengæld kun relativt få anlæg i Danmark, som er tilplantet med pil måske i alt ca. 30-60 anlæg (personlig meddelelse, Anneke Stubsgaard og Peder Gregersen), og næsten alle er etableret inden for de sidste 5 år,. Koncepterne er forskellige, men det er fælles for dem, at de ved normal drift er afløbsfrie. I Tappernøje ved bofællesskabet Pilehuset i Ristolahaven, der er en del af institutionen Marjatta, ligger, så vidt vides, det ældste pilebedsanlæg i Danmark. Det blev etableret i vinterhalvåret 1991/92. Institutionen er for handicappede og drives ud fra Rudolf Steiners principper.

Der er behov for at tilvejebringe en større viden om, hvordan disse anlæg er opbygget, hvordan de fungerer, og ikke mindst om, hvordan de skal dimensioneres. Mange borgere er interesserede i denne anlægstype, så der er behov for en vejledning svarende til vejledningen for etablering af rodzoneanlæg og for andre lavteknologiske anlæg. Storstrøms Amt ønsker med projektet "Erfaringer fra og undersøgelser af et pilebedsrenseanlæg etableret 1991-92" at bidrage til, at denne viden tilvejebringes.

1.2 Projektets formål

Formålet med projektet var at undersøge pileanlægget ved Pilehuset. Anlæggets konstruktion og driften af det skulle beskrives, herunder eventuelle hygiejniske aspekter i forbindelse med pasningen af anlægget. Anlæggets kapacitet og fordampningsevne skulle vurderes på baggrund af registreringer af de tilledte spildevandsmængder og nedbørsforholdene samt på baggrund af pejlinger af vandstanden i anlægget. Pilekulturens tilstand og vækst skulle endvidere beskrives og vedproduktionen bestemmes. På baggrund af undersøgelser af tilledningen af næringsstoffer til anlægget skulle omsætningen af disse undersøges, og det skulle vurderes, om der sker en ophobning af næringstoffer, tungmetaller eller salte i anlægget. Endelig skulle resultaterne af undersøgelserne omfatte nogle anbefalinger vedrørende indretning og drift af pilerenseanlæg.

1.3 Andre undersøgelser af pileproduktion i relation til spildevand

En række personer og institutioner beskæftiger sig med eller har beskæftiget sig med anvendelse af pil i kombination med spildevand. Enkelte af dem fremhæves her.

Der er i Sverige ca. 15.000 ha energiskov tilplantet med hurtigtvoksende Salix (pil) i omdrift (Aronsson, Pär, 2000). En lille men stigende del bliver vandet og gødet med spildevand fra rensningsanlæg. Der kan både anvendes mekanisk renset, biologisk renset eller mekanisk-kemisk renset spildevand. Det sker f.eks. ved Kågeröd og Bromölla i Sydsverige. I vinteren 1999/2000 er der ved Enköping i Midtsverige etableret 30 ha, der skal modtage spildevand fra rensningsanlægget. Arealet ventes udvidet til 100 ha for at dække byens samlede behov (Willow Wastewater News, No. 5, August 2000).

I Polen er der en lang tradition for at tillede spildevand til pilbeplantninger og for at beskæftige sig med forskning i mulighederne for denne anvendelse af spildevandet (Obarska-Pempkowiak, H., 1994).

I Sverige har især Sveriges Lanttbruksuniversitet i Uppsala, SLU og Kenneth Hasselgren, tidligere Svalövs Kommune, nu VBB VIAK AB, Malmö (et svensk rådgivende firma med bl.a. erfaringer med lavteknologiske anlæg) beskæftiget sig med koblingen spildevand og pil.

I Danmark har Keld Hauge Nielsen, tidligere ansat ved Forskningscentret for Skov og Landskab i Vejle, beskæftiget sig især med gødning af pil med spildevandsslam, men også med spildevand.

Peder Gregersen fra Sydjysk Universitetcenter i Esbjerg har været projektleder på et projekt, hvor der er blevet etableret en række pileanlæg og indsamlet erfaringer fra første års drift. Peder Gregersen beskæftiger sig fortsat med projektering af anlæg i "Center for recirkulation".

Anneke Stubsgaad, DHI (Institut for vand og miljø), undersøger en række pilebedsanlæg i projektet "Afløbsfrie pileanlæg til spildevandshåndtering i det åbne land" under Aktionsplanen for fremme af økologisk byfornyelse og spildevandsrensning. Projektet er under afrapportering.

