|
Beplantede filteranlæg til rensning af spildevand i det åbne land Sammenfatning og konklusionerBaggrund og formålSpildevandet fra den spredte bebyggelse i det åbne land skal renses bedre for at mindske forureningen af vandløb og søer. Alle ejendomme på landet, der ikke ligger i kloakerede områder, skal i den nærmeste fremtid have forbedret deres spildevandsrensning. Den foretrukne renseløsning er nedsivning, men i mange områder er nedsivning ikke mulig på grund af dårlige jordbunds-forhold eller høj grundvandsstand. Derfor er der behov for at finde nye rensemetoder, der fungerer effektivt og stabilt. Projektets formål har været at fremskaffe ny viden om ’grønne’ renseanlæg som vil kunne anvendes i det åbne land. Grønne renseanlæg er kendetegnet ved at planter indgår som en vigtig bestanddel af anlæggene, og ved at anlæggenes ressourceforbrug, i form af elektricitet, er lav. Rodzoneanlæg er i henhold til denne definition et grønt renseanlæg, men rodzoneanlæg opfylder ikke de nye krav, der bliver stillet til rensegrad. Undersøgelsen har derfor fokuseret på en ny type af grønne renseanlæg, hvor spildevandet fordeles på overfladen af anlægget og siver ned til et dræn i bunden af anlægget. Denne anlægstype betegnes ’beplantede filteranlæg med vertikalt flow’ og er kendetegnet ved at rense mere effektivt end traditionelle rodzoneanlæg.
Principskitse af et beplantet filteranlæg med vertikalt flow. Anlægget opbygges i princippet som et biologisk sandfilter - blot er det ikke afdækket med jord, men i stedet beplantet med Tagrør. Der skal være en velfungerende bundfældningstank før anlægget. Anlæggene stødbelastes eller belastes skiftevis hvis der er flere bede. Planternes væsentligste funktion er at modvirke tilstopning af filteret samt at isolere overfladen mod frost om vinteren. I Østrig, Tyskland og England findes retningslinier for etablering af beplantede filteranlæg. Disse er blevet gennemgået sammen med anden relevant litteratur om anlægstypen. Derudover er der udført en serie forsøg i et vertikalt anlæg, der for 5 år siden blev etableret efter et rodzoneanlæg i Ebeltoft Kommune. Endelig er der udført en række laboratorieundersøgelser for at belyse forskellige filtermaterialers fosforbindingsevne. Både filtergrus fra forskellige danske grusgrave og forskellige ’kunstige’ materialer, der vil kunne anvendes i anlægget for at forbedre rensningen for fosfor, er blevet undersøgt. Projektet har vist at beplantede filteranlæg med vertikalt flow vil kunne opfylde alle renseklasser (dvs. 95% reduktion af BI5, 90% reduktion af total-fosfor, og 90% nitrifikation). Der er imidlertid endnu ikke tilstrækkelig viden om den nødvendige anlægsstørrelse, ligesom der mangler udviklingsarbejde med at forbedre rensningen for fosfor. Selv om der findes retningslinier for beplantede filteranlæg både i Østrig, Tyskland og England, indeholder de ikke tilstrækkelig information om hvorledes beplantede filteranlæg skal opbygges og belastes for at sikre en tilstrækkelig effektiv rensning. På baggrund af undersøgelserne er der dog opstillet nogle foreløbige retningslinier og anbefalinger, der bør følges såfremt man ønsker at etablere et grønt renseanlæg. De vigtigste anbefalinger er:
Der bør etableres et forsøgsanlæg med henblik på at undersøge de uafklarede forhold specielt omkring arealdimensionering og etablering af fosforfilter. Det vil også være ønskeligt at der etableres og moniteres et mindre antal husstandsanlæg.
