| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Udvikling af metode til karakterisering af gråt spildevand

3 Komponenter i gråt spildevand

• 3.1 Fysiske parametre
• 3.2 Kemiske parametre
• 3.3 Metaller
• 3.4 Miljøfremmede organiske stoffer
• 3.5 Mikroorganismer
• 3.6 Opsummering

Dette kapitel sammenfatter stoffer og mikroorganismer, der tidligere er blevet undersøgt samt deres tilhørende koncentrationsintervaller. Ved en grundig litteraturgennemgang er det søgt at karakterisere gråt spildevand. Artikler og rapporter m.m. publiceret i den åbne litteratur fra 1980 –2001 suppleret med få referencer af ældre dato, der omhandler gråt spildevand, er blevet gennemgået. Der er yderligere på Internettet blevet søgt efter rapporter og tilsvarende.

Kvaliteten af gråt spildevand afhænger af tilskuddet fra tre hovedkilder til komponenter i vandet. For det første selve kvaliteten af vandet fra vandforsyningen, derpå selve distributionsnettet (herunder kemiske og biologiske processer samt ind-/udsivning af utætte rør) og for det tredje af de aktiviteter i husholdningerne, der er skyld i stoftilførslen fra husholdningskemikalier, hygiejneprodukter og levnedsmidler. Da de tre forskellige kilder varierer fra sted til sted og fra tid til tid, vil sammensætningen af det grå spildevand ligeledes være steds- og tidsafhængig. Videre kan de aktiviteter der foregår i husholdningerne inddeles i tre forskellige typer, dvs. om det grå spildevand er produceret i badeværelse, køkken eller i vaskemaskine. Fundne data er videre blevet inddelt i tre kategorier efter stedet, hvor det grå spildevand er produceret i husholdningen.

Generelt ses det, at antallet af undersøgelser er få. Der er for eksempel kun fundet seks studier for fysiske parametre i gråt spildevand fra badeværelser og vaskemaskiner;), og fire for gråvandet fra køkkener. (Præcist hvor mange undersøgelser som er fundet vedrørende hver enkelt parameter er givet i tabel 3.1-3.5. De fleste undersøgelser er foretaget i Danmark, Sverige og USA, men også nogle få i Tyskland og Australien (Almeida et al., 1999; Burrows et al., 1991; Christova-Boal et al., 1996; Günther, 2000; Hargelius et al, 1995; Laak, 1974; Nolde, 1999; Rose et al., 1991; Shin et al., 1998; Siegrist et al., 1976; Surendran and Wheatley, 1998). Data for parametre er opdelt i fysiske parametre, kemiske parametre, metaller, miljøfremmede organiske stoffer og mikrobiologiske parametre. Endvidere er der suppleret med oplysninger fra Henze og Ledin (2001)  vedrørende fysiske parametre og indholdet af stoffer/mikroorganismer i moderat koncentreret husspildevand.

Foruden de nedenfor gennemgåede resultater fra litteraturundersøgelsen er der fundet data fra 9 undersøgelser, som det ikke var muligt at inddele efter stederne: badeværelse, køkken og vaskemaskine, fordi gråvandet var af blandet oprindelse (Albrechtsen, 1998; Fittschen og Niemczynowicz, 1997; Gerba et al., 1995; Hargelius et al., 1995; Hypes, 1974; Jeppesen, 1993; Rose et al., 1991; Santala et al., 1998; Sheikh, 1993).

Det volumen vand der bliver produceret er også forskelligt på de tre produktions steder (Tabel 3.1).

Tabel 3.1 vandforbrug i københavnske husholdninger i 1989 og 2002.

¹Københavns Energi, 2003

3.1 Fysiske parametre

Fysiske parametre som suspenderet stof og turbiditet vil give en idé om indholdet af partikler i det grå spildevand. Dette vil have betydning for risikoen for f. eks. tilstopning af filter ved behandling af spildevandet. Temperaturen har betydning for vækstbetingelserne for mikroorganismer og dermed også for evnen at nedbryde organisk materiale.

Indholdet af suspenderet stof er større i gråt spildevand fra køkkener end fra badeværelser og vaskemaskiner, hvilket skyldes tilførslen af organisk materiale fra mad samt jord og sand ved skylning af frugt og grøntsager etc (Tabel 3.2). Det største indhold af suspenderet stof fundet i gråvand fra køkkener (1300 mg/l) er desuden større end indholdet i almindeligt husspildevand (300 mg/l).

Temperaturen af gråt spildevand fra badeværelser og vaskemaskiner favoriserer væksten af mikroorganismer (optimal temperatur for mikroorganismer er på 20 – 42°C) .

Tabel 3.2 Fysiske parametre. Koncentrationer i mg/l, hvor der ikke er oplyst andet.