Der er i en række lande, bl.a. i England og i Nordirland, en stor interesse i at koble pil og spildevand. Der laves forsøg og forskes med forskellige indfaldsvinkler. Der er bl.a. blevet lavet nogle indledende forsøg med forskellige kloners vækst og optagelse af næringsstoffer og tungmetaller. Der er i det 4-årige projekt "Biomass short rotation Willow Coppice fertilized with nutrient from municipal Wastewater" (BWCW) bl.a. etableret et lille mark-forsøg i Nordirland med udgangspunkt i Drusilla Riddell-Black’s resultater fra potteforsøg i England. (Larsson, Stig (redigering), 2000).

A & B Backlund beskæftiger sig med forskellige koncepter for udnyttelse af vand og næringsstoffer fra restprodukter som spildevand eller fraktioner heraf til at dyrke pil og planlægger p.t. etablering af et pileanlæg med begrænset tilledning af regnvand. A & B Backlund deltager bl.a. i det internationale projekt BWCW. Firmaet har endvidere fungeret som konsulent/samarbejdspartner for Storstrøms Amt i nærværende projekt.

1.4 Koncepter for pileanlæg

Pil er interessant at anvende i spildevandskoncepter. Den har en lang vækstsæson og kan ved god vækst med et veludviklet rodnet udnytte vand og næringsstoffer i spildevandet til produktion af biomasse i form af rødder, ved, bark og blade. Overskydende vand bortledes på grund af pilens transpiration og evaporationen fra overfladen.

Pil og spildevand kan kombineres i en række koncepter. Her skal blot nævnes nogle:

1. Det samlede spildevand fra en eller flere husstande kan direkte efter en mekanisk rensning i f.eks. en trixtank tilføres et pileanlæg.
 
2. Det grå spildevand fra en eller flere husstande kan direkte efter en mekanisk rensning i f.eks. en triktank tilføres et pileanlæg.
 
Disse anlæg (1 og 2) kan endvidere opdeles efter, hvordan spildevandet tilledes anlægget, og efter, om anlægget er forsynet med tæt medbran:
  
A.1 Pileanlægget er et lukket bassin forsynet med en membran og uden afløb. Dette er normal anlægspraksis i Danmark. Spildevandet opmagasineres uden for vækstsæsonen i anlægget med henblik på fordamning og udnyttelse af næringsstofferne i den kommende vækstsæson.
 
A.2. Pileanlægget er uden membran. Der tilledes kun spildevand i vækstsæsonen, eller det accepteres, at anlægget fungerer som et nedsivningsanlæg uden for vækstsæsonen (sommerhusløsning).
 
A.3 Pileanlægget er enten som A.1 eller A.2, men konstrueret således, at regnvand kan opsamles fra overfladen og bortledes uden at komme i kontakt med spildevandet. Dette koncept er ikke afprøvet i praksis. Fordelen ved anlægget er reduktionen af den nødvendige lagerkapacitet.
 
B.1 Spildevandet tilledes fordelerlag/-rør ved gravitation.
 
B.2 Spildevandet pumpes ud på eller ud i anlægget.
 
C.1 Spildevandet tilføres i overfladen ved hjælp af slanger, sprinklers eller lignende. I Jylland er der anlagt flere af denne type, men man er ved at gå væk fra konceptet på grund af problemer bl.a. med tilfrysning af rørene.
 
C.2 Spildevandet tilledes via et fordelerrør placeret 60 cm nede i anlægget. Røret er placeret oven på f.eks. exponet. Fordelersystemet er indpakket i fibertex for at hindre rødder i at vokse ind i fordelerdrøret. Der er anlagt mange af denne type de sidste par år.
 
C.3 Spildevandet tilføres i bunden af anlægget via et fordelerrør og/eller et fordelerlag (rallag) .
 
3. Urin kan opsamles fra kildesorterende toiletter eller vandfrie urinaler og transporteres til pileplantager og udspredes som gødning i vækstsæsonen. Dette svarer til den konventionelle udnyttelse af husdyrgødning, blot med en anden afgrøde.
 
4. Delvis renset (mekanisk og delvis biologisk renset) spildevand fra rensningsanlæg, der behandler spildevand fra en række husholdninger, kan via et vandingsanlæg tilføres en pileplantage. Det internationale projekt: "Biomass short rotation willow coppice fertilized with nutrients from municipal waste water" FAIR5-CT97-3947 (Miljøstyrelsens M 226-0055) beskæftiger sig såvel med dette koncept som med koncept 3. Her tilledes spildevandet kun i vækstsæsonen april-oktober. Ved en sådan udnyttelse af spildevandet i Danmark, skal spildevandet enten opmagasineres eller f.eks. kunne nedsives uden for pilenes vækstsæson.

Konceptet for pileanlægget ved pilehuset hos Marjatta i Tappernøje, som denne rapport omhandler er af typen 1, idet alt spildevand fra husstanden på 11 personer tilledes anlægget. Anlægget er lukket (A.1), og spildevandet tilledes ved gravitation (B.1) i bunden (C.3).

