| Indhold |
Økologisk byfornyelse og spildevandsrensning nr. 24, 2003
Fosforrensning ved filteranlæg
Indholdsfortegnelse
Denne rapport er et resultat af en praktisk afprøvning af 2 metoder til fjernelse af
fosfor i husholdningsspildevand, som behandles i biologiske filteranlæg.
Ved den ene metode afprøves et simpelt udstyr til dosering af fosforfældningsmiddel i
den bundfældningstank, som traditionelt er etableret til forrensning af spildevandet,
inden det ledes til det biologiske sandfilter.
Ved den anden metode afprøves et Natur-Ren® anlæg, hvor
mediet i det biologiske filter er Filtralite® type 2-4. Efterfølgende er der
etableret et lukket bassin, hvor der sker en kemisk fældning/binding af fosfor. Mediet i
det lukkede bassin er Filtralite-P®, der består af brændt knust ler tilsat
dolomitkalk og metalioner.
Projektet er gennemført i perioden september 2000 - september 2001 på 3 mindre
landejendomme, hvor 2 af ejerne stillede et nyetableret hhv. ældre biologisk sandfilter
til rådighed og den sidste etablerede et nyt Natur-Ren®
anlæg.
Afprøvningen er desuden sket med de pågældende kommunale myndigheders accept og
bevågenhed, idet der på ejendommene enten er eller forventes stillet krav om
videregående rensning af spildevand.
Projektet har været præget af mindre praktiske problemer i forbindelse med
lokalisering af egnede anlæg, etablering af udstyr og anlægsdele samt udtagning og
analyse af analyseprogrammets mange spildevandsprøver.
Projektet er udført i et samarbejde mellem Landsforeningen Danske Maskinstationer,
ingeniørfirmaet Carl Bro as, Kemira Miljø A/S og Bokn-Gruppen.
Projektet har gennem praktiske forsøg afprøvet 2 nye metoder til fjernelse af fosfor
i husholdningsspildevand fra husstande beliggende i landzone uden for offentlig
kloakopland.
Projektet er gennemført i perioden september 2000 - september 2001 på 3
landejendomme.
Formål
Det primære mål har været at undersøge, om de 2 rensemetoder kan sikre et
fosforindhold på under 1,5 mg Total-P/l i det rensede spildevand.
Som delmål har det været ønsket at tilvejebringe erfaringer med et simpelt
fældningsudstyr til montage i bundfældningstanke, og i den forbindelse drage erfaringer
med slamdannelse og tømningsfrekvens ved fældning af fosfor heri.
Det har endvidere været et delmål at drage erfaring med etablering, indkøring og
drift af et Natur-Ren® anlæg, hvor fosfor bindes i et dykket
filter, tilfyldt med det alternative filtermateriale Filtralite®, der består
af brændt knust ler, dolomitkalk og fosforbindende metalioner.
Foruden at undersøge dette filters fosforrenseevne er der indsamlet erfaringer med
rensemetodens påvirkning af pH i det rensede spildevand.
Endelig har det været et delmål at belyse hvilke anlægs- og driftsomkostninger, der
er knyttet til de 2 rensemetoder.
Afprøvning af et simpelt fældningsudstyr
Afprøvning af det simple udstyr til fældning af fosfor er sket over 12 måneder i en
nyetableret bundfældningstank med 3 kamre samt i en ældre 2-kammer bundfældningstank.
Spildevandsudløbet fra begge bundfældningstanke tilledes efterfølgende et sandfilter
ved pumpning hhv. gravitation.
Afprøvningen af fældningsudstyret i den nyetablerede bundfældningstank er
gennemført med mindre og uvæsentlige driftsforstyrrelser
Ved afprøvning i den ældre type bundfældningstank forekom der i hele
forsøgsperioden slamflugt i en sådan udstrækning, at det ikke var muligt at
tilvejebringe et sikkert grundlag for en vurdering af fosforfældningens reelle effekt.
Afløbskvalitet ved fældning af fosfor i nyetableret bundfældningstank.
I forsøgsperioden er der ved tilsætning af fældningsmiddel i den nyetablerede
bundfældningstank målt en afløbskvalitet i udløbet fra sandfilteret på gennemsnitlig
0,4 mg Total-P/l. Ingen af de målte værdier overskred 1,5 mg Total-P/l.
Der er endvidere konstateret en gennemsnitlig udløbkoncentration på 7,3 mg SS/l,
hvilket viser en god tilbageholdelse af suspenderet stof gennem anlægget.
Afløbskvaliteten for aluminium lå gennemsnitlig på 0,16 mg/l og dermed under
grænseværdien på 0,2 mg/l for aluminium i drikkevand. Der er således ikke påvist en
nævneværdig forøget udvaskning af det aluminiumholdige fældningsmiddel, der er tilsat
i indløbet til bundfældningstanken.
I forsøgsperioden er der konstateret en gennemsnitlig udløbkoncentration for total-N
på 30,8 mg/l. I slutningen af forsøgsperioden er der analyseret for og konstateret fuld
nitrifikation i det på det tidspunkt ca. 1 år gamle sandfilter.
Forsøgsanlægget har i forsøgsperioden gennemsnitlig været belastet med 0,12 m3
husholdningsspildevand pr. døgn svarende til 1 persons vandforbrug. Den hydrauliske
spildevandsbelastning har dermed været ca. 1/3 af, hvad der er normalt for en husstand.
Der er under forsøget og ved tømning af bundfældningstankens slamvolumen ikke
konstateret problemer med slamtilbageholdelse hhv. observeret en forøget flyde- eller
bundslammængde.
Afløbskvalitet ved fældning af fosfor i ældre bundfældningstank.
I forsøgsperioden er der ved tilsætning af fældningsmiddel til den ældre
bundfældningstank målt en afløbskvalitet i dennes udløb i intervallet 2,3 30 mg
Total-P/l med et gennemsnit på 8,2 mg Total-P/l.
Det har dermed ikke været muligt at reducere fosforindholdet til 1,5 mg Total-P/l
eller derunder. Der er dog i perioder målt koncentrationer af Ortho-P på under 1,5 mg/l,
hvilket indikerer, at fosfor i disse perioder er fældet effektivt.
Der er i udløbet fra bundfældningstanken konstateret, en gennemsnitlig
udløbkoncentration på 179 mg SS/l hvilket indikerer en udvaskning af suspenderet stof
(slamflugt).
Dette understøttes af, at afløbskvaliteten for aluminium er målt i intervallet 2,4
7 mg/l og dermed over grænseværdien på 0,2 mg/l for aluminium i drikkevand.
På baggrund af ovennævnte resultater er det konkluderet, at den ældre
bundfældningstank ikke har en hensigtsmæssig fysisk udformning for opnåelse af en
effektiv slamtilbageholdelse og fosforfældning.
På grund af tankens stor vanddybde i tankens 1. kammer er der ikke opnået en optimal
opblanding af det tilsatte fældningsmiddel. Endvidere har et for lille volumen i tankens
2. kammer ikke kunnet sikre en tilstrækkelig tilbageholdelse af suspenderet stof, hvilket
har givet anledning til slamflugt og udvaskning af fældningsmiddel.
Forsøgsanlægget har i forsøgsperioden gennemsnitlig været belastet med 0,4 m3
husholdningsspildevand pr. døgn svarende til 3 personers vandforbrug. Den hydrauliske
spildevandsbelastning svarer dermed til, hvad der er normalt for en husstand.
Der er ved tømning af bundfældningstanken ikke observeret en forøget flyde- eller
bundslammængde.
Afprøvning af et Natur-Ren® anlægget
Fosforrensning i et Natur-Ren® anlæg er afprøvet i et
nyetableret anlæg, udformet efter producentens forskrifter.
Anlæggets principielle udformning svarer til et biologisk sandfilteranlæg dog med den
forskel, at størstedelen af filteret er dykket (vandfyldt) og tilfyldt med Filtralite®
(nedknust brændt ler) i stedet for med filtersand. Herved skabes et anaerobt (iltfrit)
miljø i et vandmættet filtermedie.
En mindre del af filteret er etableret oven over det "dykkede filter" og
ventileres via en kuppelbrønd (dome), så der her skabes et aerobt (iltrigt) miljø i et
fugtigt filtermedie.
I filterets anaerobe zone strømmer spildevandet horisontalt gennem det dykkede filter,
der er tilfyldt med Filtralite-P® (nedknust brændt ler med et stort indhold
af metalioner og iblandet dolomitkalk), hvorved spildevandets fosforindhold enten bindes
eller udfældes i denne del af filteret.
Ved afprøvningen er der konstateret udvaskning af finkornet filtermateriale (filler)
og dolomitkalk, som har aflejret sig i ledningssystemet nedstrøms for filteret.
Udvaskningen har medført mindre gener for prøveudtagningen samt behov for renspuling af
en del af ledningssystemet.
Afløbskvalitet ved Natur-Ren® anlægget
Afløbskvaliteten for Total-P samt Ortho-P viser, at Natur-Ren®
anlægget har kunnet reducere fosforindholdet i spildevandsafløbet til gennemsnitlig 0,1
mg Total P/l. Ingen af de målte værdier overskred 1,5 mg Total-P/l.
Anlægget har i forsøgsperioden gennemsnitlig været belastet med 0,29 m3
husholdningsspildevand pr. døgn svarende til 2¼ personers vandforbrug.
Afløbskvaliteten for suspenderet stof har i den første halvdel af forsøgsperioden
ligget i intervallet 19 500 mg/l, præget af udvaskning af svingende mængder af
finkornet filtermateriale (filler) og dolomitkalk. I den sidste halvdel er der målt mere
stabile koncentrationer i intervallet 3-28 mg/l, hvilket viser, at udvaskningen er
stagneret.
I forsøgsperioden er der konstateret en gennemsnitlig udløbkoncentration for total-N
på 42,6 mg/l. Den høje værdi er et resultat af, at der midt i forsøgsperioden skete en
blokering af filterets afløb med efterfølgende vandspejlsrejsning i filterets aerobe
del. Herved blev den begyndende nitrifikationen i filteret skadet. Ved forsøgsperiodens
udløb viser analyseresultater imidlertid tegn på, at der er genskabt en virkningsfuld
nitrifikation.
Natur- Ren® anlægget har medført en drastisk stigning i
det rensede spildevands alkalinitet samt i pH, der stiger fra ca. 7 til ca. 13. Stigningen
tilskrives filtermaterialets indhold af dolomitkalk.
Anlægs- og driftsomkostninger.
