Genanvendelse af gråt spildevand på campingpladser

3. Rensemetoder og anlægskoncepter

3.1 Problemstilling
3.2 Rensemetoder
3.2.1 Dykkede beluftede biofiltre
3.2.2 Aktiv slam anlæg
3.2.3 Sandfilteranlæg med/uden kemisk fældning
3.2.4 Biologiske sandfiltre
3.2.5 Rodzoneanlæg
3.2.6 Jordbede, damme, laguner o.l.
3.2.7 UV-behandling
3.2.8 Ozon behandling
3.2.9 Kemisk desinfektion
3.2.10 Filtrering/membranfiltrering


Historisk set har der gennem de sidste ca. 30 år været mange tiltag i forbindelse med genanvendelse af gråt spildevand /26/. Specielt i USA og Australien har man anvendt gråvandet til vandingsformål, almindeligvis ved brug af simple rensemetoder, eksempelvis gennem sandfiltre, jordbede eller bassiner/laguner, /25/ /29/ /30/ /32/ /35/.

I Danmark er der blevet etableret en række gråvandsanlæg i løbet af de sidste 10 år, herunder flere anlæg hvor gråvand fra boligejendomme renses og anvendes til toiletskyl, bl.a. /2/ /24/ /41/. Disse anlæg har primært været baseret på biofiltre som renseprincip. Endvidere er der også i Danmark etableret et enkelt anlæg baseret på sandfiltre, kombineret med kemisk fældning /4/ /5/.

Der er således allerede indhøstet en del erfaringer med genanvendelse af gråt spildevand i Danmark, primært fra etageejendomme. Det skal i denne anledning bemærkes, at de fleste anlæg der har været etableret har båret præg af, af der har været tale om pilotprojekter, udviklingsprojekter samt forsøg i større eller mindre skala /24/. De indhøstede erfaringer, positive som negative, danner et udmærket grundlag for analyse og optimering af et anlægskoncept til rensning og genanvendelse af gråt spildevand.

Foruden anlæg etableret med formål at rense gråvand fra almindelige husholdninger, har der også, bl.a. i industrien, været etableret anlæg til genanvendelse af "gråt spildevand"/processpildevand. Af eksempler kan bl.a. nævnes genanvendelse af vaskevand fra måttevaskeri /4/, samt et industrivaskeri /18/.

I en række tilfælde sker genbrug af spildevand med kun lidt eller ingen rensning. Denne metode anvendes primært i forbindelse med processpildevand, hvor vand fra et procestrin, efter modstrømsprincippet, genanvendes i et andet procestrin hvor kravet til vandets kvalitet er lavere. En simpel form for rensning og genanvendelse sker bl.a. i bilvaskehaller, hvor vandet til undervognsskyl genanvendes efter en simpel rensning gennem et sandfang /22/, samt i forbindelse med vask af busser /19/, hvor der som supplement til sandfang også i nogle tilfælde anvendes videre behandling i form af en olie- eller koalescensudskiller.

Et tilbagevendende problem omkring genbrug af gråvand har været lugtgener fra anlæggene, dette har været registreret både når der har været tale om genanvendelse af gråt spildevand til toiletskyl /2/ /24/, men problematikken gør sig også gældende i tilfældet med bilvaskehaller, hvor der i forbindelse med undervognsvask ofte forekommer lugtgener.

Der foreligger altså brede erfaringer omkring rensning og genanvendelse af gråvand og processpildevand, men som nævnt først i dette afsnit, har de fleste praktiske anvendelser omhandlet rensning med lavteknologiske anlæg hvor genbrugsvandet har været anvendt til vandingsformål.

Generelt kan det konkluderes, at metoderne til rensning og genanvendelse af gråt spildevand er mange. Valg af rensemetode er endvidere betinget af en række parametre, herunder rensekrav, anvendelsesformål samt de fysiske forhold omkring det aktuelle sted hvor gråvandet påtænkes renset og genanvendt.

Afsluttende skal nævnes, at de mange erfaringer omkring rensning og genanvendelse af gråt spildevand samlet set indikerer, at der teknisk set ingen hindringer er for at udnytte gråvandsressourcen.

3.1 Problemstilling

Litteraturstudiet viser, at der findes velfungerende anlæg til genanvendelse af gråt spildevand, jf. bl.a. /27/ og /31/. Generelt er det lavteknologiske anlæg hvor vandet genbruges til vandingsformål, der har den største succes.

