Erfaringer fra og undersøgelser af pilerenseanlæg i Tappernøje

13. Sammenfattende diskussion og konklusioner

13.1 Anlæggets opbygning og funktion
13.2 Pejlinger af vandstanden i anlægget
13.3 Dimensionering (fordampningsevne/kapacitet)
13.4 Produktion/stofomsætning
13.5 Ophobning af tungmetaller
13.6 Driftsforhold/driftskrav
13.7 Pris

13.1 Anlæggets opbygning og funktion

På baggrund af undersøgelsens resultater vurderes anlægget at fungere rigtig godt. Anlægget vurderes at være tæt. Det er dimensioneret tilstrækkeligt stort til at kunne fordampe de tilledte mængder spildevand fra 11 PE samt den nedbør, der falder på anlægget. Der forekommer således ikke overløb.

Spildevandet tilledes anlægget og fordeles i anlæggets bund ved gravitation. Derved har det været muligt at undgå etablering af pumpebrønd og pumpe, ligesom driftsudgifter til pumpen er sparet. Problemer med tilfrysning af fordelingssystem opstår heller ikke ved den dybe underjordiske fordeling. En anden fordel ved tilledning under terrænoverfladen er, at man undgår den smitterisiko, der kan opstå ved tilledning på overfladen.

En ulempe ved tilledningen i bunden kan være, at de tilledte forurenende stoffer mest befinder sig i anlæggets anaerobe zoner. Der kan muligvis opnås en større stofomsætning ved tilledning af spildevandet højere oppe i anlægget, som det sker i en del jyske anlæg.

13.2 Pejlinger af vandstanden i anlægget

Den aktuelle vandstand i anlægget er resultatet af tilledningen af spildevand i bunden af anlægget, tilledning af nedbør via overfladen samt fordampning fra jorden og pilenes transpiration. I projektperioden er den højeste vandstand registreret 40 cm under terrænoverfladen.

Kurveforløbet over vandstandsniveauet følger det sammen mønster i de forskellige typer pileanlæg (Anneke Stubsgaard, 2001). Vandstanden stiger markant og falder markant i henholdsvis efterår og forår, men ændrer sig ikke så meget midt på vinteren. Kurveforløbet er formentlig resultatet af flere forhold. Der sker forsinkelser af vandets fordeling i anlægget på flere måder. Den nedbør, der falder på anlægget om efteråret, bliver først en del af det målte vandspejl, når jorden er vandmættet. Noget af nedbøren fordamper igen, enten fra pilenes eller jordens overflade eller ved pilenes transpiration.

Sammenligninger af pejlinger i brønde på fordelerrøret med pejlinger i pejlerør placeret ude i anlægget indikerer, at der sker en forsinkelse i vandets fordeling i anlægget i sensommeren. Anlæggene fyldes tilsyneladende først op omkring fordelerrøret. Først når der er et vist vandtryk her, presses vandet ud i hele anlægget. Endvidere peger Anneke Stubsgaard (2001) og andre på, at pileanlæggene kan rumme en større vandmængde, end porevolumenet målt på tør jord indikerer. Det er naturligvis en forudsætning, at anlæggene ikke er utætte. Endvidere må der kunne forekomme forhøjet vandstand i tilløbsbrønden i tilfælde af et ekstraordinært stort vandforbrug i hustanden inden for et relativt kort tidsrum. Det bekræftes af, at vandspejlet, der er registreret i spulebrøndene, kan variere en del fra måling til måling.

Der er behov for yderligere undersøgelser af hydraulikken i anlæggene.

Ved pejling af vandstanden i tilløbsbrønden på fordelerrøret skal man være opmærksom på disse årskarakteristika. Pejlingerne er mest egnede til en sammenligning af den maksimale vandstand i anlægget fra år til år og ikke til variationer over korte tidsrum.

13.3 Dimensionering (fordampningsevne/kapacitet)

Et pileanlæg skal dimensioneres, så arealet med pil er tilstrækkelig stort til, at de tilledte vandmængder kan fordampes. Endvidere skal anlægget kunne rumme de vandmængder, som tilledes uden for vækstsæsonen, hvor fordamningen er minimal.

Der kan være store nedbørsvariationer fra år til år. Til grundlag for dimensioneringen af anlægget lå en gennemsnitlig årlig nedbør på 600 mm. Årsnedbøren ved nærmeste vejrstationer har dog været over 900 mm 3 gange siden anlæggets etablering (1993, 1994 og 1999). Det er således ikke tilstrækkeligt kun at dimensionere ud fra nedbørsgennemsnit. Dog var vandstanden i projektperioden maksimalt 40 cm under terræn, hvor den i første vintersæson skulle have stået højere oppe, dvs. ca. 30 cm under terræn. Dette tyder på, at når pilene først er etableret og i god vækst, så betyder årsudsvingene i nedbøren ikke så meget.