Anlægsudgifterne til et nyt biologisk sandfilter med pumpesystem og
fosforfældningsudstyr til renseklasse SOP andrager ca. 45.000 kr. inkl. moms men ekskl.
udgifter til bundfældningstank.
Af anlægsudgifterne udgør udgifterne til fosforfældningsudstyret ca. 13.000 kr.
inkl. moms.
De løbende driftsomkostninger ved anvendelse af fosforfældningsudstyret omfatter
elforbrug og forbrug af fældningsmiddel, hvilket andrager en årlig udgift på ca. 150
kr. hhv. ca. 350 kr. inkl. moms.
De samlede anlægsudgifter til et komplet Natur-Ren®
anlæg til renseklasse SOP beløber sig til ca. 61.000 kr. inkl. moms, men ekskl.
bundfældningstank.
Ved etablering af et Natur-Ren® anlæg vil der ikke være
driftsudgifter.
De 2 anlægstypers levetid skønnes at være 20 år, inden det vil være nødvendig at
udskifte filtermaterialet
Afskrives anlæggenes anlægsinvestering over levetiden og indregnes løbende drift- og
vedligeholdelsesudgifter, er de årlige gennemsnitsomkostninger på ca. 5.500 kr. inkl.
moms for begge rensemetoder.
Konklusion og anbefalinger.
Ved en praktiske afprøvning af et simpelt fældningsudstyr i en ny bundfældningstank
etableret foran et nyetableret biologisk sandfilteranlæg, er der målt en afløbskvalitet
i udløbet fra sandfilteret på gennemsnitlig 0,4 mg Total-P/l. Ingen af de målte
værdier overskred 1,5 mg Total-P/l.
Ved afprøvning af et nyetableret Natur-Ren® anlæg har
det været mulig, at reducere fosforindholdet i spildevandsafløbet fra anlægget til
gennemsnitlig 0,1 mg Total P/l. Ingen af de målte værdier overskred 1,5 mg Total-P/l.
Afprøvningen er gennemført på 3 filteranlæg, og giver dermed ikke statistisk
sikkerhed for rensemetodernes generelle effektivitet og driftsstabilitet under varierende
hydrauliske eller stofmæssige belastningsforhold.
Da renseresultaterne imidlertid ligger betydelig under det tilsigtede niveau på 1,5 mg
Total-P/l er der belæg for at antage, at rensemetoderne også kan sænke fosforindholdet
under dette niveau i situationer, hvor spildevandsbelastningen hydraulisk og
næringsstofmæssigt er større.
Afprøvning af fældningsudstyret har givet følgende erfaringer:
 | bundfældningstankens udformning, volumen og gennemstrømningsforhold er væsentlig for
opnåelse af en effektivitet fosforfældning samt tilbageholdelse af suspenderet stof, og
bør som minimum opfylde krav som formuleret i Miljøstyrelsens vejledning nr. 3
"Biologiske sandfiltre op til 30 PE", |
 | opblanding af fældningsmidlet i bundfældningstankens klaringszone har afgørende
betydning for fældningens effektivitet, |
 | det simple fældningsudstyr har forestået en driftsikker dosering og opblanding af
fældningsmidlet, |
 | fosforrensningen er effektiv kort tid efter igangsætning af fosforfældningen, |
 | der er konstateret buffervirkning ved fosforfældning i bundfældningstanken på et
biologiske sandfilteranlæg, idet kortvarig stop i dosering af fældningsmiddel ikke
medførte en markant stigning i fosforindholdet i udløbet fra anlægget i flere dage
efter doseringsstoppet. |
I forbindelse med fosforfældning i bundfældningstankene er der ved slamtømning ikke
observeret en markant øget bundslammængde. Forsøget har dermed ikke med sikkerhed
kunnet eftervise, om fældning af fosfor giver anledning til en øget slammængde.
Ved en praktiske afprøvning af et Natur-Ren® anlæg er
der med hensyn til etablering, indkøring og 1. års drift opnået følgende erfaringer:
 | anlægget kan etableres af en autoriseret kloakmester på baggrund af producentens
anvisninger, |
 | udvaskning af finkornet filtermateriale (filler) og dolomitkalk er betydelig i de
første 12 måneder efter idriftsættelsen. Dette kan resultere i generende aflejringer i
det nedstrømliggende afløbssystem, såfremt der ikke etableres en brønd med
sand-/slamfang på filterets afløb, |
 | fosforrensningen er effektiv kort tid efter, at anlægget er taget i brug, |
 | spildevandet afledes med en pH værdi på ca. 13. |
De 2 anlægstypers anlægsudgifterne ekskl. bundfældningstank er ved forsøget
beregnet til følgende:
 | biologisk sandfilter med pumpesystem og fosforfældningsudstyr 45.000 kr. inkl.
moms. Heraf andrager fosforfældningsudstyret 13.000 kr. inkl. moms, |
 | Natur-Ren® anlæg 61.000 kr. inkl. moms. |
Såfremt de 2 anlægstypers anlægsinvestering afskrives over en 20 årig periode,
svarende til filtermaterialernes levetid, og der medregnes drift- og
vedligeholdelsesudgifter, andrager de årlige gennemsnitsudgifter ca. 5.500 kr. inkl. moms
for begge rensemetoder.
By means of practical tests the project checked two new methods for removal of
phosphorus in household wastewater from households situated in a rural zone outside the
public sewage catchment area.
The project was realised in the period from September 2000 to September 2001 at three
farms.
Purpose
The primary objective was to test whether a phosphorus content of less than 1.5 mg
Total-P/l in the treated wastewater can be secured by the two treatment methods.
A sub-objective was to gain experience with simple precipitation equipment to be
mounted in settling tanks, including experience with sludge formation and discharge
frequency, precipitating phosphorus in these tanks.
Besides, a sub-objective was to gain experience with the establishment, running-in and
operation of a Natur-Ren® plant where phosphorus is
precipitated in a submerged filter filled with the alternative filtering material
Filtraliteâ consisting of crushed burnt clay, dolomite lime
and phosphorus-connecting metal ions.
Apart from testing the phosphorus treatment capacity of the filter experiences were
gained with the effect of the treatment method on the pH value in the treated wastewater.
Finally, it was a sub-objective to elucidate the capital and operational costs involved
in the two treatment methods.
Testing of Simple Precipitation Equipment
Testing of the simple equipment for precipitation of phosphorus was carried out in the
course of twelve months in a new-established settling tank equipped with three chambers
and in an older settling tank with 2 chambers. By means of pumping and gravitation the
wastewater outlets from both settling tanks were subsequently led to a sand filter.
The testing of the precipitation equipment in the new-established settling tank was
carried out with only minor and unessential operational irregularities.
Testing the older type of settling tank large quantities of bulking sludge was
registered throughout the duration of the test with the result that it was impossible to
obtain a reliable basis for assessment of the actual effect of the phosphorus
precipitation.
Outlet Quality Precipitating Phosphorus in a New-Established Settling Tank
By adding a precipitant in the new-established settling tank an average outlet quality
of 0.4 mg Total-P/l was measured in the outlet from the sand filter in the test period.
None of the registered values exceeded 1.5 mg Total-P/l.
Besides, an average outlet concentration of 7.3 mg SS/l was registered indicating good
retention of suspended solids through the plant.
The outlet quality of aluminium was 0.16 mg/l on average and, thus, below the limit
value of 0.2 mg/l for aluminium in drinking water. Consequently, no appreciably increased
washing out of the aluminous precipitant added in the inlet to the settling tank was
demonstrated.
In the test period an average outlet concentration of 30.8 mg/l for Total-N was
demonstrated. At the end of the test period analyses for nitrification were carried out
and complete nitrification was demonstrated in the sand filter, which at that time was
approx. 1 year old.
In the test period the pilot plant was loaded with an average of 0.12 m3 of
household wastewater per day corresponding to the water consumption of one person.
Consequently, the hydraulic wastewater load was approx. 1/3 of the
normal load for a household.
During the test and when emptying the sludge volume of the settling tanks no problems
with sludge retention were registered. Besides, the volume of floating sludge and bottom
sludge was not increased.
Outlet Quality Precipitating Phosphorus in the Older Settling Tank
By adding a precipitant to the older settling tank an outlet quality in the range from
2.3 to 30 mg Total-P/l - with an average of 8.2 mg Total-P/l - was measured in its outlet.
Thus, it was not possible to reduce the phosphorus content to 1.5 mg Total-P/l or below
this value. However, in certain periods Ortho-P concentrations of less than 1.5 mg/l were
measured indicating that in these periods the phosphorus was precipitated efficiently.
In the outlet from the settling tank an average outlet concentration of 179 mg SS/l was
registered indicating washing out of suspended solids (bulking sludge).
This is supported by the fact that the outlet quality for aluminium was measured in the
range from 2.4 to 7 mg/l and, thus, above the limit value of 0.2 mg/l for aluminium in
drinking water.
Based on the above results it was concluded that the design of the older settling tank
was inappropriate for efficient sludge retention and phosphorus precipitation.
Due to the large water depth in the first chamber of the tank optimum mixing of the
added precipitant was not achieved. Furthermore, due to the too small volume of the second
chamber of the tank sufficient retention of suspended solids could not be secured
resulting in bulking sludge and washing out of the precipitant.
In the test period the pilot plant was loaded with an average of 0.4 m3 of
household wastewater per day corresponding to the water consumption of three persons.
Consequently, the hydraulic wastewater load corresponds to the normal load for a
household.
Emptying the settling tanks, an increased volume of floating sludge and bottom sludge
could not be observed.
Testing of a Natur-Ren® Plant
Phosphorus treatment in a Natur-Ren® plant was tested in a
new-established plant designed according to the manufacturers instructions.
The fundamental design of the plant corresponds to a biological sand filter plant,
though with the difference that the main part of the filter is submerged (filled with
water) and filled with Filtraliteâ (crushed burnt clay with a
large content of metal ions and incorporated dolomite lime) whereby the phosphorus content
of the wastewater is either bonded or precipitated in this part of the filter.
Outlet Quality Using a Natur-Ren® Plant
The outlet qualities for Total-P and Ortho-P showed that by using the Natur-Ren®
plant it was possible to reduce the phosphorus content in the wastewater outlet to an
average of 0.1 mg Total-P/l. None of the registered values exceeded 1.5 mg Total-P/l.
In the test period the plant was loaded with an average of 0.29 m3 of
household wastewater per day corresponding to the water consumption of 21/4
persons.
