| Forside | | Indhold | | Forrige |

Muligheder for økologisk spildevandshåndtering på Christiansø

Bilag D: Teknologibeskrivelser

I dette bilag beskrives og vurderes de teknologier, der indgår i de opstillede løsninger.

1. Samletanke (herunder latrinspande og urintanke)

Opsamling af spildevand og organisk affald fra husholdninger for videre håndtering med henblik på genanvendelse eller hvor nedsivning eller udledning til lokal recipient ikke er mulig. Samletanken kan anvendes til opsamling af alt husholdningsspildevand eller gråt eller sort spildevand alene, eller urin alene. Tanken kan også anvendes til opsamling af køkkenaffald i kombination med forskellige fraktioner af husspildevand.

Opsamling af spildevand og organisk affald fra husholdninger. Tømmes med slamsuger 1-50 gange årligt, afhængigt af affaldstype, tankstørrelse og mængden af skyllevand der anvendes. Lokal håndtering af mindre tanke eller plastikdunke til urinopsamling klares af brugerne.

Samletankene kan være udformet på en række forskellige måder, normalt tilledes de vandbårne affaldsfraktioner med rør, men kan desuden tilføres fast køkkenaffald hvis der også etableres en skakt som affaldet kan tilledes gennem. Samletanke fås i polyester, glasfiberarmeret polyester og beton. Tankene er normalt placeret i jorden, dels for at spildevand kan tilledes ved gravitation, dels for at tanken ikke skal optage mere plads end højst nødvendigt og endeligt af æstetiske hensyn. Tankene kan dog også placeres i kældre eller ovenpå jorden. Til lokal opsamling og disponering af urin kan mindre tanke eller plastikdunke anvendes.

Samletanken bør være af et volumen af 500-2000 l/person. Til lokal håndtering af urin kan mindre plastikdunke på 25 liter eller tanke på 220 liter anvendes (Eilersen et al., 2001).

Teknologien har ikke nogen egentlig renseeffekt (minimal omdannelse) men gør det muligt at opsamle husholdningsspildevand lokalt hvis nedsivningsforholdene er dårlige eller udledning til recipient ikke er mulig. Således reduceres belastningen af lokalområdet med 100 %.

Teknologien kan medføre hyppige besøg af slamsuger.
Forudsætter nedsat vandforbrug.
Teknologien kræver relativ lidt vedligeholdelse.

Teknikken kræver relativ lidt vedligeholdelse og stiller derfor ikke store krav til brugeren.

Skemaet indeholder et overordnet skøn af de langsigtede miljøkonsekvenser af etablering af samletanke.

Samletanken åbner mulighed for at opsamle husholdningsspildevand lokalt ved hustanden på lokaliteter hvor nedsivning og/eller udledning til recipient ikke er mulig. Herefter bliver spildevandet vha. af slamsuger transporteret til en anden lokalitet for rensning/genanvendelse.

Det er hensigtsmæssigt at have vandbesparende toiletsystemer i kombination med samletanken således at tømning ikke skal se for ofte.

2. Sorterende toiletter

De sorterende spildevandssystemer bygger ikke på rensning, men derimod på at reducere belastningen med kvælstof, fosfor og organisk stof ved at skille den næringsstofholdige urin og i nogle tilfælde også fækalierne fra, før det bliver blandet med de store mængder af gråt spildevand.

Ad den vej og ved at substituere vaskemidlerne med P-frie vaskemidler kan N- og P-belastningen reduceres væsentligt.

En stor del af spildevandets indhold af organisk stof stammer imidlertid fra det grå spildevand. Derfor er en rensning for organisk stof gennem for eksempel et sandfilter nødvendig for at leve op til de gældende krav på dette punkt.

De sorterende løsninger kan i kombination med et sandfilter udgøre et alternativ til minirenseanlæg i områder, hvor der ikke kan nedsives eller kloakeres. Reduktionen i fosforbelastning beror dog til dels på anvendelse af fosfatfrit vaskepulver.

Sorterende spildevandsløsninger kan udformes på mange måder.

Urinsortering sker i toilettet og kræver installation af et urinsorterende toilet og en tank til opsamling af urin. Fækalier skylles ud, som i et traditionelt toilet. Systemet er relativt velafprøvet i Sverige og kendt i Danmark.

Urin og fækaliesortering kan ske ved etablering af et traditionelt lavtskylstoilet, der afleder til samletank.