1. Eriksson et al., 2002A
2. Henze og Ledin, 2001

3.2 Kemiske parametre

pH af gråt spildevand har også betydning for mikroorganismernes vækstbetingelser og dermed deres evne til at omsætte organisk materiale. Samtidig fortæller pH noget om, hvilke biologiske og kemiske processer der kan finde sted i vandet.

BOD og COD anvendes traditionelt som et mål for de organiske iltforbrugende forbindelser i vand. Et lavt iltindhold i gråt spildevand, der er  forårsaget af et stort iltforbrug i forbindelse med nedbrydningen af organisk materiale, kan give lugtgener i form af ildelugtende hydrogensulfid. Derfor bestemmes sulfat og sulfid indholdet generelt i spildevand.

Nitrogen og fosfor er næringsstoffer for mikroorganismer. Næringsstofferne er essentielle for mikroorganismers vækst og kan give anledning til uønsket vækst af mikroorganismer i dannet gråvand så vel som i rensningsanlæg og vandforsyningsinstallationer. Men næringsstofferne skal også være der for at give forudsætninger for en aktiv biofilm til nedbrydning af organisk materiale. Stofferne tilføres det grå spildevand via husholdningskemikalier og madrester samt forurening af urin- og fækalier.

Mange almindeligt forekommende mikroorganismer i spildevand har optimal pH på 6-9, og der er derfor gode vækstbetingelser for mikroorganismer i gråt spildevand fra badeværelser og køkkener (se tabel 3.3). Den elektriske ledningsevne er i nogle tilfælde større i gråvand fra badeværelser og vaskemaskiner end for husspildevand generelt. Dette kan forklares med at en væsentlig kilde til ioner i spildevandet er de kemikalier som bliver brugt i f eks. husholdningernes rengøringsprodukter.

Tabel 3.3 Kemiske parametre

1. Eriksson et al., 2002A
2. Henze og Ledin, 2001

Også COD er i nogle tilfælde større i gråvand fra badeværelser og køkkener end for almindeligt husspildevand. BOD ligger på samme niveau som for husspildevand og i nogle tilfælde lavere. Indholdet af ammoniak i gråvand er generelt lavere end i husspildevand, mens indholdet af nitrat kan være større i gråvand. Indholdet af total-kvælstof og total-fosfor i gråt spildevand varierer meget (eks. 0,062-57 mg P/l i vand fra vaskemaskiner). Total-kvælstof i gråvand fra badeværelser og vaskemaskiner er mindre end i husspildevand, mens det kan være større i gråvand fra køkkener. Lignende ses for total-fosfor, men her er det dog indholdet af total-P i gråvand fra vaskemaskiner (pga. indholdet af fosfor i nogle typer af vaskemidler), der er større end husspildevandets indhold af total-P.

3.3 Metaller

Generelt vil indholdet af metaller afhænge af vandkvaliteten fra det vandværk som råvandet (postevandet) stammer fra, men metaller kan også være afgivet fra vandforsyningsinstallationer (eks. Cu og Zn) og de kan stamme fra forskellige produkter, der anvendes under brugen af vandet. Metallerne kan være medvirkende til at det grå spildevand får en farve, som udfra et æstetisk synspunkt er uønsket. Samtidig kan metallerne udfælde som belægninger i installationer.

Indholdet af metaller holder sig på samme niveau i de tre typer af gråt spildevand med få undtagelser. Den maksimale aluminiumskoncentration er på 21 mg/l fra vaskemaskiner (Tabel 3.4). Kaliumindholdet ligger i intervallet 19-59 i køkkenvand, hvilket svarer til ca. en faktor 10 i forhold til de to andre typer gråvand. Natriumindholdet i gråvand fra badeværelse er lavere end i gråvand fra køkkener og vaskemaskiner. Det forhøjede natrium- og kaliumindhold i gråvand fra køkkener og vaskemaskiner skyldes indholdet af salt i mad og i afioniseringsprodukter til opvaskemaskiner, samt som modion til opvask-/vask tensider.

Det ses af tabel 3.4, at indholdet af tungmetaller(Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Zn) i nogle tilfælde  ligger langt over, hvad der er fundet i almindeligt husspildevand. Årsagen til det store indhold af tungmetaller i gråvandet kan skyldes vandforsyningsinstallationer eksempelvis kobberrør, der afgiver metal.

Tabel 3.4 Tungmetaller og andre grundstoffer

1. Eriksson et al., 2002A
2. Henze og Ledin, 2001

Antallet af undersøgelser for metaller i gråt spildevand fra badeværelser, køkkener og vaskemaskiner er generelt meget få (2-5) og for mange af metallernes vedkommende er detektionsgrænserne desuden forholdsvis høje, eksempelvis for arsen, hvor der angives at indholdet var lavere end 38 mg/l (tabel 3.4). De forholdsvis høje detektionsgrænser indikerer endvidere at man i de studier som er fundet i litteraturen ikke har vurderet det nødvendigt at måle tungmetaller på et lavt niveau, ellers vil man have forventet at man havde valgt en anden analysemetode, med en lavere detektionsgrænse.

