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

Beplantede filteranlæg til rensning af spildevand i det åbne land

1. Indledning

Denne undersøgelse er iværksat med det overordnede formål at tilvejebringe det nødvendige datagrundlag for at udarbejde retningslinier for design af grønne renseanlæg for mindre udledere (<30 PE). Anlæggene skal kunne opfylde myndighedernes krav om rensning til en bestemt renseklasse (reduktion af BI₅, total-P og nitrifikation) i henhold til spildevands-bekendtgørelsen (jf. Tabel 1-1).

Tabel 1-1
Renseklasser efter spildevandsbekendtgørelsen. Stofreduktionskrav til forskellige renseklasser

1.2 Projektets baggrund

Da der ikke eksisterer tilfredsstillende dokumentation for grønne renseanlægs renseevne specielt m.h.t. reduktion af fosfor og nitrifikation, vil det kun i få tilfælde – med baggrund i de nuværende bestemmelser - være muligt for små udledere at få tilladelse til at etablere et grønt renseanlæg. Kommunerne kan påbyde den enkelte grundejer (<30 PE) at nedsive spildevandet eller alternativt at rense spildevandet til en bestemt renseklasse (jf. Tabel 1-1).

I henhold til Miljøstyrelsens vejledning for etablering af rodzoneanlæg op til 30 PE (Miljøstyrelsen, 1999a), vil rodzoneanlæg der bygges efter vejledningens forskrifter kun opfylde renseklasse ’O’ (krav om 90% reduktion af organisk stof), hvorimod nedsivningsanlæg opfylder alle renseklasser (Miljøstyrelsen, 1999b). Derfor må det forventes, at nedsivning vil blive den foretrukne renseløsning i det åbne land, såfremt nedsivning er mulig. Der er imidlertid områder i Danmark, hvor nedsivning ikke er mulig på grund af jordbundsforhold, grundvandsstand eller drikkevandsinteresser. Der kan evt. også være udledere, der ikke ønsker at nedsive, men vil foretrække en ’grøn’ renseløsning. På den baggrund er der behov for at få udviklet grønne renseanlæg, der vil kunne opfylde de krav kommunen måtte stille til rensegrad, og at få udarbejdet retningslinier for etablering af disse.

1.3 Typer af beplantede filteranlæg

I Danmark har grønne renseanlæg især været udformet som jordbaserede rodzoneanlæg. Disse har dog vist sig ikke at kunne honorere krav om næringssalt fjernelse og nitrifikation, og der er ofte problemer med overfladisk afstrømning (Brix, 1998). Derfor er der i de seneste år – både i Danmark og internationalt – udviklet nye design af plantebaserede anlæg med henblik på at forbedre effektiviteten og kapaciteten. Fælles for disse nye konstruktioner er, at der i stedet for jord anvendes filtergrus eller sand som vækstmedium.

Herved imødekommes problemerne med dårlig hydraulisk ledningsevne og deraf følgende overfladisk vandstrømning. Endvidere fokuseres på systemer med vertikalt flow og stødbelastning, hvorved tilførslen af ilt til mediet forbedres betydeligt. Se Kadlec & Knight (1996) og Vymazal et al. (1998a,b) for en oversigt over forskellige anlægstyper.

Nærværende projekt tager udgangspunkt i to typer af anlæg – beplantede filteranlæg med henholdsvis horisontalt og vertikalt flow – samt en kombination af disse. Erfaringer fra udlandet, men også fra Danmark, tyder på at disse anlægstyper er relativt simple at etablere og samtidig meget robuste i rensemæssig henseende, idet der kan opnås en vidtgående og stabil rensning både for organisk stof og næringssalte. Anlæggene vil således – hvis de opfylder forventningerne og etableres korrekt - være et realistisk alternativ til nedsivningsanlæg i det åbne land, både hvor nedsivning ikke er mulig, og hvor anlægsejeren af forskellige årsager ikke ønsker at nedsive spildevandet.