Alternativt kan anvendes et urinseparerende komposttoilet, hvor urinen opsamles og fækalierne falder frit ned i en kompostbeholder under toilettet. Systemet er afprøvet i Danmark og i Sverige (Dyck-Madsen et al, 1999).

For at leve op til rensekrav til organisk stof skal de sorterende løsninger kombineres med en bundfældningstank og f.eks. et sandfilter.

De urin- og fækaliesorterende løsninger lever i kombination med et sandfilter eller et rodzoneanlæg op til alle rensekrav.

Den årlige opsamling af urin og skyllevand fra urinsorterende toiletter udgør omkring 1 m3/person.

Ved installation af lavskylstoiletter med afledning til samletank vil den årlige opsamling af sort spildevand udgøre omkring 10 m3/person.

Fra komposttoiletter udgør den årlige opsamling af urin omkring 0,6 m3/person (der bruges ikke skyllevand) og 25-50 l kompost.

Hertil kommer drift og vedligeholdelse af bundfældningstank og sandfilter, da de sorterende løsninger skal kombineres med f.eks. et sandfilter for at kunne leve op til rensekrav til BOD₅.

Levetiden for sorterende toiletter forventes ikke at adskille sig væsentligt fra levetiden for traditionelle toiletter.

Erfaringen viser, at urinsorterende toiletter kræver lidt mere pasning/rengøring end traditionelle toiletter.

Komposttoiletter kræver ekstra rengøring og nogen håndtering af komposten.

Skemaet indeholder et overordnet skøn af de langsigtede miljøkonsekvenser ved etablering af sorterende løsninger.

De sorterende løsninger kræver engagement fra brugerne, men er i drift mindre eksotiske, end de lyder. Foruden at reducere belastningen af vandløbene har toiletterne den fordel, at der opsamles en mindre mængde næringsstoffer, der kan genanvendes.

Der er ikke mange danske erfaringer med sorterende toiletter. Toiletterne er mere udbredt i Sverige, hvor de mange steder fungerer uden væsentlige problemer.

3. Kloakering ved trykledning

Opbygning og funktion

Tryksatte systemer anvendes typisk, hvor det ikke er hensigtsmæssigt at anvende traditionelle kloakledninger med gravitation.

Tryksatte systemer kan udføres som enten overtryks- eller undertrykssystem (vakuumsystem). Erfaringerne har vist at sidstnævnte er meget følsomt overfor selv små tekniske svigt (f.eks. svigt af en ventil i systemet) og derfor er overtrykssystemet det princip, der anbefales i dag.

Overtrykssystemer udformes med en lille pumpebrønd for en eller flere ejendomme. Pumpebrønden udformes f.eks. med en dykpumpe af grindertypen. Pumpen kværner (grinds) det faste indhold i spildevandet, så det kan pumpes via pumpeledningen til det kommunale renseanlæg.

Overtrykssystemet kan opbygges for et par ejendomme og op til et par tusinde ejendomme, idet de små trykledninger fra ejendomme (dimension fra ø50 mm) opsamles af større fællesledninger (Flygt, 1999).

Renseeffekt

Renseeffekten ved kloakeringsløsningen opstår ved at spildevandet ledes bort fra området og til det kommunale renseanlæg. Lokalt er udledningen til recipient således fjernet. Til gengæld vil der ske en lille forøgelse af udledningen det fælles renseanlæg til recipienten.

Teknik og drift

Drift og vedligeholdelse af pumpebrønde og trykledninger omfatter:

Overvågnings- og alarmsystemet ved tekniske nedbrud kan enten udføres som en decentral løsning med en lampe ovenpå elskabet der lyser ved svigt eller som en central løsning der giver signal til kommunens overvågningssystem. Sidstnævnte er naturligvis en dyrere løsning og det vurderes at den første løsning, hvor borgeren selv skal melde om fejl vil svare til serviceniveauet for de øvrige borgere i den offentlige kloakforsyning.

Der kan opstå problemer med svovlbrinte ved udpumpningsstedet pga. for lang opholdstid i pumpeledningerne. Hvis systemet opbygges som en kombination af trykledninger og gravitationsledninger skal udpumpningsbrøndene holdes under observation for korrosion pga. eventuel svovlbrintedannelse. Hvis problemet ikke kan løses ved en ændring af styringen kan det løses ved f.eks. tilsætning af kalk.

Der kan opstå problemer med bundfald i trykledningen hvis hastigheden er for lille.