Anlæggets fordamningsevne er ud fra de tilledte vandmængder bestemt til at være 1300 mm/m² (årene 1992-1996) og endda 1370 mm/m² i 1999.

Ved dimensioneringen af anlægget tog Amdi Hansen udgangspunkt i en total fordampning på 1500 mm for et areal med pil. Dette er et meget højt tal. I en pileplantage regnes der ifølge bl.a. Kurth Perttu og Pär Aronsson (personlige meddelelser) med en meget lavere fordampning.

Peder Gregersen (personlig meddelelse) har registreret en fordampning på 1100–1300 mm i første år i et anlæg med klonerne Bjørn, Tora og Jorr. Anneke Stubsgaard (2001) har ligeledes fundet store fordamningstal i sine undersøgelser, og opgiver fordamningstal på op til 1600 mm/år.

Spørgsmålet om eventuel fordampning ud over, hvad der kan tillægges pilenes transpiration, er drøftet med forskere i FAIR-projektet. Resultater indikerer, at nogle pilekloner kan fordampe store mængder vand, når de altid har vand tilstede, hvilket ikke er tilfældet i pileplantager. Endvidere er pileanlæg generelt små og aflange. Dvs. der er tale om en meget stor randeffekt, som også forøger fordamningen på grund af stor påvirkning fra sol og vind. Der er tale om en slags oaseeffekt.

Pär Aronsson mener også, at der ud over transpirationen fra pilene, fordampningen fra overfladen af anlægget og fra nedbør på pilene uden for vækstsæsonen kan finde en vis fordampning sted gennem pilenes bark.

Beregnet ud fra antallet af måneder, pilene ikke bærer løv, skal der være et opmagasineringsvolumen svarende til 5 måneders tilledning af spildevand og nedbør (november-marts incl.). Dette svarer til anlæggets kapacitet beregnet ud fra rumfang og porevolumen. Den maksimale vandstand blev imidlertid registreret 40 cm under terræn, hvilket indikerer, at 5 måneders lagerkapacitet er rigelig. De øverste 40 cm af anlægget er dog ikke helt tørre, idet cirka halvdelen af porevolumenet typisk vil være vandfyldt. Da den maksimale vandstand er så langt under terrænoverfladen, kunne anlægget formentlig have været mindre og dermed billigere.

Pileanlæg er generelt store i forhold til f.eks. rodzoneanlæg (her 64 m²/PE). Dette sammenholdt med de store variationer i årsnedbør gør det meget relevant at forsøge sig med at lave anlæg, hvor regnvandet kan føres ud af anlægget. Det kan gøres ved hjælp af regulering af anlæggets overfladehældning og valget af materiale i overfladen. Der kan f.eks. laves systemer med bølge og dal, hvor regnvandet transporteres ud som i tagrender. Det kan anbefales at starte sådanne forsøg. Vellykkede forsøg kan få stor betydning for en minimerende dimensionering eller sikkerheden i anlæggene og også for prisen. Afledning af regnvand direkte fra overfladen af anlæggene kan selvfølgelig kun anbefales ved anlæg, der tilfører spildevandet underjordisk.

Toilettype, skylleadfærd, vandbesparende armaturer i bruser og vask har også stor betydning for vandforbruget.

Med et kildesorterende toilet ville man ikke bare kunne regulere vandforbruget, men også kunne regulere tilførslen af hovedparten af næringsstoffer. Urinen eller dele af den kan f.eks. sorteres fra og anvendes på andre arealer.

Under alle omstændigheder er det vigtigt, at anlæggene dimensioneres ud fra faktiske forhold vedrørende antal personer og faktisk produceret spildevand i husstanden og aktuelle tal for områdets nedbørsforhold. Med hensyn til dimensionering ud fra spildevandsproduktionen kan det diskuteres, om der altid skal tages udgangspunkt i en "standard-husstand" på 4-5 personer. Der er behov for at tilvejebringe en større viden om, hvor meget vand jorden kan rumme og pilene fordampe, for at kunne dimensionere anlæggene korrekt.

13.4 Produktion/stofomsætning

En anslået produktion for 1-årige skud på 1-årige stammer i etableringsåret 1992 vurderet ud fra 1. høst i januar 1993 på 3-3,8 t/ha/år er en god start. Produktionen i 1994 for 3-årige skud på 3-årige rødder blev opgjort til 14,4 t/ha/år (+,- 4,5), hvilket indikerer, at pilen reagerer positivt på det tilførte spildevand. Anlægget har ved den gode vækst et stort fordampningspotentiale.