Der eksperimenteres hovedsageligt med tre forskellige løsninger:

1. ét-trins anlæg bestående af et bed med vertikalt flow
2. to-trins anlæg bestående af et bed med vertikalt flow efterfulgt af et bed med horisontalt flow
3. to-trins anlæg bestående af et bed med horisontalt flow efterfulgt af et bed med vertikalt flow.

Hver af disse løsninger er behæftet med specifikke fordele og ulemper, men fælles for systemerne er, at de endnu er utilstrækkelig dokumenteret.

1.4 Forsøgsanlæg

I Danmark blev der i efteråret 1996 etableret et to-trins beplantet filteranlæg i Ebeltoft kommune til behandling af spildevand fra et lille landsbysamfund (55 PE). Anlægget er dimensioneret af ENVICARE og opbygget af følgende komponenter:

1. En mekanisk forrensning i form af en trekammer bundfældningstank,
2. et beplantet bed opbygget af filtersand med horisontal vandstrømning, og til sidst
3. et beplantet bed med vertikalt flow.

De foreløbige driftsresultater fra anlægget i Bjødstrup-Landborup samt for tilsvarende anlæg i Polen, viser en effektiv reduktion af suspenderede stoffer og BI₅ (Ciupa, 1996). Derudover en effektiv fosfor-fjernelse (udløbs-koncentration <0.2 mg/l) og nitrifikation.

Anlægget i Bjødstrup-Landborup havde ved projektets gennemførelse en fuldt udviklet vegetation og blev anvendt som basis for gennemførsel af eksperimenter til belysning af effekten af arealbelastning, recirkulering, temperatur, mv., på renseeffekt og funktion. Formålet med undersøgelserne var at opnå bedre dimensioneringsregler baseret på funktion under danske forhold.

1.5 Udførte forsøg

Der er foretaget et litteraturstudium og taget kontakt til institutioner i Polen, Østrig og England, der arbejder med denne type renseanlæg, med henblik på at opdatere vores viden indenfor området.

Derefter er der iværksat en række forsøg i Bjødstrup-Landborup anlægget, med henblik på at få belyst uafklarede forhold vedrørende specielt funktionen af anlæg med vertikalt flow. Vertikale anlægs kapacitet og renseeffekt er blevet søgt klarlagt gennem undersøgelse af graden af nitrifikation i vertikale anlæg som funktion af arealbelastning, belastningsfrekvens og temperatur af renset – men ikke nitrificeret – spildevand.

Effekten af recirkulering på renseeffekt i to-trins anlægget, specielt reduktionen af total-N, er blevet undersøgt. Ved en recirkulering pumpes en delmængde af det nitrificerede nitratholdige afløbsvand tilbage til bundfældningstanken, hvor der er en organisk kulstofkilde til denitrifikationen. Ved recirkulering forventes, at der opnås både bedre reduktion af total-kvælstof, og en bedre reduktion af BI₅, idet der tilføres en elektron-akceptor (nitrat) til råspildevandet. Recirkulation vil dog også bevirke kortere opholdstid og dermed potentielt dårlige rensning, hvorfor den optimale recirkuleringsrate skal fastlægges eksperimentelt.

Endelig er forskellige typer af filtergrus og sandmaterialers fosforbindingsevne blevet undersøgt. Den effektive fosforfjernelse der ses i Bjødstrup-Landborup anlægget skyldes binding til grusmaterialet. Filtergrus med oprindelse i forskellige grusgrave fordelt over landet blev undersøgt ved laboratoriestudier med henblik på at fastlægge deres fosforbindingsevne. Fosforbindingskapaciteten blev estimeret, dels ved Langmuir-isoterm teknik, dels ved søjleforsøg, der simulerede forholdene i de grønne renseanlæg. Endvidere undersøgtes muligheden for at forbedre fosforrensningen i grønne anlæg ved tilsætning af forskellige jern- og kalcium-holdige stoffer.