beplantet filteranlæg med vertikalt flow i østrig. anlægget er beplantet med tagrør og er inddelt i to parallelle bede. planternes forskellige farve skyldes at de to bede har været belastet forskelligt (foto: h. brix) ProjektresultaterUdenlandske retningslinier for etablering af beplantede filteranlæg Ikke kun i Danmark forsøger man at etablere kriterier for design og drift af grønne renseanlæg. I Tyskland er der etableret retningslinier for dimensionering, konstruktion og drift af beplantede filteranlæg til behandling af spildevand fra små udledere (op til 50 PE) samt kommunalt spildevand op til 1000 PE. Retningslinierne er vejledende, men lokale myndigheder kan kræve at retningslinierne overholdes. Retningslinierne beskriver både anlæg med horisontalt flow (rodzoneanlæg) og anlæg med vertikalt flow. Retningslinierne beskriver kun anlæg der kan reducere organisk stof (kravværdier for BI5 < 40 mg/l; COD < 150 mg/l). I Østrig inkluderer retningslinierne anlæg med krav til nitrifikation (NH4-N < 10 mg/l), men ikke fosfor. Og de engelske retningslinier beskriver kun horisontale anlæg uden specifikation af forventet rensegrad. De udenlandske retningslinierne kan derfor ikke anvendes for danske anlæg, hvor der er krav til både nitrifikation og rensning for fosfor. Retningslinierne giver dog en række praktiske retningslinier for hvorledes anlæg mest hensigtsmæssigt skal opbygges. Feltundersøgelser Der er udført eksperimenter til belysning af graden af nitrifikation i vertikale anlæg som funktion af arealbelastning, belastningsfrekvens og temperatur af renset – men ikke nitrificeret – spildevand. Det viste sig imidlertid at anlægget i Ebeltoft kommune, der blev anvendt som basis for forsøgene, ikke var helt velegnet bl.a. på grund af for ringe filterdybde og en række problemer af belastnings- og anlægsteknisk art. Det var således ikke muligt at fastlægge sammenhængen mellem belastning og nitrifikationsgrad. De gennemførte undersøgelser tyder dog på at hyppige korte pulsbelastninger øger nitrifikationsgraden, og selv ved 2° C blev der registreret en betydelig nitrifikation (ca. 40%). Et pulsbelastet vertikalt filter kan således opretholde en vis nitrifikation selv ved meget lave temperaturer. Endvidere fandtes at recirkulering af nitrificeret afløbsvand tilbage til bundfældningstanken øger reduktionen af total-N i anlægget som følge af denitrifikation. Forskellige typer af sands fosforbindingsevne I beplantede filteranlæg fjernes fosfor især ved binding til sand- eller grusmaterialet i filteret. Undersøgelserne viser tydeligt, at der er stor forskel på forskellige typer af sands evne til at binde fosfor. De undersøgte sandmaterialer kommer fra forskellige danske grusgrave, men der kan ikke på baggrund af undersøgelserne drages nogen generel konklusion om fosforbindingskapaciteten baseret på geografisk placering af grusgravene i Danmark. Undersøgelserne viser at især indholdet af kalcium i filtersandet samt sandets tekstur har indflydelse på fosforbindingsevnen. Materialer med et højt indhold af kalcium binder mere fosfor end materialer med et lavt indhold. Og finkornede materialer binder mere fosfor end grovkornede materialer. Sands evne til at binde fosfor aftager efterhånden som sandet bliver mættet med fosfor og de forbindelser, der er ansvarlige for udfældningsprocesserne, bliver opbrugt. Et vigtigt spørgsmål er hvor længe en given sand i et beplantet filteranlæg vil kunne fjerne fosfor effektivt fra spildevandet. Undersøgelserne tyder på, at fosforbindingsevnen vil være opbrugt efter nogle få måneders drift for de dårligste materialer, hvorimod de bedste materialer vil have bindingskapacitet til flere års belastning. Når der skal vælges sand til anvendelse i et beplantet filteranlæg skal først og fremmest sandets tekstur være rigtig for bl.a. at sikre en god vandledningsevne og mindske risikoen for tilklogning. Såfremt der ønskes et medium, der giver en effektiv rensning for fosfor i det beplantede filteranlæg, skal filtersandet være så finkornet som muligt under hensyntagen til kravet om tilstrækkelig vandledningsevne. Endvidere bør sandets indhold af især kalcium være højt. Et højt indhold af kalcium vil befordre udfældning af fosfor i mediet som tungtopløselige kalciumfosfater. Forskellige ’kunstige’ materialers fosforbindingsevne Det kan være nødvendigt at indbygge et materiale med en stor fosfor-bindingsevne i et beplantet filteranlæg for på længere sigt at opretholde en vedvarende effektiv rensning for fosfor. Blandt de undersøgte kunstige materialer var de kalcium-holdige materialer (kalcit og marmor) mest effektive til at binde fosfor. Brændt moler kunne også binde fosfor effektivt, men krævede en lang opholdstid. LECA og vermikulit var ikke effektive til at binde fosfor. Især kalcit synes at være velegnet til at øge fosforbindingskapaciteten i beplantede filteranlæg. Kalcit kan enten blandes i filtermaterialet ved konstruktionen af anlægget, eller alternativt kan der etableres en separat filterenhed med kalcit til binding af fosfor. I så fald ville filterenheden kunne udskiftes med mellemrum når fosforbindings-kapaciteten er brugt op. 
Resultat af rysteforsøg med forskellige typer af sand (Sand fra grusgrav i Darup og Kvartssand) og forskellige kunstige materialer (granuleret kalcit, knust marmor, LECA, brændt moler og granuleret vermikulit). Kurverne viser mængden af fosfor (P) fjernet fra inkuberingsvæsken (bundet til materialerne) plottet mod ligevægtskoncentration i væsken efter 20 timers ekvilibrering. Andre kilder Der findes ingen let tilgængelig dansk-sproget litteratur om emnet. Men følgende engelsksprogede bøger kan varmt anbefales:
Bogen giver en meget grunding gennemgang af forskellige typer at kunstigt anlagte vådområder, og hvorledes de kan anvendes til spildevandsrensning. Bogen beskriver både renseprocesser for forskellige forurenende stoffer, anlægsopbygning og hvorledes nye anlæg dimensioneres.
Bogen indeholder et generelt kapitel, der gennemgår forskellige typer af beplantede renseanlæg og renseprocesserne i forskellige anlægstyper. Derudover indeholder bogen 15 kapitler, der hver beskriver erfaringerne med plantebaseret rensning i et europæisk land.
|