Produktionen i 1999 (4-årige skud på 8-årige rødder) blev bestemt til 8,5 t/ha/år. Tørstofprocenten blev bestemt til 42,3, hvilket måske fejlagtigt er for lavt sammenlignet med resultatet af tørstofbestemmelsen i 1994, hvor den blev bestemt til 54,8%. I så fald er produktionen på 8,5 tons undervurderet. Produktionen svarer til den gennemsnitsproduktion, som Morsing m.fl. (1995) har fundet i en række danske pileplantager, og som var på 7,5 tons, dog med stor spredning (fra 1,8 til 22,6 tons). Produktionen er imidlerid lavere end det gennemsnit på 13,5 t, som er bestemt i FAIR-projektet (Larsson, 2001).

Om produktionen er lidt større eller mindre, har måske ikke så stor praktisk betydning, selv om en stor vækst i reglen også betyder, at pilen har en stor fordampningsevne. Høstes pilen med henblik på at blive brugt som brændsel, erstatter den mindre end 10% af en almindelig hustands forbrug af olie (Anneke Stubsgaard, 2001). Pilehusets beboere anvender da også den høstede pil til flethegn og flis. Flisen udspredes i blomsterbedene.

Det vurderes, at der tilledes langt større mængder næringsstoffer til pileanlægget, end der fraføres. I projektet er der kun målt på de tilførte mængder samt på jordens indhold af stoffer. Værdierne for omsætning er teoretiske.

Tilførslen af kvælstof til anlægget er ud fra analyser af det tilledte spildevand bestemt til 512 kg N/ha. Fraførslen er beregnet til at udgøre højst 171,5 tons pr. ha. Dette hvis fraførslen både omfatter ved og blade, omend en stor del kvælstof føres tilbage til veddet før bladtabet. Det vil sige, at der er tale om tilførsel af et stort næringsstofoverskud med hensyn til kvælstof. Tilsvarende forhold vil være gældende for fosfor og kalium.

Hvad angår et overskud af kvælstof og af organisk stof vil de mikrobiologiske processer i anlægget bevirke, at stofferne omsættes. Da der skiftevis er iltrigt og iltfattigt i anlægget eller i zoner af anlægget, vil overskydende kvælstof i sidste instans frigives til atmosfæren som frit kvælstof.

Fosfor vil blive i anlægget, enten i form af fosfationer eller som uopløselige fosfatforbindelser. Resultaterne af jordbundsanalyserne indikerer, at der er sket en forøgelse af indholdet af fosfor siden anlæggets etablering. Dette er uden problemer for pilens vækst og giver jorden en større værdi, hvis anlægget en dag skal nedlægges og jorden eventuelt skal udspredes på landbrugsjord. Dels er fosforen et gødningsmiddel, dels vurderes indholdet af tungmetaller ofte i forhold til indholdet af fosfor.

Der er ikke tegn på, at indholdet af kalium i jorden er forhøjet, selv om det kunne forventes. En forøgelse vil dog umiddelbart være uden betydning for pilenes vækst.

13.5 Ophobning af tungmetaller

Da der aldrig udledes vand fra pileanlægget, vil tilførte tungmetaller enten optages i pilene eller ophobes i pileanlægget. Derimod vurderes de organiske miljøfremmede stoffer at blive omsat i anlægget ved mikrobiologiske processer i det skiftevis aerobe og anaerobe miljø.

Laboratorieforsøg med pils evne til at optage tungmettaler (Riddell-Black, 1994) viser, at der er forskel på, i hvor høj grad forskellige kloner optager tungmetaller, og at dette også til dels afhænger af koncentrationen af tungmetallerne i vækstmediet. Måleresultater fra Peder Gregersen (personlig meddelse) og Anneke Stubsgaard (2001) tyder på, at der ikke umiddelbart er risiko for, at mængden af tungmetaller i veddet er så stor, at det ikke er forsvarligt at bruge den høstede, flishuggede pil som jorddække i sin have eller at brænde den i sin brændeovn.

P. Aronsson refererer dog til undersøgelser af ved fra pileplantager (personlig meddelelse, 2000), (hvoraf nogle dog kan være gødet med spildevandsslam), hvor indholdet af cadmium i veddet har været større end grænseværdien i slambekendtgørelsen. Det spørgsmål bør belyses bedre ved målinger af indholdet af tungmetaller i veddet fra flere pileanlæg.