Fra danske anlæg hvor anvendelse til toiletskyl har været det primære udnyttelsesområde, har der generelt været en lang række problemer, der formentlig kan tilskrives enten en konstruktionsmæssig eller driftsmæssig karakter /24/.

Herunder er opstillet de mest typiske problemer omkring gråvandsanlæg, hvor vandet anvendes til toiletskyl.
Lugtgener fra selve gråvandsanlægget
Lugtgener fra cisterne (genbrugsvandet på brugsstedet)
Visuelle gener fra gråvand i toiletskål (misfarvning, suspenderet stof)

De nævnte problemer kan i de enkelte tilfælde have en eller flere forskellige årsager, fælles er dog, at lugtproblemer og dårlig vandkvalitet som regel kan tilbageføres til enten svovlbrintedannelse som følge af anaerobe forhold, slamaflejringer eller ringe rense-/desinfektionseffekt.

For at undgå tidligere observerede problemer gennemgås en del af de tænkelige fejlkilder, der kan medføre problemer med et demonstrationsanlæg på Gals Klint Camping (jf. afsnit 8). Nedenstående problemer kan konkret tænkes at opstå, og lede til de ovenfor beskrevne problemer.
Fedt i gråvand
Slam i gråvand
Slamaflejringer i indløbsbuffertank
Slamaflejringer i genbrugsbuffertank
Uhensigtsmæssige tankvolumener
Manglende tømning af forklaringstank/septiktank
Manglende påfyldning af desinfektionsmiddel
Manglende tilsyn med gråvandsanlæg
Defekte niveauvipper i genbrugsbuffertank
Tilstopning af sandfilter
Defekt hydrofor
Defekt magnetventil
Defekt doseringspumpe
Driftsproblemer indløbspumpe
Driftsproblemer slampumpe

De ovennævnte punkter kan opsummeres i tre kategorier: Dårlig pasning/tilsyn med anlæg, defekte komponenter/enheder, uhensigtsmæssige forhold omkring slamaflejringer/opholdstider.

Udover problemer vedrørende defekte anlægskomponenter, er det specielt vigtigt at tilpasse anlægsudformningen, således der tages højde for forhold der kan lede til lugtgener og dårlige renseresultater. Endvidere bør pasnings og tilsynsniveauet minimeres, således funktionen af anlægget ikke er afhængig af, at tilsyn udføres hyppigt.

3.2 Rensemetoder

Overordnet kan rensningen af gråt spildevand inddeles i en fjernelse af organisk stof, næringsstoffer og suspenderet stof, samt en afsluttende desinfektion af vandet.

I tabel 5 er opstillet en række af de til rensning af gråt spildevand benyttede metoder. Det skal bemærkes, at de flest af metoderne normalt kombineres med andre rensetrin, afhængig af hvilket anvendelsesområde det rensede gråvand påtænkes benyttet til. Enkelte løsninger kan stå alene mens andre kun anvendes som for- eller efterbehandling.

De i tabel 5 beskrevne renseprincipper er beskrevet i afsnittene 3.2.1 – 3.2.10.

Tabel 5.
Rensemetoder til behandling af gråt spildevand.

Metode

Princip

Dykkede beluftede biofiltre

Biologisk/mekanisk rensning

Aktiv slam anlæg

Biologisk/mekanisk rensning

Sandfilteranlæg

Mekanisk/biologisk rensning

Kemisk fældning / sandfiltre

Mekanisk/kemisk/biologisk rensning

Biologiske sandfiltre i jord

Mekanisk/biologisk rensning

Rodzoneanlæg

Mekanisk/biologisk rensning

Jordbede, damme, laguner o.l.

Mekanisk/biologisk rensning

UV-behandling

Desinfektion

Ozon behandling

Desinfektion

Kemisk desinfektion

Desinfektion

Filtrering/Membranfiltrering

Mekanisk rensning/Desinfektion

3.2.1 Dykkede beluftede biofiltre

Der er etableret en lang række traditionelle spildevandsrenseanlæg efter dette koncept. Princippet har også fundet anvendelse ved rensning og genanvendelse af gråt spildevand. I Danmark er der etableret en del gråvandsrenseanlæg efter dette princip, både til genanvendelse af gråvand fra private boliger samt i industrien, bl.a. beskrevet i /2/ /3/ /4/.