3.4 Miljøfremmede organiske stoffer

De miljøfremmede organiske stoffer tilføres gråt spildevand primært via husholdnings- og hygiejneprodukter.

Tensider er vaskeaktive stoffer i vaskepulver, shampoo, skyllemidler, rengøringsmidler samt hygiejneprodukter. Tensider kaldes også for detergenter samt vaskeaktive og overfladeaktive stoffer. De kan inddeles i fire grupper; anioniske, nonioniske, kationiske og amfotere. De tilsættes produkterne for at nedsætte overfladespændingen i vaskevand, således at fedt og snavs løsner sig og holder sig opløst i vaskevandet. På grund af deres evne til at opløse fedt og proteiner er de giftige for vandmiljøet.

Blegemidler som f.eks. hypoklorit findes i vaskemidler, for vha. oxidation at nedbryde farvede forbindelser og derved få tøj til at se rent(hvidt) ud.

Farvestoffer er tilsat udelukkende for at fremme udseendet af husholdnings- og hygiejneprodukter, ligesom parfume og smagsstoffer tilsættes for at skjule andre ildelugtende eller dårligt smagende tilsætningsstoffer og give forbrugeren et indtryk af renhed.

Emulgatorer tilsættes produkter for at stoffer, der ikke er vandopløselige, kan blandes. De er typisk karakteriseret ved polære og nonpolære stoffer, som f.eks. en langkædet fedtsyre og den tilhørende alkohol.

Konserveringsmidler er tilsat husholdnings- og hygiejneprodukter for at forhindre mikrobiel vækst i produkterne og derved øge deres holdbarhed. Da stofferne i denne gruppe er giftige overfor skimmelsvampe og bakterier, kan de antages også at være giftige for vandlevende organismer og dyr, og skadelige overfor de biokemiske processer i rensningsanlæg.

De blødgørende indholdsstoffer kaldes også kompleksdannere eller kalkbindere og tilsættes for at hindre metalioner og kalk i at hæmme effektiviteten af tensiderne.

Opløsningsmidlerne tilsættes for at opløse organiske stoffer i vandbaserede husholdnings- og hygiejneprodukter.

I tabel 3.5 er der kun angivet koncentrationer for detergenter og fedtsyrer i spildevand. Der er under gennemgangen af litteratur m.m. ikke fundet data for miljøfremmede organiske stoffer i gråt spildevand, hvilket hænger sammen med, at der ikke tidligere er undersøgt for stofferne.

Tabel 3.5 Miljøfremmede organiske stoffer

d: detekteret

1. Eriksson et al., 2002A
2. Henze og Ledin, 2001

3.5 Mikroorganismer

Vand der anvendes i husholdninger må ikke indeholde patogene mikroorganismer, da de medfører en smitterisiko for brugerne af vandet. Mikroorganismerne kan tilføres gråt spildevand ved håndvask efter toiletbesøg, afvaskning under badning, afvaskning af babyer og små børn ved bleskift eller ved direkte urinering i badet. Traditionelt analyseres for tilstedeværelsen af E. coli og coliforme bakterier . E. coli anvendes som en indikation for en eventuel smitterisiko. Det samlede antal bakterier (kimtal) undersøges generelt fordi det siger noget om bakteriers generelle vækstbetingelser.

Der er kun blevet undersøgt for få mikroorganismer i gråt spildevand (coliforme bakterier, E. coli, Campylobacter, Pseudomonas aeruginosa og Salmonella). Der er fundet et højt antal af coliforme bakterier og E. coli i gråt spildevand fra badeværelser og køkkener (tabel 3.6). Antallet af undersøgelser har dog været begrænset.

Tabel 3.6 Mikrobiologiske parametre

i.d: ikke detekteret
-: ikke målt
¹ Meget forurenet/lidt forurenet spildevand

1. Eriksson et al., 2002A
2. Henze og Ledin, 2001

3.6 Opsummering

Det fremgår af tabellerne 3.2-3.6, at vand fra badeværelser er den kilde der er mindst  belastet med forurenende stoffer og den kilde, hvor der forbruges den største mængde drikkevand under produktionen af gråvand (tabel 3.1). Derfor er det grå spildevand fra badeværelserne også mindre forurenet end vand fra de andre kilder.

Videre er antallet studier med fokus på karakterisering af gråt spildevand relativt lille, især i forhold til forekomst af organiske miljøfremmede stoffer, hvor der ikke er nogle kvantitative informationer i litteraturen. Det gør at den planlagte karakterisering i nærværende projekt er af stor værdi.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Juli 2006, © Miljøstyrelsen.