Ved af sammenligne analyser af indholdet af tungmetaller i pilebedet med indholdet i den tilstødende havejord er det søgt vurderet, i hvilket omfang tungmetallerne ophobes i pilebedet. Dette er gjort ud fra en antagelse om, at indholdet i pileanlægget ved dets etablering ville svare til indholdet i havejorden. En sammenligning med en teoretisk beregning af den forventelige stigning i indholdet af tungmetaller ud fra indholdet af disse i husspildevand indikerede imidlertid, at tilledningen er langt mindre. Dette rejser tvivl om, hvorvidt havejorden er repræsentativ for indholdet af tungmetaller i anlægget ved dets etablering. Analysegrundlaget er for spinkelt til at kunne afgøre dette.

På baggrund af de teoretiske beregninger vurderes en ophobning af tungmetaller ikke at begrænse pileanlæggenes levetid. I denne sammenhæng er pileanlæggenes relativt store størrelse i forhold til andre anlægstyper som rodzoneanlæg og sandfilteranlæg vigtig. Selv om der er udløb fra de sidstnævnte anlæg, kan det godt tænkes, at ophobningen af tungmetaller i disse er større end i pileanlæg, fordi deres rumfang er væsentligt mindre.

13.6 Driftsforhold/driftskrav

Der har kun været behov for at spule fordelerrøret én gang, efter anlægget havde været i funktion i 7 år. Tilstopningen tilskrives driftsproblemer med sandfilterbrønden, som blev ombygget til efterklaringsbrønd ved projektperiodens start. Efterklaringsbrønden fungerer efter hensigten, idet den fanger slam udledt fra hustanken. Ved regelmæssig tømning af efterklaringsbrønden forventes behovet for at spule fordelerrøret at blive endnu mindre. Det må konkluderes, at det er bedre at bruge brønden mellem hustank og pileanlæg som efterklaringsbrønd end som sandfilterbrønd.

Det er konstateret, at der dannes flydeslam i bundfældningstankens 2. kammer allerede ca. ½ år efter den ordinære tømning. Derfor vil der udledes slam til efterklaringstanken ("3.-kammeret"). Der vil formentlig udledes mindre slam fra hustanken, hvis flydeslammet oftere "stødes ned". Endvidere vil det være hensigtsmæssigt med halvårlige tømninger af tanken. Tanken er dimensioneret efter den aktuelle belastning, og endvidere har bofællesskabet et relativt lavt vandforbrug i forhold til mange almindelige husstande. Det rejser spørgsmålet, om flerkammertanke med rørindsatser ikke er lige så effektive til at tilbageholde slam som de trekamrede trixtanke.

Det vurderes ikke at være noget problem, at bundfældningstanken efter tømning efterfyldes med afvandingsvand (rejektvand) fra slamsugeren. Eventuelt suspenderet stof heri vil blive fanget i efterklaringsbrønden. Til gengæld kan man overveje at efterfylde efterklaringsbrønden med rent vand frem for rejektvand. Ved denne tømningspraksis er der intet til hinder for, at tanken kan indgå i den kommunale tømningsordning.

Det kan diskuteres, hvor ofte anlægsbrugerne skal kontrollere brønde/pejle vandstand m.m. Hyppigheden afhænger også af, om der er tale om et nyetableret anlæg eller et ældre, velfungerende anlæg som det ved Pilehuset.

I de første år efter etableringen er det en god idé med hyppig kontrol, f.eks.hver måned. I et ældre anlæg er det tilstrækkeligt med pejlinger 1 gang i kvartalet.

Det er primært den maksimale vintervandstand, der har interesse, dels som kontrol af, om der sker overløb eller er risiko herfor, dels for at vurdere, om anlægget er tæt. Den maksimale vandstand ændres muligvis også med tiden ved begyndende salthæmning, eller hvis der sker anden hæmning af væksten. Der kan også ske en ændring i modsat retning, hvis pilen ikke påvirkes negativt, men har stigende produktion i anden og tredje omdrift.

Vandforbruget har været meget ensartet over årene, og det er tilstrækkelig at aflæse det 1-2 gange pr. år.

13.7 Pris

Anlægget har ikke været billigt at bygge. Det kostede i 1992 ca. 92.300 kr. + moms. Entreprenøren vurderer, at prisen i dag vil være 20-25% højere. Pilestiklingerne blev købt til ca. 2 kr. pr. stk. + moms. De er i dag væsentligt billigere.

Priserne på de øvrige anlæg i landet varierer meget, bl.a. på grund af forskelle fra region til region i prisen på udførelse af gravearbejde. Det er afgørende for anlæggenes prismæssige konkurrenceevne, at man undgår overdimensionering, og her kan det blive meget afgørende, om det fremover kan lade sig gøre at lede en del af nedbøren bort fra anlægget.

Forholdet mellem anlæggenes areal og rumfang har også afgørende betydning for prisen (Anneke Stubsgaard, 2001).