3.2.2 Aktiv slam anlæg

Renseanlæg baseret på aktivslam princippet er i modsætning til traditionel spildevandsrensning, ikke særligt udbredt til genanvendelse af gråt spildevand, men har dog været anvendt /35/. Rensekonceptet i forbindelse med gråvandsanlæg kan sidestilles med de dykkede beluftede filtre

3.2.3 Sandfilteranlæg med/uden kemisk fældning

Der er etableret anlæg efter dette koncept, herunder et i Danmark /4/ /5/. Anlægstypen anvendes til genanvendelse af gråvand til toiletskyl, samt til vandingsformål. Aluminiumbaserede fældningsmidler eller lignende kan anvendes i forbindelse med renseprocessen. Anlægstypen kan anvendes til genanvendelse af gråvand til toiletskyl, og er praktiseret i Danmark, /5/.

3.2.4 Biologiske sandfiltre

Kendt princip til rensning af husspildevand. I Danmark anvendes metoden primært i forbindelse med spildevandsrensning i det åbne land /14/.

Der er i udlandet etableret en række gråvandsanlæg hvor dette koncept indgår, bl.a. /7/ /27/, dog er der ikke de store erfaringer fra Danmark. Anlægstypen anvendes primært i forbindelse med rensning af gråvand til vandingsformål, men kan også benyttes i forbindelse med rensning af gråvand til toiletskyl.

3.2.5 Rodzoneanlæg

Rodzoneanlæg og rodzoneprincippet er et, i udlandet, anvendt princip til rensning af gråvand, som oftest i forbindelse med andre rensemetoder /6/ /7/ /27/. Der foreligger ikke umiddelbart erfaringer fra Danmark. Anvendelsesområdet er primært i forbindelse med genanvendelse af gråvand bl.a. til vandingsformål /25/. I forbindelse med traditionel spildvandsrensning er princippet relativt udbredt ved mindre anlæg, også i Danmark /8/ /9/ /10/ /13/ /15/ /17/. Tidligere etablerede rodzoneanlæg i Danmark fungerer generelt bedst i sommerperioden, hvilket passer med campingpladsers generelle åbningsperiode.

3.2.6 Jordbede, damme, laguner o.l.

Generelt det mest udbredte princip til behandling af gråt spildevand, dog foreligger ikke de store erfaringer fra Danmark. Konceptet anvendes primært i forbindelse med genanvendelse af gråvand til vandingsformål, og er generelt baseret på "simple" jordbede med samme renseprincip som sandfilter- og rodzoneanlæg, evt. i kombination med åbne bassiner, bl.a. /6/ /7/ /25/ /29/ /32/ /35/.

3.2.7 UV-behandling

Det rensede gråvand belyses med en UV-lampe for drab af bakterier /2/. Metoden anvendes enten til behandling af forbrugsvandet umiddelbart før det anvendes, eller ved løbende recirkulering og UV-behandling af lagret gråvand.

3.2.8 Ozon behandling

Ozonbehandling anvendes til desinfektion via indblæsning af ozon i en reaktorbeholder. Ozonbehandling medfører også en reduktion i de traditionelle spildevandsparametre, fortrinsvis COD, BOD5 og NH4-N, samt en fjernelse af evt. misfarvning af genbrugsvandet. Ozonbehandling kan anvendes i kombination med en UV-behandling /21/.

3.2.9 Kemisk desinfektion

Kemisk behandling kan eksempelvis være en klorering, hydrogenperoxid dosering eller et lignende stærk iltende stof /20/.

Klorering er en almindelig benyttet metode i forbindelse med desinfektion, herunder ved drikkevandsbehandling i visse lande samt i svømmebade. Klor doseres normalt som klorgas eller som en vandig opløsning af hypoklorit. Kloreringen vil bevirke et overskud af frit klor i genbrugsvandet, herigennem sikres, at der ikke opstår eftervækst ved henstand af det rensede gråvand i cisterner mv.

3.2.10 Filtrering/membranfiltrering

Filtrering anvendes primært til frafiltrering af partikulært stof. Afhængig af princippet kan metoden anvendes til desinfektion via frafiltrering af bakterier og kim /37/. Filtrering anvendes ofte i kombination med en anden form for desinfektion, bl.a. som forbehandling i forbindelse med desinfektion med UV /2/.

Membranfiltrering er et kendt renseprincip og anvendes i dag i mange forskellige anlægstyper. Der er en række eksempler fra industriel genanvendelse /34/ men også erfaringer med gråt spildevand fra boliger /36/ /39/. De alligevel noget begrænsede erfaringer i forbindelse med rensning og genanvendelse af gråvand, skyldes formentlig de økonomiske udgifter forbundet ved etablering af anlægstypen.