Levetider anslås til:

Brugeraspekter

Løsningen vil for borgeren svare til fornemmelsen ved at være tilsluttet det traditionelle kommunale kloakledningsnet. Forskellen herfra er, at pumpebrønden typisk vil være placeret på grunden og at elforsyningen til pumpen typisk vil blive ført fra ejendommens eltavle.

Miljø

Skemaet indeholder et overordnet skøn af de langsigtede miljøkonsekvenser af etablering af kloakering med trykledninger.

Samlet vurdering

Kloakering ved trykledninger er en teknisk velfungerende og velafprøvet løsning. Løsningen kræver, at der er ledig kapacitet på det renseanlæg, hvor spildevandet tilledes.

Trykledninger er et godt alternativ til slamsugere for tømning af samletanke o.lign. over kortere afstande (som på Christiansø).

Undertrykssystemer kan være følsomme overfor tekniske svigt, hvilket kan medfører tilstopning af ledningerne. Ved overtrykssystemer (de mest anvendte) er dette problem ikke tilstede.

4. Vakuumsystemer

Opbygning og funktion

Et vakuumsystem er et såkaldt undertrykssystem sammensat af trykledninger som beskrevet under teknologibeskrivelsen "Kloakering ved trykledninger" (Flygt, 1999).

Renseeffekt

Vakuumsystemer har ikke nogen egentlig renseeffekt eftersom det er et tiltag der opsamler urin og fæces ved et meget lavt skyllevandsforbrug (0,8 liter/skyl). I forbindelse med en anvendelse på Christiansø sejles det opsamlede materiale til Bornholm og dermed reduceres miljøbelastningen af lokalområdet med 100 %.

Teknik og drift

Eftersom vakuumsystemet er et undertrykssystem er der øget risiko for tilstopning selv ved mindre driftsforstyrrelser (f.eks. svigt af en ventil i systemet).

Mængden af opsamlet urin og fæces i et vakuumsystem svarer til 2,6 m³/person/år.

Brugeraspekter

Erfaringer viser at vakuumsystemer kræver lidt mere pasning/rengøring end konventionelle toiletsystemer.

Miljø

Skemaet indeholder et overordnet skøn af de langsigtede miljøkonsekvenser af etablering af vakuumsystemer.

Samlet vurdering

Et vakuumsystem gør det muligt at opsamle sort spildevand lokalt ved et lavt skyllevandsforbrug. Systemerne er hensigtsmæssige på lokaliteter hvor rensetiltag er svære at indpasse. Etablering af et vakuumsystem medfører et behov for jævnlig tømning af tanke og borttransport af opsamlet materiale. Dette transportbehov tæller negativt i den samlede miljøvurdering.

5. Mekanisk/biologisk/kemisk renseanlæg (MBNDK)

Opbygning og funktion

Den foreslåede traditionelle løsning omfatter et konventionelt renseanlæg med mekanisk/biologisk/kemisk rensning.

Et konventionelt renseanlæg fungerer ved at spildevandet tilledes et beluftet sandfang for bundfældning af sand. Herefter ledes spildevandet til et langtidsbeluftet aktiveret slamanlæg, hvor den biologiske nedbrydning foregår med fuld nitrifikation og samtidig aerob slamstabilisering. Til sidst ledes spildevandet til en efterklaringstank for separering af vand og slam. Overskudsslammet pumpes i slamsilo hvor det opkoncentreres.

Anlæggene kan udbygges med fosforfjernelse ved simultanfældning ved tilsætning af fældningskemikalie (Forsvarets bygningstjeneste, 1998).

Renseeffekt

Et konventionelt renseanlæg har typisk følgende rensegrader (Eilersen et al., 2001):

Teknik og drift

Drift og vedligeholdelse af konventionelle rensningsanlæg omfatter:

Brugeraspekter

Hvis der ikke er tegnet serviceaftale for anlægget vil service, vedligeholdelse, tilsætning af kemikalier etc. ligeledes påhvile brugeren (eller kommunen).

Miljø

Skemaet indeholder et overordnet skøn af de langsigtede miljøkonsekvenser af etablering af traditionelle renseanlæg.

Samlet vurdering

Et konventionelt mekanisk/biologiske rensningsanlæg har høje renseeffekter og lever dermed op til Miljøstyrelsens højeste renseklasse.

Løsningen kræver en del tilsyn og udbedring i forbindelse med drift og vedligeholdelse. Ligeledes kræver sådanne anlæg uddannet personale i driften.