During the first part of the test period the outlet quality for suspended solids was
placed in the range of 19-500 mg/l characterized by washing out of varying quantities of
fine-grained filtering material (filler) and dolomite lime. During the last half of the
test period more stable concentrations were measured in the range of 3-28 mg/l
demonstrating that the washing out was stagnated.
In the test period an average outlet concentration of 42.6 mg/l for Total-N was
demonstrated. The reason for the high value was that in the middle of the test period the
outlet of the filter blocked resulting in a rise of the water level in the aerobic part of
the filter. This damaged the incipient nitrification in the filter. However, at the end of
the test period the test results showed signs of regeneration of an effective
nitrification.
The Natur-Ren® plant drastically increased the alkalinity
of the treated wastewater and the pH, which rose from approx. 7 to approx. 13. The
increase was attributable to the dolomite lime content of the filtering material.
Capital and Operational Costs
The capital costs of a new biological sand filter, including a pumping system and
phosphorus precipitation equipment corresponding to treatment class SOP (abbreviation for
"Tightened requirement for reduction of organic matter and nitrification, including
reduction of phosphorus" according to guidance No. 4 on "Type Approval Scheme
for Small Wastewater Treatment Plants" issued by the Danish Environmental Protection
Agency in 1999), amount to approx. DKK 45,000, incl. VAT (25%) - though exclusive of the
costs relating to the settling tank.
The costs of the phosphorus precipitation equipment amount to approx. DKK 13,000
(construction costs), incl. VAT.
Using the phosphorus precipitation equipment, the current operational costs include
electricity consumption and consumption of precipitants; i.e. the yearly costs amount to
approx. DKK 150 for electricity and to DKK 350 for precipitants - both incl. VAT.
The total capital costs for a complete Natur-Ren® plant
corresponding to treatment class SOP (see abbreviation above) amount to approx. DKK
61,000, incl. VAT but exclusive of the settling tank.
The establishment of a Natur-Ren® plant will not involve
operational costs.
The service lives of the two types of plants are estimated at 20 years before the
filtering material will have to be replaced.
Provided that the capital investments relating to the plants are depreciated in the
course of their service lives and that the operational and maintenance costs are currently
included, the yearly average costs for both treatment methods will amount to approx. DKK
5,500, incl. VAT.
Conclusion and Recommendations
Testing in practice the simple precipitation equipment in a new settling tank mounted
in front of a new-established biological sand filter plant, an average outlet quality of
0.4 mg Total-P/l was measured in the outlet from the sand filter. None of the registered
values exceeded 1.5 mg Total-P/l.
Testing the new-established Natur-Ren® plant, it was
possible to reduce the phosphorus content in the wastewater outlet from the plant to an
average of 0.1 mg Total-P/l. None of the registered values exceeded 1.5 mg Total-P/l.
The test included three filter plants which gives no statistical security for the
general efficiency and reliability of the treatment methods under varying hydraulic and
substance load conditions.
However, as the treatment results are considerably below the intended level of 1.5 mg
Total-P/l, it may rightly be assumed that the treatment methods can lower the phosphorus
content below this level in situations when the hydraulic load and the substance load of
the wastewater are higher.
Testing the precipitation equipment, the following experiences were gained:
 | The design, volume and flow conditions of the settling tank are essential for efficient
phosphorus precipitation and retention of suspended solids and should as a minimum meet
the requirements of guidance No. 3 on "Biological Sand Filters up to 30 PE "
issued by the Danish Environmental Protection Agency. |
 | The mixing of the precipitant in the clearing zone of the settling tank is decisive for
the efficiency of the precipitation. |
 | The simple precipitation equipment has performed a reliable dosing and mixing of the
precipitant. |
 | The phosphorus treatment is efficient shortly after the start-up of the phosphorus
precipitation. |
 | Precipitating phosphorus in the settling tank of a biological sand filter plant,
buffering was registered as a short-time dosing stop of the precipitant did not result in
a distinctive increase of the phosphorus content in the outlet from the plant for several
days after the dosing stop. |
Emptying the settling tanks of sludge, a distinctively increased bottom sludge quantity
could not be observed. Consequently, the test could not with certainty document whether
precipitation of phosphorus causes an increased sludge quantity.
The following experiences with respect to establishment, running-in and 1 year of
operation were gained during the practical testing of the Natur-Ren®
plant:
 | An authorised sewer contractor can establish the plant on the basis of the
manufacturers instructions. |
 | The washing out of fine-grained filtering material (filler) and dolomite lime is
considerable during the first twelve months after commissioning. This may result in
inconvenient deposits in the downstream sewer system if the establishment of a well with a
sand / silt trap at the outlet of the filter is omitted. |
 | The phosphorus treatment is efficient shortly after the plant has been put into
operation. |
 | The wastewater is discharged with a pH value of approx. 13. |
The capital costs related to the two types of plants - excl. the settling tank - were
estimated as follows:
 | Biological sand filter, including a pumping system and phosphorus precipitation
equipment - DKK 45,000, incl. VAT; of this the phosphorus precipitation equipment amounts
to DKK 13,000, incl. VAT. |
 | Natur-Ren® plant - DKK 61,000, incl. VAT. |
Provided that the capital investments relating to the plants are depreciated in a
20-year period - corresponding to service lives of the filtering materials - and that the
operational and maintenance costs are included, the yearly average costs for both
treatment methods will amount to approx. DKK 5,500, incl. VAT.
Biologiske sandfiltre er én af de lavteknologiske rensemetoder, der traditionelt
benyttes til rensning af spildevand fra spredt bebyggelse i det åbne land.
I følge "Vejledning fra Miljøstyrelsen nr. 3/1999 Biologiske sandfiltre
op til 30 PE" opfylder biologiske sandfiltre renseklasse O (reduktion af organisk
stof) og SO (skærpet krav til reduktion af organisk stof samt nitrifikation), men ikke
renseklasse OP og SOP, der stilles krav til reduktion for fosfor (P).
Ved søoplande stiller recipientmyndigheden ofte krav om spildevandsrensning til
renseklasse SOP (skærpet krav til reduktion af organisk stof og fosfor samt
nitrifikation) herunder krav om reduktion af fosfor til et niveau på 1,5 mg/l eller
mindre.
Da biologiske sandfiltre ikke renser tilstrækkeligt for fosfor, kan denne
lavteknologiske rensemetode ikke umiddelbart anvendes på disse lokaliteter. Kan
biologiske sandfiltre imidlertid suppleres med udstyr for fjernelse eller tilbageholdelse
af fosfor, bliver denne lavteknologiske rensemetode pludselig attraktiv for et meget stort
antal landejendomme.
Fosforfjernelse kan med kendte og traditionelle teknikker udføres ved fældning under
anvendelse af et fældningsmiddel eller ved tilbageholdelse gennem adsorption (kemisk
binding) i et filtermedie, som indeholder sådanne kemiske egenskaber.
Med hensyn til fældning har Miljøstyrelsen i arbejdsrapport nr. 41 fra 1992
udarbejdet et skitseprojekt for fældning af fosfor i septiktanke ved dosering af flydende
fældningsmiddel. Skitseprojekt har været udgangspunkt for det praktiske forsøg, som
beskrives i denne rapport. I den forbindelse er der udviklet et simpelt udstyr for
tilsætning og opblanding af flydende fældningsmiddel i bundfældningstanken på 2
forskellige landejendomme, hvor spildevandet efterfølgende renses i et biologisk
sandfilter.
Den under forsøget benyttede fældningsmetode, doseringsudstyr, og den praktiske
udførelse er udviklet i samarbejde med Kemira Miljø A/S.
Med hensyn til adsorption af fosfor er der i Norge i 1990 udviklet en metode, som har
været afprøvet af Jordforsk - Senter for jordfaglig miljøforskning. Metoden har givet
baggrund for udvikling af det såkaldte Natur-Ren® anlæg,
der i sin opbygning og størrelse ligner et biologisk sandfilteranlæg, men i stedet for
sand benyttes Filtralite®, som er brændt og knust ler tilsat fosforbindende
metalioner og dolomitkalk.
Natur-Ren® anlæg er kendetegnet ved, at en stor del af
filtervoluminet er etableret som et dykket (vandfyldt/anaerobt) filter.
Projektet afprøver under danske forhold et Natur-Ren®
anlæg med Filtralite® etableret efter de norske retningslinier. I den
forbindelse har den danske importør af Filtralite® produktet, Bokn-Gruppen,
medvirket ved dimensionering og anvisninger for etableringen af forsøgsanlægget.
Det har været projektets overordnede mål i forbindelse med biologiske filtre at
afprøve fældning og tilbageholdelse af fosfor med nyere fældningsmidler henholdsvis det
alternative filtermedie Filtralite®.
Målet var under praktiske forhold at eftervise, hvor meget fosforindholdet i
husholdningsspildevand derved kan reduceres, og om en reduktion til under 1,5 mg fosfor/l
i afløbet var realistisk.
Som delmål har det endvidere været ønsket:
 | at tilvejebringe erfaringer med et simpelt fældningsudstyr monteret i en 3-kammer
bundfældningstank af nyere type såvel som i en 2-kammer bundfældningstank af ældre
type, |
 | at drage erfaringer med slamdannelsen og dermed bundfældningstankens tømningsinterval
ved fældning af fosfor heri, |
 | at etablere et Natur-Ren® anlæg og drage praktiske
erfaringer med dets etablering, indkøring og drift, |
 | at belyse de økonomiske forhold med hensyn til anlægs- og driftsomkostninger ved de 2
metoder. |
Undersøgelsesprogrammet er koncentreret om en praktisk afprøvning af de 2 metoder til
fjernelse af fosfor under danske forhold. Der er i den forbindelse taget udgangspunkt i
tilgængelige myndighedsforskrifter, resultater og anbefalinger fra tidligere
undersøgelser udført af Miljøstyrelsen samt praktisk viden og erfaring, som de i
projektet deltagende parter har været i besiddelse af.
Det blev tilstræbt at finde 2 egnede landejendomme med biologiske sandfiltre i drift
samt en landejendom, hvor det var muligt at etablere et Natur-Ren®
anlæg.