1.5 Baggrunden for etableringen af et pileanlæg på Marjatta i Tappernøje

Ved udbygningen af institutionen Marjatta med bebyggelsen på Bækkeskovstræde (Ristolahaven) og bl.a. Pilehuset øgedes antallet af beboere i området betragteligt og dermed udledningen af spildevand til Præstø Fjord. Fladså Kommune stillede ikke krav om forbedret spildevandsrensning i forbindelse med byggetilladelsen, men et sådant kunne på sigt forventes for bebyggelserne i området. Derfor og ud fra et ønske om at etablere en alternativ måde, at håndtere spildevandet på fra bofællesskabet Pilehuset udarbejdede Amdi Hansen (dengang ansat på Marjatta) en idéskitse: Piletræer som alternativ spildevandsrensning (16. maj1991).

Inspirationen til at anvende pil kom fra Amdi Hansens tid som kloakmester, hvor han havde oplevet pilens fantastiske egenskaber med hensyn til at søge efter vandet. Under konkretiseringen af ideerne havde han kontakt til Keld Hauge Nielsen, dengang ansat ved Skovteknisk Institut í Vejle.

Udgangspunktet for dimensioneringen af anlægget var en generel opfattelse af (bl.a. fra artikel af Kent Hasselgreen), at en pilelund årligt kunne optage 1,5 m³ vand pr. m². Ud fra en gennemsnitlig nedbør på 600 mm i Præstø-området fastsatte Amdi Hansen en pilelunds optagelseskapacitet til 0,9 m³ mekanisk renset spildevand pr. m² pr. år. På baggrund af vandforbruget beregnedes det nødvendige areal pr. person til 44 m². Amdi Hansen vurderede, at overfladearealet burde være 10-20% større for at sikre en reservekapacitet, og at anlægget kunne etableres med overløbsdræn. Skitsen blev sendt til Keld Hauge Nielsen, som gjorde opmærksom på, at overløbsdræn burde undgås, og på pilens gode evne til at optage næringsstoffer (jfr. brev af 24. maj1991).

Amdi Hansen besluttede at etablere et anlæg uden overløbsdræn.

1.6 Rapportens indhold

Kapitel 2 indeholder en beskrivelse af projektets måle- og undersøgelsesprogram.

Kapitel 3 omhandler indholdet af anlæggets godkendelse. Desuden gøres der rede for myndighedsforholdene ved meddelelse at tilladelse til etablering af et pileanlæg og krav til sådanne i henhold til spildevandsbekendtgørelsen (bekendtgørelse nr. 501 af 21. juni 1999).

Kapitel 4 omfatter en beskrivelse af anlæggets konstruktion og etablering, herunder omkostninger.

Kapitel 5 handler om driftsforholdene og institutionens erfaringer med driften. Erfaringer med pasningen af brønde og fordelerrør og med høstarbejdet. Desuden beskrives husets "rytme", herunder forbrugsvaner med hensyn til vand og rengøringsmidler, dvs. forhold af betydning for driften af pileanlægget.

I kapitel 6 gøres der rede for resultaterne af undersøgelserne af jordbundsforholdene og af røddernes fordeling i anlægget. Dels undersøgelser fra anlæggets første år, dels undersøgelser foretaget i projektperioden.

I kapitel 7 redegøres der for tilledningen af spildevand samt nedbør til anlægget. Resultaterne af pejlingerne af vandstanden i anlægget og vandets fordeling i anlægget beskrives og vurderes.

I kapitel 8 vurderes anlæggets kapacitet og fordamningsevne.

Pilekulturens tilstand og vækst beskrives i kapitel 9. Pileproduktionen bestemmes på baggrund af resultatet af høsten i vinteren 1999/2000, og der sammenholdes med resultater af tidligere produktionsmålinger.

Kapitel 10 omhandler omsætning en af de næringsstoffer, som tilledes anlægget. Dette vurderes dels på baggrund af resultaterne af undersøgelserne af de tilledte stofmængder samt af indholdet i jorden, dels ud fra litteraturangivelser af pilens optagelsesevne og stoffernes fordeling i planterne.

I kapitel 11 diskuteres risikoen for ophobning af miljøfremmede stoffer i pileanlæg, dels på baggrund af målinger af indholdet af sådanne stoffer i jorden i pileanlægget og i den tilstødende havejord, dels ud fra litteraturstudier. Endvidere omtales problematikken med hensyn til eventuel saltophobning i pileanlæg.

I kapitel 12 omtales meget kort eventuelle hygiejneproblemer som følge af behandling af spildevand i et pileanlæg.

Kapitel 13 rummer en sammenfattende diskussion og konklusion af resultaterne af undersøgelserne i projektet og de spørgsmål, de rejser.

Kapitel 14. Bilag.

Kapitel 15. Referencer/litteraturliste.