6. Kompaktanlæg (Actiflo)

Opbygning og funktion

Den såkaldte Actiflo-metode er baseret på et fysisk/kemisk vandbehandlingssystem. Metoden har i mange år været anvendt i forbindelse med vandværker til at behandle overfladevand i produktionen af drikkevand.

Et Actiflo-anlæg fungerer i princippet ved at der først sker en kemisk fældning. Således tilsættes der et koagulerende middel, eks. Jern(III)klorid. Herved dannes der små mikroflokke og der sker en udfældning af orthofosfat (herved bindes fosforen i spildevandet). Efterfølgende tilsættes der "mikrosand" i en injektionstank hvor der også sker en jævn omrøring. Herefter tilsættes vandet en polymer hvorefter vandet ledes til en "modningstank" hvori der også sker en omrøring og dannelse af store flokke. Eftersom "microsand" også indbygges i disse flokke vil de blive meget tungere (derfor kaldet "vægtet" bundfældning") end i et normalt bundfældningssystem og derfor synke hurtigere til bunds i den efterfølgende bundfældningsanordning. Vandet (med flokkene i suspension) passerer nu "lamel"-seperatoren og forlader anlægget via en overløbsanordning placeret ovenover lamellerne.

Den totale proces medfører en effektiv reduktion af vandets organiske stofindhold samt fosfor. Tilgengæld sker der ikke nogen væsentlig reduktion i Kjeldahl-N (kan tilnærmes indholdet af nitrifikation – ammonium) som følge af ikke gunstige nitrifikationsforhold i anlægget (mangel på mikrofauna og for lav opholdstid samt formentlig iltdeficit). Dette er altså ikke baseret på en optimering af de biologiske renseprocesser. Det bundfældede slam og mikrosand fra separatoren ledes, gennem en hydrocyklon tilbage til injektionstanken og mikrosandet bliver herved genbrugt. Slammet forlader anlægget efter hydrocyklonen.

Krüger A/S har et mobilt pilotanlæg med en kapacitet på 80-120 m3/h.

Renseeffekt

Et Actiflo-anlæg har typisk følgende rensegrader:
(Bentsen et al., 1998)

Informationsmateriale fra Krüger A/S angiver rensegrader for BOD₅ på ca. 90 %. Den højere rensegrad for BOD₅ skyldes at BOD₅-parameteren kun inkluderer den letnedbrydelige andel af det organiske stof.

Teknik og drift

Et Actiflo-anlæg kan blive opstartet i løbet af 15 minutter og har derfor en stor tilpasningsevne i forskellige systemer (spildevandsrensning, behandling af overfladevand, behandling af recipientvand (søvand – åvand)).

Normalt udgør slamflowet ud af systemet ca. 6 % af det samlede volumen af behandlet spildevand.

Der er en tendens til at anlæggets renseeffektiviteter falder med stigende hydraulisk belastning.

Dog ses der ikke et væsentligt fald i renseeffektiviteten selvom den hydrauliske belastning stiger med 50 % fra 80 til 120 m³/h.

Brugeraspekter

Man skal være opmærksom på at Actiflo-anlægget kræver et vist niveau af eftersyn, driftstilsyn og vedligeholdelse.

Miljø

Skemaet indeholder et overordnet skøn af de langsigtede miljøkonsekvenser af etablering af kompakte renseanlæg (Actiflo).

Samlet vurdering

Det forventes at metoden effektivt kan erstattet de store traditionelle mekanisk/biologisk/kemiske renseanlæg.

Arealkravet til anlæggene er ca. 10 % af arealkravet til konventionelle bundfældningssystemer.

Metoden er anvendelig til at rense mange typer af forurenet vand og er ikke følsom overfor variation i indløbskoncentrationer.

Metoden har en minimal følsomhed (i relation til renseeffektiviteten) overfor hydrauliske spidsbelastninger.

Metoden medfører lave driftsomkostninger (0,10 – 0,25 kr/m³ behandlet vand) og dermed lave behandlingspriser.

Metoden kan anvendes til at behandle både store og små vandmængder og indkørings- /opstartsperioden er minimal, mellem 15 og 30 minutter. Behandlingstiden af spildevandet er ca. 10 minutter. Kemikalietilsætningen optimeres således at driftsomkostninger mindskes. Anlægget har et kompakt design og kan placeres i en 20-fods container (Bentsen et al., 1998).