Følgende kriterier blev lagt til grund for udvælgelse af de biologiske
sandfilteranlæg:
 | anlægget skulle være etableret på en landejendom, og modtage separatkloakeret
spildevand fra én gennemsnitlig husstand (2 voksne og 2 børn) |
 | der skulle forefindes en bundfældningstank, som overholdt gældende myndighedskrav til
rumfang og indretning |
 | ejendommens vandforbrug til husholdning inkl. tøjvask skulle kunne måles løbende på
et vandur. |
 | anlægget skulle så vidt mulig være opbygget i overensstemmelse med Miljøstyrelsens
vejledning nr. 3, 1999 |
Det viste sig mod forventning svært at finde anlæg, som kunne opfylde alle
ovennævnte kriterier. Det blev derfor besluttet at foretage afprøvningen på en ejendom
med et ældre biologisk sandfilter i drift og på en ejendom med et helt nyetableret
biologisk sandfilter med tilhørende ny bundfældningstank.
Med hensyn til etablering af et Natur-Ren® anlæg blev de
3 første af ovennævnte kriterier anvendt.
Det udvalgte anlæg er etableret i september 2000 i forbindelse med en total fornyelse
af afløbssystemet på en nedlagt landbrugsejendom. Anlægget tilledes kun spildevand fra
ejendommens husholdning, idet regn- og drænvand afledes via et separat rørsystem.
Anlæggets principielle udformning er illustreret på Figur 1.
Figur 1:
Nyt biologisk sandfilter med pumpesystem
Det rensede spildevand udledes i en mindre sø på ejendommen, hvorfra det nedsiver til
undergrunden eller afledes til en drænledning, såfremt vandspejlet stiger til et
maksimalt niveau.
Spildevandet tilledes indledningsvis en præfabrikeret 3-kammer bundfældningstank af
glasfiberarmeret polyester med 2 m3 volumen, hvor flydende og bundfældelig
indhold tilbageholdes. Midt i bundfældningstanken er der placeret et pumpekammer med en
dykpumpe, hvormed spildevandet periodisk oppumpes (stødbelastning) på det biologiske
sandfilter.
Før bundfældningstanken er der etableret en inspektionsbrønd med mulighed for
udtagning af vandprøver. Det er endvidere muligt at udtage vandprøver i pumpebrønden
samt på afløbsledningen fra det biologiske sandfilter. Hermed er det muligt at
fastlægge renseeffekten i bundfældningstanken såvel som i det biologiske filter.
Det biologiske sandfilteret er opbygget efter de retningslinierne, som er udstukket for
anlæg til 0-5 personer jf. Miljøstyrelsens vejledning nr. 3, 1999, "Biologiske
sandfiltre op til 30 PE".
Som sikkerhed mod ind- og udsivning er der om sandfilteret etableret en 0,5 mm LDPE
membran med geotekstil som ud- og indvendig beskyttelse mod perforering.
Der er anvendt vaskede nøddesten som drænlag i bunden af anlægget adskilt fra
filtersandet med et tyndt geotekstil.
Som filtersand er der anvendt et grusmateriale med 2-4 mm kornstørrelse, et
uensformighedstal U=2,2 og en kornkurve i øvrigt som foreskrevet i vejledningen.
Over filtersandet er der udlagt et fordelerlag af vaskede nøddesten, hvori de 2
trykfordelingsrør er placeret. Der er udlagt geotekstil over fordelerlaget inden muldjord
er udlagt som frostsikring af filteret.
Det udvalgte anlæg er anlagt i 1991 i forbindelse med fornyelse af afløbssystemet
på en landejendom. Anlægget tilledes kun spildevand fra ejendommens husholdning, idet
regn- og drænvand afledes via et separat rørsystem.
Anlæggets principielle udformning er illustreret på Figur 2.
Figur 2:
Ældre biologisk sandfilter med gravitation
Spildevandet tilledes indledningsvis en 2-kammer bundfældningstank opbygget af ø1250
mm betonbrøndgods, hvor andetkammeret er en brøndindsats af 315 mm korrugeret PVC rør.
En konstruktion, som var udbredt på etableringstidspunktet, før præfabrikerede
bundfældningstanke vandt indpas.
Bundfældningstankens 1. og 2. kammer har et volumen på 2,39 m3 hhv. 0,15 m3
svarende til en volumenfordeling på 94% mod 6%.
Spildevand fra bundfældningstanken tilledes det biologiske sandfilter ved gravitation
via en fordelerbrønd og 2 fordelingsrør. Fordelerbrønd, -rør og sandfilter er udført
efter de forskrifter og myndighedskrav, som var gældende på udførelsestidspunktet.
Der er ikke etableret membran omkring sandfilteret, hvorved hovedparten af det
tilførte spildevand nedsiver fra sandfilteret. Der er dog etableret et drænafløb i
bunden af sandfilteret. Drænafløbet er tilsluttet et eksisterende markdræn, og virker
således som en sikring mod opstuvning i det biologiske sandfilter.
Med ovennævnte anlægsudformning er det på anlægget kun muligt at udtage prøver fra
spildevandsudløbet fra bundfældningstanken. Renseeffekten i sandfilteret og en eventuel
restfældning af fosfor her har det således ikke været mulig at undersøge i forbindelse
med forsøget.
Det udvalgte anlæg er anlagt i august 2000 i forbindelse med fornyelse af
afløbssystemet fra beboelsen på et nedlagt gartneri. Anlægget tilledes kun spildevand
fra ejendommens husholdning, idet regn- og drænvand afledes via et separat rørsystem.
Anlæggets principielle udformning er illustreret på Figur 3. Størstedelen af
filteret er dykket (vandfyldt) og tilfyldt med Filtralite® materiale. Herved
skabes et anaerobt (iltfrit) miljø i et vandmættet medie.
En mindre del af filteret er etableret oven over det "dykkede filter" og
ventileres via en kuppelbrønd (dome), så der her skabes et aerobt (iltrigt) miljø i et
fugtigt medie.
Omkring filteret er der svøbt en tæt plastmembran, så udsivning af spildevand ikke
forekommer.
I filteret anvendes følgende typer Filtralite®:
 | Ca. 3 m3 Filtralite® type 2-4 anvendes i filterets aerobe del, og
består af brændte runde lerkorn med 24 mm´s diameter og en rumvægt på
300400 kg/m3. |
 | Ca. 25 m3 Filtralite-P® type 0-4 anvendes i filterets anaerobe
del. Materialet består af brændt og nedknust ler med 1-4 mm.´s diameter og en rumvægt
på ca. 600 kg/m3, tilsat fosforbindende metalioner og dolomitkalk. |
Det forrensede spildevand fra bundfældningstanken pumpes over på filteranlægget,
hvor en sprededyse placeret i kuppelbrønden fordeler spildevandet ensartet over den
aerobe del af filterarealet.
Figur 3:
Natur-Ren® anlæg
Tilførslen af forrenset spildevand sker med intervaller, styret af en niveauføler og
pumpeautomatik i pumpebrønden. Belastningsfrekvensen afhænger af aktiviteten i
husstanden og vil være størst i morgen og aftentimerne. Pumpen aktiveres typisk ca. 30
gange i døgnet ved normale belastningsforhold.
Fordeling af spildevandet ved udspredning i kuppelbrønden og intervalmæssig
indpumpning øger opholdstiden i den aerobe behandlingsdel. Dette tilgodeser nitrifikation
samt nedbrydning af organisk stof.
I filterets anaerobe zone strømmer spildevandet horisontalt gennem det dykkede filter,
som er tilfyldt med Filtralite-P® type 0-4. Materialets indehold af korn med
et indhold af metalioner samt dolomitkalk bevirker, at spildevandets fosforindhold bindes
eller udfældes i denne del af filteret.
Med det dykkede udløbsrørs placering i filterets afløbsende fastholdes et konstant
vandspejlsniveau i den anaerobe zone. Udløbsrøret er udført som et tæt plastrør, der
er ført ned til bunden af den anaerobe zone. Her tilsluttes udløbsrøret et drænrør
nedlagt i en nøddestensfaskine i hele filterets bredde.
Herved bortledes det rensede spildevand fra hele filterets tværsnit, hvorved der
tilvejebringes en jævn horisontal gennemstrømningen i den anaerobe zone. Udløbsrøret
føres vandtæt gennem plastmembranen, så spildevand ikke undslipper filteret.
Inden det rensede spildevand ledes til recipienten, passerer det en
prøveudtagningsbrønd.
Prøveudtagning er på samtlige 3 forsøgsanlæg foretaget af et DANAK akkrediteret
laboratorium.
Samtlige spildevandsprøver er udtaget med automatiske prøveudtagere, som over et
døgn har udtaget tidsproportionale delprøver. Disse er sammenstukket til en
blandingsprøve, som er bragt til laboratorium og her analyseret for de parametre, som
analyseprogrammet har foreskrevet.
Der er på alle 3 anlæg udtaget spildevandsprøver efter bundfældningstanken. Desuden
er der udtaget spildevandsprøver på afløbet fra det biologiske sandfilter med
pumpesystem og på afløbet fra Natur-Ren® anlægget.
Udtagning af repræsentative prøver på tilløbet til bundfældningstankene blev
indledningsvis forsøgt men opgivet, da prøveudtagernes sugeslanger generelt blev
blokeret af toiletpapir. På den baggrund er det kun lykkes at udtage enkelte
spildevandsprøver før bundfældningstankene.
Udtagning af spildevandsprøver i de øvrige udtagningspunkter forløb uden
tilstopningsproblemer. Slamaflejringer i prøveudtagningsbrøndenes bundløb har
imidlertid givet anledning til problemer, idet prøveudtageren indleder en prøveudtagning
med at spule sugeslangen ren ved at returpumpe det spildevand, som henstår i sugeslangen
fra sidste oppumpning. Returspulingen kan ophvirvle eventuel bundfældet slam i
prøveudtagningsbrønden, hvormed der ikke udtages retvisende spildevandsprøver.
Det pågældende problem gav under forsøgsperioden anledning til, at der ved
prøveudtagning blev indsat spande med et lille volumen under indløbet i
prøveudtagningsbrøndene. Sugeslangen blev herefter nedsænket i spanden med god afstand
til bunden. Med denne konstruktion kunne tilløbet holde spanden fri for bundfald samtidig
med, at der var tilstrækkelig volumen for opsugning af spildevandsprøver.
Alle analyser af de udtagne spildevandsprøver er udført af det samme laboratorium,
som har forestået prøveudtagningen.
For samtlige 3 forsøgsanlæg er der udarbejdet et program for systematisk udtagning og
analyse af spildevandsprøver. Prøveudtagningsfrekvensen og analyseomfanget kan aflæses
på bilag 1, 2 og 3.
Programmet tager udgangspunkt i det forslag, som er opstillet i Arbejdsrapport nr. 41
fra Miljøstyrelsen. Undersøgelsesperioden er dog udvidet til at omfatte ét år,
svarende til den tømningscyklus der benyttes ved mange tømningsordninger for
bundfældningstanke ved private husstande.
Af økonomiske årsager har programmet for det ældre biologiske sandfilter med
gravitation indeholdt et reduceret antal prøveudtagninger og analyser.
På alle forsøgsanlæg har ejeren foretaget regelmæssig aflæsning af ejendommens
vandur.
Hermed fastlægges husstandens omtrentlige spildevandsproduktion, idet større
vandforbrug anvendt til havevanding, bilvask eller lignende "ikke
spildevandsproducerende" formål er modregnet af ejeren i forbindelse med vandurets
aflæsning.
I de 3 forsøgsanlægs husholdninger anvendes endvidere almindelige fosforholdige
vaskemidler.
På alle ejendomme er afløbsinstallation nyligt renoveret og sanitet udskiftet til
nutidig installation. Fejltilkobling af regn og drænvand forekommer ikke og indsivning i
afløbssystemet er meget begrænset.
Der er i forbindelse med forsøget udviklet et simpelt udstyr til dosering af
fosforfældningsmiddel. Udstyret består af en mammutpumpe installeret i
bundfældningstanken samt et skab placeret på terræn monteret med en luftblæser,
doseringspumpe, styringsautomatik samt dunk med fosforfældningsmiddel.
Mammutpumpen er fremstillet af plastrør og monteret i bundfældningstankenes
udløbskammer, hvorfra den pumper en lille vandmængde retur til det punkt, hvor urenset
spildevand tilledes bundfældningstankens førstekammer.
Det flydende fældningsmiddel tilsættes den returpumpede delstrøm vha.
doseringspumpen. Herved opnås en god opblanding i delstrømmens iltrige vand inden
sammenblanding med det urensede spildevand i indløbet til bundfældningstanken.
Fældningsmidlet doseres med en doseringspumpe styret af et tidsur, hvorved doseringen
kan varieres hen over døgnet med ekstra dosering i morgen- og aftentimerne, hvor
tilledningen af spildevand til bundfældningstanken erfaringsmæssig er størst, og med
lavere dosering i nattetimerne.
Mammutpumpens returpumpning medfører et højt iltindhold i bundfældningstankens
spildevand og dermed et højt redoxtal, hvilket skaber en effektiv fældningsproces.
Den lille luftblæser, der forsyner mammutpumpen med luft, indstilles, så der skabes
en passende rolig væskestrøm, som ikke medfører generende turbulenser, der kan hæmme
tilbageholdelse og bundfældningen af flyde- hhv. bundfældelig slam i
bundfældningstankens 1.-kammer.
Mammutpumpen er monteret, så løftehøjden er mindst mulig, idet afgangsrøret er
placeret så tæt på vandspejlet som muligt. Hvis løftehøjden gøres for stor, er der
risiko for, at den indblæste luft trænger ud gennem bunden af mammutpumpen, hvilket
ophvirvler bundslam. Længden af mammutpumpens neddykning er endvidere afpasset den
aktuelle bundfældningstank, så bunden af pumperøret er placeret i tankens klaringszone.
Som fældningsmiddel er anvendt et flydende fældningsmiddel, fabrikat KEMIRA, type
PAX 14, der er et polyaluminiumsklorid (Al+++), med 7,2 % Al i brugsopløsningen.
Aluminiumsproduktet er valgt, da det erfaringsmæssigt giver en bedre sikkerhed mod
genopløsning af udfældet fosfor end fældningsmidler baseret på jern.
Fældningsmidlet doseres i forhold til husstandens spildevandsmængde og det deri
forventede gennemsnitlige fosforindhold.
Fældning af 10 mg P/l forbruger ca.100 ml PAX 14 opløsning/m3 spildevand.
Hvis en husstand f.eks. udleder 130 m3 spildevand pr. år med et for
husholdningsspildevand typisk fosforindhold, svarer det til et teoretisk årligt forbrug
på 13 liter fældningsmiddel.
Det er imidlertid nødvendigt med et overskud af fældningsmiddel for at sikre en
tilfredsstillende fældningsproces. Der er derfor under nærværende forsøg foretaget en
"overdosering" af fældningsmiddel, idet der er anvendt ca. 35 liter
fældningsmiddel pr år til en husstand på 5 PE.
Et eventuelt overskud af fældningsmiddel ledes med ud i filtersandet og vil her
medføre en yderligere fældning af eventuelle fosforrester.
Sandfilteret vil således også fungere som buffer ved pludselig spidsbelastning.
Den teoretiske slamproduktion ved kemisk fældning kan beregnes på grundlag af det
anvendte fældningsmiddel. For PAX 14 er vådslamproduktionen 0,4 kg tørstof pr kg
fældningsmiddel. Ved dosering af 35 l fældningsmiddel medfører dette, at
slamudskillelse i bundfældningstanken teoretisk vil øges med ca. 20 kg slamtørstof.
Volumenet af den ekstra slamproduktion ved kemisk fældning kan imidlertid ikke
umiddelbart beregnes, da den biologiske omsætning i kemisk fældet slam er væsentlig
større end i slam, der er fældet mekanisk. Den større biologiske omsætning er blandt
andet fremskyndet af den højere partikeltæthed, som opnås i kemisk fældet slam, hvor
de forskelligt ladede slampartikler flokkulere bedre og sedimentere slam med mindre
partikelstørrelse.
Slammets flokkulering og omsætning er i øvrigt afhængigt af spildevandets øvrige
egenskaber, som er bestemt af en lang række faktorer, der erfaringsmæssigt varierer
betydeligt fra husstand til husstand.
Det er derfor ikke muligt at beregne, i hvilket omfang den faktiske slammængde
forøges ved kemisk fældning i bundfældningstanke. På baggrund af sparsomme danske
erfaringer samt erfaringer fra lignende praktiske forsøg i Norge og Sverige er der ikke
observeret en nævneværdig forøgelse af slammængden ved kemisk fældning af fosfor i
bundfældningstanke.
Filtralite® produceres af Optiroc på grundlag af et sintret og derved
ekspanderet lerprodukt. Materialet er kendetegnet ved en høj porøsitet, lav densitet
(300-600 kg/m3) og stor trykstyrke, og velkendt som filtermedie i mange
sammenhænge.
Filtralite-P® produceres ved nedknusning og tilsætning af metalioner og
dolomitkalk. Herved tilvejebringes korn med 1-4 mm´s diameter og med et meget stort
overfladeareal, da det oprindelige materiales store indre mikroporevolumen bliver blotlagt
i de knuste korns overflade.
Ved produktionsprocessen fæstnes metalioner i form af oxider samt dolomitkalk på
kornenes overflade, der på grund af det store porevolumen er meget betragtelig regnet i
forhold til de enkelte korns ringe størrelse. Dette bevirker, at fosfor bindes til
kornene eller udfældes i filtermediet. Metalionerne forbruges herved gradvis, og den
bundne eller fældede fosfor ophobes tilsvarende i filteret.
Ud fra norsk dimensioneringspraksis, teoretiske beregninger og producentens hidtil
opsamlede erfaringer påregnes en fældningseffekt og dermed levetid på FiltraliteÒ materialet på minimum 20 år ved tilledning af normalt sammensat
husholdningsspildevand fra en husstand på 5 PE.
Når filtermaterialets fosforrensningskapacitet er opbrugt, skal det udskiftes.
Fosforfældningsudstyret blev idriftsat umiddelbart efter, at det nyetablerede anlæg
var taget i brug af ejeren.
Ved udtagning af spildevandsprøver i tilløbet til bundfældningstanken blev
prøveudtagningen fejlbehæftet pga. tilstopning af prøveudtagerens sugeslange. Efter
gentagende mislykkede prøveudtagninger blev øvrige planlagte prøveudtagninger i
tilløbet opgivet.
I forsøgsperiodens forekom der mellem 29. november 2000 og 17. februar 2001 pga. store
nedbørsmængder en vandrejsning i den sø, hvortil sandfilteret har afløb. Dette
bevirkede, at spildevand ikke kunne afstrømme frit men stuvede op over bundløbet i den
prøveudtagningsbrønd, der er etableret på afløbet fra sandfilteret.
Prøveudtagning i udløb fra sandfilteret blev i det nævnte tidsrum omlagt til
udløbet fra bundfældningstanken.
I perioden 27. juli 5. august 2001 var doseringen af fældningsmiddel ikke
virksom, da et lynnedslag i forsøgsanlæggets elinstallationen gav anledning til havari
på doseringspumpen.
I forsøgsperioden er der i bundfældningstanken ikke observeret problemer med
flydeslam eller med bundfældning af slam.
Ved forsøgsperiodens afslutning blev der foretaget tømning af bundfældningstanken.
Det opsugede bundslam var volumenmæssig ikke større eller mindre end, hvad der normalt
forekommer ved tømning af en bundfældningstank.
Fosforfældningsudstyret blev installeret og idriftsat umiddelbart efter, at den
eksisterende bundfældningstank var blevet tømt for slam. 1. prøveudtagning blev
foretaget ca. 1 måned efter slamtømningen.
Der blev fra prøveudtagningens igangsætning registreret højt indhold af suspenderet
stof i de udtagne spildevandsprøver, og i hele forsøgsperioden er der ved
prøveudtagningen i bundfældningstankens udløb observeret slamflugt.
Fældningsudstyrets udformning og placering er ændret flere gange i forsøg på at
reducere slamflugten, men uden synlig resultat.
Ved forsøgsperiodens afslutning blev der foretaget tømning af bundfældningstanken.
Det opsugede bundslam var volumenmæssig ikke større eller mindre end, hvad der normalt
forekommer ved tømning af en bundfældningstank.
I perioden frem til den 17. februar 2001 var der problemer med at gennemføre
repræsentative prøveudtagninger pga. udvaskning af finkornet materiale (filler) og kalk
fra filtermaterialet, som afstedkom aflejringer i prøveudtagningsbrønden.
Problemet blev løst ved, at der blev sat en spand under indløbet i brønden. Heri
blev prøveudtagerens sugeslange nedsænket, hvorved der under prøveudtagningen kunne
opsuges spildevandsprøver med et retvisende indhold af suspenderet stof.
20. marts 2001 blev det observeret, at vintervejrliget havde medført, at afløbet fra
Natur-Ren® anlægget var blokeret af is. Blokeringen blev
afhjulpet ved spuling, men optrådte igen få dage senere.
Blokeringerne medførte en så kraftig vandspejlsrejsning i anlægget, at spildevandet
stuvede op til oversiden af filtermaterialet i anlæggets kuppelbrønd. Anlæggets aerobe
zone blev dermed oversvømmet (vandmættet) i et kort tidsrum.
I begyndelsen af august 2001 gav udvaskning af finkornet materiale og dolomitkalk igen
anledning til opstuvning i prøveudtagningsbrønden. Opstuvningen generede ikke det frie
afløb fra Natur-Ren® anlægget , og blev afhjulpet ved
spuling af afløbsrøret nedstrøms for anlægget.
Fra forsøgsperioden september 2000 september 2001 foreligger de i bilag 1 viste
resultater fra i alt 2 prøver fra indløbet til bundfældningstanken, 9 prøver fra
tilløbet til sandfilteret samt 25 prøver fra sandfilterets udløb.
Belastning af anlægget i
forsøgsperioden
Ejendommens vandforbrug har i forsøgsperioden været på 38,5 m3, hvilket
svarer til et gennemsnitligt vandforbrug på 0,12 m3/døgn.
Sammenholdt med et gennemsnitlig vandforbrug på 131 l/person/døgn jf.
"Vandforsyningsstatistik 2000 Danske Vandværkers Forening" svarer
ejendommens vandforbrug til lidt under 1 persons gennemsnitlige vandforbrug. Husstanden
har dermed haft et lavt vandforbrug, som kun svarer til 1/3 af det vandforbrug, der
gennemsnitlig anvendes i en husstand med 2 voksne og 1 barn.
I forsøgsperioden er der målt følgende afløbskvalitet i udløbet fra
bundfældningstanken samt i udløbet fra sandfilteret:
Tabel 1:
Analyseresultater (udløb bundfældningstank)
Målte værdier |
|
BI5 |
COD |
Total N |
NH4-N |
NO3-N |
PO4-P |
Total
P |
SS |
Antal målinger |
[stk.] |
4 |
2 |
4 |
3 |
3 |
8 |
8 |
8 |
Max Værdi |
[mg/l] |
180 |
95 |
60 |
52 |
0,57 |
4 |
6,3 |
120 |
Min Værdi |
[mg/l |
33 |
85 |
31 |
23 |
0,2 |
0,014 |
0,5 |
21 |
Gennemsnitsværdi |
[mg/l |
91 |
90 |
44 |
38 |
0,3 |
0,6 |
2,2 |
42 |
Tabel 2:
Udløbsresultater (udløb fra sandfilter)
Målte værdier |
|
BI5 |
COD |
Total N |
NH4-N |
NO3-N |
PO4-P |
Total
P |
SS |
Antal målinger |
[stk.] |
9 |
9 |
9 |
2 |
3 |
25 |
25 |
25 |
Max Værdi |
[mg/l |
4 |
54 |
60 |
0,22 |
56 |
1,2 |
1,2 |
24 |
Min Værdi |
[mg/l |
1 |
10 |
7,9 |
0,03 |
21 |
0,04 |
0,094 |
3 |
Gennemsnits-værdi |
[mg/l |
2,4 |
22 |
31 |
0,13 |
37 |
0,3 |
0,4 |
7,3 |
Ønskelig værdi |
[mg/l] |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,5 |
- |
I perioden fra d. 29.11.00 til d. 17.02.01 har det ikke været muligt at udtage prøver
fra sandfilterets udløb på grund af tilbagestuvning fra recipienten.
Bearbejdning af resultater
Figur 4:
Udløbskoncentration af bi5 og cod fra sandfilter.
Af figur 4 og tabel 2 ses, at anlægget har vist stabile afløbsresultater i
intervallet 1-4 mg BI5/l for organisk stof målt som BI5.
Sandfilterets gennemsnitlige rensegrad for BI5 har i forsøgsperioden ligget
på 97 %.
I henhold til "Spildevandsforskning fra Miljøstyrelsen, Nr. 29, 1992, Biologiske
sandfiltre" ligger koncentrationen af BI5 i udløbet fra sandfiltre typisk
på 5-10 mg/l. Der er hermed sket en god biologisk rensning i filteret.
Figur 5:
Udløbskoncentration af total fosfor og ortho-p fra sandfilter.
Af figur 5 og tabel 2 ses, at anlægget i forsøgsperioden har vist en god rensning for
fosfor.
I starten af perioden har afløbsresultaterne for Total P og Ortho-P dog fluktueret,
idet der har været problemer med at indstille doseringspumpen for dosering af den korrekt
mængde fældningsmiddel.
I gennemsnit har sandfilteret vist en afløbskvalitet på 0,4 mg P/l, altså under en
1/3 af de ønskede 1,5 mg P/l. Ingen af de målte værdier overskrider 1,5 mg P/l.
Målingen d. 25.07.01 viser en stor forskel på Ortho-P og Total P, hvilket tillægges
en måleusikkerhed.
Der er endvidere observeret en buffervirkning med hensyn til tilbageholdelse af fosfor
i anlægget, idet manglende dosering af fældningsmiddel pga. havari på doseringspumpe i
perioden 27. juli 5. august 2001 ikke har givet anledning til signifikant stigning
i fosforkoncentrationen i udløbet fra sandfilteret i prøve udtaget 16. august 2001.
Figur 6:
Udløbskoncentration af total-n, nh4-n og nh3-n fra sandfilter.
Af figur 6 og tabel 2 ses, at renseresultaterne for Total N er svingende med
koncentrationer i udløbet fra sandfilteret i intervallet 8-60 mg/l, med et gennemsnit på
31 mg/l.
I henhold til "Spildevandsforskning fra Miljøstyrelsen, Nr. 29 1992, Biologiske
sandfiltre" ligger det typiske interval for koncentrationen af Total N i afløb fra
sandfiltre på 15-35 mg/l.
I nærværende forsøg har rensegraden for Total N dermed svaret til, hvad der er
forventelig for biologiske sandfiltre.
Af figur 6 og tabel 2 ses endvidere, at koncentrationen af NO3-N ligger på
en gennemsnitsværdi på 37 mg/l, hvilket indikerer, at der er en god nitrifikation i
filteret. Målingerne for NH4-N ligger i slutningen af forsøgsperioden på
0,03 og 0,22 mg/l, hvilket viser, at der på det tidspunkt ca. 1 år efter sandfilterets
ibrugtagning forekommer fuld nitrifikation.
Det bør dog bemærkes, at der ikke er udført et tilstrækkelig antal sammenhørende
målinger af NO3-N og NH4-N for tilvejebringelse af et statistisk
sikkert bevis for en effektiv og konstant nitrifikation.
Figur 7:
Ind- og udløbskoncentration af ss på sandfilter.
Tilbageholdelse af suspenderet stof i et sandfilter er jf. "Håndbog i drift af
renseanlæg Den kommunale Højskole" som regel effektiv med en typisk
afløbskvalitet under 10 mg SS/l.
Af figur 7 og tabel 2 fremgår, at der i forsøgsperioden har været en gennemsnitlig
udløbkoncentration af SS på 7,3 mg/l, hvilket ligger i det interval man vil forvente af
et velfungerende sandfilter.
Figur 8:
Ph målinger ind og ud af sandfilter
Af figur 8 ses, at pH er stabil på 7 8 igennem filteret, svarende til pH
værdien i almindeligt husholdningsspildevand. Der observeres således ingen pH
påvirkning igennem filteret.
Figur 9:
Alkalinitet ind og ud af sandfilter.
Af figur 9 ses ingen signifikant påvirkning af spildevandets alkalinitet igennem
sandfilteret.
Figur 10:
Koncentration af aluminium ind og ud af sandfilter.
Af figur 10 og tabel 2 ses, at koncentrationen af aluminium i gennemsnit ligger på
0,16 mg/l. Dette niveau ligger under grænseværdien for aluminium i drikkevand, der
jævnfør "Vejledning nr. 2/1984 fra Miljøstyrelsen Kvalitetskrav til visse
stoffer i drikkevandet" er 0,2 mg/l.
Der kan jævnfør vejledningen dog gives tilladelse til et forhøjet niveau af
aluminium på op til 10 mg/l for drikkevand, da der ikke ud fra den nuværende viden er
sundhedsskadelige effekter ved et forhøjet niveau af aluminium.
Der observeres altså ingen problemer med forhøjet aluminiumsindhold i spildevandet
hidrørende fra eventuel overskydende fældningsmiddel.
Ved direkte fældning bør en ufiltreret prøve udtaget på udløbet fra
bundfældningstanken ligge under 1,0 mg aluminium/l, hvilket er opfyldt ved dette forsøg.
Delkonklusion
Forsøgsanlægget har i forsøgsperioden gennemsnitlig været belastet med 0,12 m3
husholdningsspildevand pr. døgn svarende til 1 persons gennemsnitlige vandforbrug.
Den hydrauliske spildevandsbelastning på forsøgsanlægget har dermed været lav
svarende til ca. 1/3 af spildevandsbelastningen fra en gennemsnitlig husstand.
På baggrund af det udførte fældningsforsøg på det nyetablerede biologiske
sandfilter med pumpesystem er der målt et gennemsnitligt fosforindholdet i afløbet på
0,4 mg Total P/l, med en maksimal værdi på 1,2 mg Total P/l.
Der er endvidere observeret en buffervirkning med hensyn til tilbageholdelse af fosfor
i anlægget, idet manglende dosering af fældningsmiddel pga. havari på doseringspumpe i
perioden 27. juli 5. august 2001 ikke har givet anledning til signifikant stigning
i fosforkoncentrationen.
Det har ved den udførte fældning af fosfor i bundfældningstanken været muligt
konstant at holde fosforkoncentration i udløbet fra sandfilteret under 1,5 mg Total P/l,
og efter korrekt indjustering af doseringspumpen endda konstant under 0,4 mg Total-P/l.
Sandfilteret har desuden vist en god biologisk omsætning af både BI5 og
COD, og kvælstof. Målingerne i forsøgsperiodens sidste måned har påvist, at der
forekommer fuld nitrifikation.
Afløbskvaliteten for suspenderet stof i sandfilterets udløb er gennemsnitlig målt
til 7,3 mg SS/l, hvilket indikerer, en velfungerende rensning over anlægget som helhed.
Fældning af fosfor i bundfældningstanken påvirker ikke pH- og alkalinitet forholdene
i sandfilteret.
Der observeres ikke højt indhold af aluminium i afløbet fra sandfilteret, idet
afløbsværdierne ligger under den vejledende grænseværdi for aluminium i drikkevand.
Fra forsøgsperioden september 2000 september 2001 foreligger de i bilag 2 viste
resultater fra i alt 17 prøver fra udløbet fra anlæggets bundfældningstank.
Ejendommens vandforbrug har i forsøgsperioden været på 145 m3,
svarende til et gennemsnitligt vandforbrug på 0,4 m3/døgn
Sammenholdt med et gennemsnitlig vandforbrug på 131 l/person/døgn jf.
"Vandforsyningsstatistik 2000 Danske Vandværkers Forening" svarer
vandforbrug til 3 personers gennemsnitlige vandforbrug. Dette stemmer overens med, at
ejendommens husstand omfatter 2 voksne og 2 børn.
I forsøgsperioden er der målt følgende afløbskvalitet i udløbet fra ejendommens
bundfældningstank:
Tabel 3:
Analyseresultater (udløb bundfældningstank)
Målte værdier |
|
BI5 |
COD |
Total N |
PO4-P |
Total P |
SS |
Antal målinger |
[stk.] |
6 |
2 |
10 |
16 |
16 |
16 |
Max Værdi |
[mg/l] |
150 |
160 |
110 |
5,4 |
30 |
770 |
Min Værdi |
[mg/l |
35 |
150 |
40 |
0,21 |
2,3 |
46 |
Gennemsnitsværdi |
[mg/l |
102 |
155 |
80 |
2,2 |
8,2 |
179 |
På forsøgsanlægget er der kun foretaget målinger i udløbet fra bundfældningstanken,
hvorfor det kun er effekten af fosforfældningen heri, der er undersøgt.
Sandfilterets renseeffekt er ikke undersøgt, da dette er etableret uden membran,
hvorved påvirkning af måleresultaterne pga. udsivning af spildevand hhv. indsivning af
grundvand ikke kan udelukkes.
5.2.3 Bearbejdning af resultater
Figur 11:
Koncentration af bi5 og cod i udløb fra bundfældningstank.
Af figur 11 og tabel 3 fremgår det, at BI5 i udløbet fra
bundfældningstanken ligger i intervallet 35 150 mg/l, med et gennemsnit på 102
mg/l. I henhold til "Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen nr. 41/1999" forventes
det typiske niveau at skulle ligge i intervallet 110 170 mg BI5/l. Den
målte koncentrationen af BI5 ligger hermed tæt på, hvad man vil forvente.
Figur 12:
Koncentration af total-p, ortho-p og ss i udløb fra bundfældningstank.
Af figur 12 og tabel 3 fremgår det, at koncentrationen af Total P i udløbet fra
bundfældningstanken ligger i intervallet 2,3 30 mg P/l, med et gennemsnit på 8,2
mg P/l.
I henhold til "Arbejdsrapport fra miljøstyrelsen, nr. 41, 1992" forventes
det typiske niveau at skulle ligge i intervallet 5 7 mg P/l. Der er hermed målt et
højere niveau af Total P i udløbet, end man vil forvente.
Af figur 12 og tabel 3 ses endvidere, at koncentrationen af SS ligger i intervallet 46
770 mg SS/l, med et gennemsnit på 179 mg/l.
I henhold til "Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, nr. 41, 1992" forventes
det typiske niveau at skulle ligge i intervallet 75 150 mg SS/l.
Bundfældningstankens tilbageholdelse af suspenderet stof er dermed ikke så effektiv, som
man kunne forvente.
Af figur 12 fremgår det endvidere, at indholdet af Total P følger indholdet af SS,
hvormed en stor del af Total P vurderes at være suspenderet fosfor.
I perioder ligger indholdet af Ortho-P lavt under 1,5 mg/l, hvilket indikerer en
acceptabel fosforfældning. Der er dog også perioder hvor Ortho-P ligger højt, hvilket
indikerer at fældningen ikke har været fuldstændig.
Årsagen til at fosforfældningen periodisk ikke har været optimal skyldes formentlig
ikke manglende dosering af fældningsmiddel, da indholdet af aluminium i udløbet fra
bundfældningstanken er højt jf. figur 15. Årsagen vurderes mere sandsynligt, at være
relateret til en uhensigtsmæssig udformning af bundfældningstanken, og en
utilstrækkelig opblanding af fældningsmidlet i det dybe 1. kammers spildevandsvolumen.
Figur 13:
Koncentration af total-n i udløb fra bundfældningstanken.
Af figur 13 og tabel 3 ses det, at koncentrationen af Total N i udløbet fra
bundfældningstanken ligger i intervallet 40 110 mg N/l, med et gennemsnit på 80
mg N/l.
I henhold til "Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, nr. 41, 1992" forventes
det typiske niveau at skulle ligge i intervallet på 55 65 mg N/l. Der er hermed
målt et højere niveau af Total N, end man kan forvente.
Figur 14:
Ph i udløb fra bundfældningstanken.
Af figur 14 ses, at pH i udløbet fra bundfældningstanken er rimelig stabil på 6,5
8,5, hvilket svarer til pH forhold i almindeligt husholdningsspildevand.
Figur 15:
Koncentration af aluminium i udløb fra bundfældningstanken.
Af figur 15 ses, at indholdet af aluminium i udløbet fra bundfældningstanken højt.
Dette indikerer, at fældningsmidlet ikke er opblandet optimal.
Forsøgsanlægget med den ældre type bundfældningstank har i forsøgsperioden
gennemsnitlig været belastet med 0,40 m3 spildevand pr. døgn, svarende til 3
personers gennemsnitlige vandforbrug.
Ved det udførte forsøg med fældning af fosfor i bundfældningstanken har det ikke
været muligt at reducere fosforkoncentrationen i afløbet til 1,5 mg Total P/l eller
derunder. I perioder er der dog målt lave værdier af Ortho-P, hvilket indikerer, at
fosforen er blevet fældet effektivt.
At fosforfældningen ikke har været mere effektiv og konstant i hele perioden,
vurderes at skulle tilskrives en uhensigtsmæssig udformningen af bundfældningstanken,
der er af ældre type.
Denne er som udgangspunkt meget dyb, og 1. kammeret indeholder endvidere 94 % af
tankvolumenet. Dette er ikke i overensstemmelse med "Vejledning fra Miljøstyrelsen,
nr. 3/1999", hvor 1. kammerets volumen i 2 - kammer bundfældningstanke foreskrives
at skulle udgøre 70 90 % af det samlede tankvolumen.
1. kammerets store vanddybde og volumen vurderes at have medført, at det anvendte
fældningsudstyr ikke har kunnet tilvejebringe en optimal opblanding af fældningsmidlet,
og dermed tilvejebringe en effektiv fosforfældning.
Endvidere har et for lille volumen i tankens 2. kammer ikke kunnet sikre en optimal
tilbageholdelse af suspenderet stof og derpå udfældet fosfor. Hermed måles et
forhøjet fosforindhold begrundet ved udskylning af suspenderet fosfor pga. slamflugt fra
bundfældningstanken.
Denne slamflugt vurderes også at være begrundelsen for det forhøjede indhold af
Total N og aluminium.
Fra forsøgsperioden september 2000 september 2001 foreligger de i bilag 3 viste
resultater af i alt 1 prøve fra indløbet til bundfældningstanken, 4 prøver i udløbet
fra bundfældningstanken svarende til tilløbet til det aerobe filter samt 31 prøver fra
udløbet af Natur-Ren® anlægget.
Ejendommens vandforbrug har i forsøgsperioden været på 98 m3, hvilket
svarer til et gennemsnitligt vandforbrug på 0,29 m3/døgn
Sammenholdt med et gennemsnitlig vandforbrug på 131 l/person/døgn jf.
"Vandforsyningsstatistik 2000 Danske Vandværkers Forening" svarer
vandforbrug til 2 1/4 personers gennemsnitlige vandforbrug. Dette stemmer overens med, at
ejendommens husstand omfatter 2 voksne og 2 børn.
I forsøgsperioden er der målt følgende afløbskvalitet i udløbet fra ejendommens
bundfældningstank og Natur-Ren® anlæggets filter:
Tabel 4:
Analyseresultater (tilløb til filter)
Målte værdier |
|
BI5 |
COD |
Total N |
NH4-N |
NO3-N |
PO4-P |
Total P |
SS |
Antal målinger |
[stk.] |
4 |
4 |
4 |
2 |
1 |
4 |
4 |
4 |
Max Værdi |
[mg/l] |
600 |
970 |
110 |
110 |
0,23 |
24 |
30 |
85 |
Min Værdi |
[mg/l |
340 |
620 |
39 |
59 |
0,23 |
10 |
15 |
46 |
Gennemsnitsværdi |
[mg/l |
435 |
755 |
68 |
85 |
0,23 |
19 |
23 |
63 |
Det bør bemærkes, at filteret er meget hårdt belastet med organisk stof, idet den
gennemsnitlige værdi for BI5 er ca. det dobbelte af, hvad der normalt måles i
afløbet fra bundfældningstanke.
Tabel 5:
Analyseresultater (udløb fra filter)
Målte værdier |
|
BI5 |
COD |
Total N |
NH4-N |
NO3-N |
PO4-P |
Total P |
SS |
Antal målinger |
[ - ] |
10 |
9 |
11 |
6 |
5 |
32 |
31 |
32 |
Max Værdi |
[mg/l |
51 |
86 |
81 |
59 |
12 |
0,013 |
1,5 |
500 |
Min Værdi |
[mg/l |
9 |
19 |
16 |
8,1 |
1,1 |
0,002 |
0,01 |
3 |
Gennemsnitsværdi |
[mg/l |
20 |
35 |
43 |
33 |
5,7 |
0,004 |
0,1 |
66 |
Ønskelig værdi |
[mg/l |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,5 |
- |
Figur 16:
Koncentration af bi5 og cod i udløb fra filter.
Af figur 16 og tabel 5 fremgår det, at anlægget har vist stabile afløbsresultater
for organisk stof målt som BI5 med værdier imellem 9 og 16 mg/l frem til
marts 2001, hvorefter er der målt signifikant højere værdier. Opstuvning af spildevand
i forbindelse med blokering af afløbsledningen den 20. marts 2002 vurderes at have skadet
den mikrobielle omsætning i det aerobe filter og dermed givet anledning til de forhøje
værdier.
I henhold til "Spildevandsforskning fra Miljøstyrelsen, Nr. 29 1992, - Biologiske
sandfiltre" ligger afløbskvaliteten for biologiske sandfiltre typisk i området 5
10 mg BI5/l. De målte værdier ligger således på et højere niveau,
end hvad der typisk er gældende for biologiske sandfiltre.
I den forbindelse må ovennævnte opstuvning i det aerobe filter og det tilledte
spildevands høje organiske indhold, som vist i figur 17, tages i betragtning.
Figur 17:
Koncentration af bi5 i ind- og udløb fra filter.
Figur 18:
Koncentration af total P og ortho-p i afløb fra filter.
Af figur 18 fremgår det, at anlægget i forsøgsperioden har vist stabile og meget
lave afløbsresultater for Total P og Ortho-P. Den gennemsnitlige koncentration for Total
P er således målt til 0,1 mg/l.
Figur 19:
Koncentration af total-n og nh4-n i udløb fra filter.
Af figur 19 ses det, at koncentrationen af Total N i udløbet fra filteret svinger
imellem 16 81 mg/l med et gennemsnit på 43 mg/l.
I henhold til "Spildevandsforskning fra Miljøstyrelsen, Nr. 29 1992, Biologiske
sandfiltre" ligger det typiske interval for koncentrationen af Total N i afløbet fra
sandfiltre på 15-35mg/l.
Afløbsresultaterne for NH4-N er ligeledes relativt høje i intervallet 8
59 mg/l, hvor de typiske værdier for NH4-N ligger i intervallet 5
15 mg/l i henhold til "Spildevandsforskning fra Miljøstyrelsen, Nr. 29 1992,
Biologiske sandfiltre".
De målte udløbkoncentrationer for Total N og NH4-N ligger således
højere, hvad der er typisk for biologiske sandfiltre.
Opstuvning af spildevand i forbindelse med blokering af afløbsledningen den 20. marts
2002 vurderes at have skadet nitrifikationen i det aerobe filter og dermed givet anledning
til de høje værdier.
Figur 20:
Ph i indløb til bundfældningstank samt i ind- og udløb fra filter.
Af figur 20 ses det, at pH stiger fra ca. 7 til 13 gennem filteret, som følge af
filtermaterialets indhold af dolomitkalk. Et normalt afløbskrav på pH mellem 6,5
8,5 til vandløb vil således ikke kunne overholdes.
Figur 21:
Koncentration af ss i filterets ind- og udløb.
Tilbageholdelsen af suspenderet stof i et sandfilter er som regel effektiv med en
typisk afløbskvalitet under 10 mg/l jf. Håndbog i drift af renseanlæg.
Af figur 21 ses det, at koncentrationen af SS i perioden frem til april 2001 fluktuerer
med værdier imellem 3 500 mg /l, med et gennemsnit på 66 mg/l.
Årsagen til disse høje værdier tilskrives udvaskning af dolomitkalk og finkornet
filtermateriale. Prøveudtagningen har i perioden frem til 7. februar 2001 været
påvirket af udvaskningen, idet det ikke har været mulig at undgå, at prøveudtageren
opsugede en del af det udvaskede filtermateriale.
Efter ændring af udtagningsbrønden 7. februar 2001, viser resultaterne et mere
stabilt og lavere niveau med værdier imellem 3 65 mg /l med et gennemsnit på 14
mg/l.
Figur 22:
Alkalinitet i filterets ind- og udløb.
Alkaliniteten stiger fra et gennemsnit på 12,6 mmol/l i indløbet til filter til 42
mmol/l efter filteret, hvilket hænger sammen med det kalkholdige filtermateriale.
Forsøgsanlægget har i forsøgsperioden gennemsnitlig været belastet med 0,29 m3
husholdningsspildevand pr. døgn svarende til 2 1/4 persons gennemsnitlige vandforbrug.
På baggrund af den udførte afprøvning af det nyetablerede Natur-Ren®
anlægget er der over 13 måneder målt et gennemsnitligt fosforindholdet i
spildevandsafløbet på 0,1 mg Total P/l., med en maksimal værdi på 1,5 mg Total P/l
Afløbsniveauet for BI5 har vist stabile afløbsresultater i første halvdel
af forsøgsperioden med værdier imellem 9 og 16 mg/l. Herefter er der målt signifikant
højere værdier.
Filteret renseevne for kvælstof har været mindre, end hvad der gennemsnitlig opnås
ved biologiske sandfiltre.
Årsagen til de forhøjede afløbsniveauer for BI5 og kvælstof tilskrives
opstuvning af spildevand i det aerobe filter i forbindelse med blokering af
afløbsledningen den 20. marts 2002. Herved er den mikrobielle omsætning og dermed
filterets nitrifikationen skadet med forhøjede afløbsværdier til følge.
Afløbskvaliteten for suspenderet stof har i den første halvdel af forsøgsperioden
ligget i intervallet 19 500 mg/l, præget af udvaskning af svingende mængder af
finkornet filtermateriale (filler) og dolomitkalk, idet det ikke har været mulig at
undgå, at prøveudtageren opsugede udvasket filtermaterialet under prøveudtagningen.
Efter ændring af udtagningsbrønden 7. februar 2001, viser resultaterne et mere
stabilt og lavere niveau med værdier imellem 3 65 mg /l med et gennemsnit på 14
mg/l.
Natur- Ren® anlægget har medført en drastisk stigning i
det rensede spildevands alkalinitet og i pH fra ca. 7 til ca. 13, hvilket tilskrives
filtermaterialets indhold af dolomitkalk.
7.1.1 Anlægsudgifter
De samlede anlægsudgifter til et nyt biologisk sandfilter med pumpesystem og
fosforfældningsudstyr til renseklasse SOP beløber sig til ca. 45.000 kr. inkl. moms, men
ekskl. udgifter til bundfældningstank.
En sådan omkostning vil være aktuel ved ejendomme, hvor der forefindes en egnet
bundfældningstank, hvori der kan installeres fosforfældningsudstyr, og hvor der
efterfølgende etableres et nyt biologisk sandfilter.
Af ovennævnte samlede anlægsudgifter andrager udgiften til fosforfældningsudstyret
ca. 13.000 kr. inkl. moms. Udgifter medgår til:
 | anskaffelse af mammutpumpe og skab med blæser, doseringspumpe og styringsautomatik, |
 | etablering af mammutpumpe i bundfældningstank inkl. fremføring af luft- og
kemikaliedoseringsslange fra skab, |
 | fremføring af 230 V elforsyning til skab. |
Udgifter til elforsyning af fældningsudstyrets blæser og doseringspumpe vil afhænge
af forholdene på den enkelte ejendom. Såfremt fældningsudstyret etableres i en
bundfældningstank kombineret med et biologisk sandfilter med pumpesystem, kan
fældningsudstyret elforsynes fra pumpesystemets elinstallation.
På forsøgsanlæggene er fældningsudstyret fremstillet til lejligheden. Ved
serieproducerede anlæg vil installationen kunne optimeres, hvormed udgiften til
fældningsudstyret forventes at kunne reduceres yderligere.
7.1.2 Driftsudgifter
De løbende driftsomkostninger ved fosforfældning med det afprøvede udstyr omfatter
elforbrug og forbrug af fældningsmiddel.
Elforbruget til drift af luftblæser og doseringspumpe er beregnet til ca. 100 kWh/
år, hvilket svarer til en udgift på ca. 150 kr. pr. år inkl. moms og afgifter ved en
elpris på 1,50 kr./kWh.
Forbrug af det ved forsøget anvendte fældningsmidlet PAX 14 andrager ca. 35 l/år ved
spildevandstilledning hidrørende fra 5 PE., svarende til en udgift på ca. 350 kr./år
inkl. moms.
Der er i ovennævnte driftsomkostninger ikke indregnet omkostninger forbundet med
nødvendigt løbende tilsyn med doseringen, påfyldning af fældningsmiddel m.v., idet
anlæggets ejer forudsættes at forestå dette uden omkostninger. Der er desuden ikke
indregnet udgifter til periodisk tømning af bundfældningstanken, som typisk vil være
omfattet af en tømningsordning.
De samlede anlægsudgifter til et komplet Natur-Ren®
anlæg til renseklasse SOP beløber sig til ca. 61.000 kr. inkl. moms, men ekskl.
bundfældningstank. Anlægsudgiften vil være aktuel ved ejendomme, hvor der forefindes en
egnet bundfældningstank, der kan suppleres med et nyt Natur-Ren®
anlæg.
7.2.2 Driftsudgifter
Ved etablering af et Natur-Ren® anlæg vil der ikke være
driftsudgifter.
En afskrivningstid på 20 år skønnes at svare til de 2 anlægstypers levetid, inden
der skal udskiftes filtermateriale.
Den årlige bruttoydelse ved en finansiering på 20 år og den aktuelle markedsrente
bliver ca. 9,5 % af anlægsudgiften i ydelse pr. år.
Et biologisk sandfilter med fosforfældningsudstyr andrager en anlægsinvestering på
ca. 45.000 kr. inkl. moms. Finansieret over 20 år bliver den årlige ydelse ca. 4.275 kr.
inkl. moms. Hertil skal lægges en driftsomkostning til el og fældningsmiddel på ca. 500
kr. inkl. moms samt vedligeholdelsesomkostninger vedrørende luftblæser og doseringspumpe
på samme beløb, hvormed de årlige gennemsnitsomkostninger andrager ca. 5.300 kr. inkl.
moms.
Et Natur-Ren® anlæg andrager en anlægsinvestering på
ca. 61.000 kr. inkl. moms. Finansieret over 20 år bliver den årlige ydelse ca. 5.800 kr.
inkl. moms. hvilket svarer til de årlige gennemsnitsomkostninger, da anlægget ikke har
driftsudgifter.
De årlige gennemsnitsudgifter er med de valgte forudsætninger af samme
størrelsesorden for de 2 rensemetoder.
Et traditionelt biologisk sandfilter uden fosforfældningsudstyr til renseklasse SO
koster i anlægsinvestering ca. 32.000 kr. inkl. moms. Finansieret over 20 år bliver den
årlige ydelse ca. 3.000 kr. inkl. moms. Merprisen for fosforrensningen bliver dermed ca.
2.300 kr. inkl. moms pr. år med de valgte forudsætninger.
I alle førnævnte anlægsinvesteringer er der ikke medtaget omkostninger til
etablering af ny bundfældningstank. Denne investering vil andrage ca. 13.000 kr. inkl.
moms ved begge rensemetoder. Udgift til pumpebrønd med pumpe er indregnet i
anlægsudgiften for begge rensemetoder, da den anses som en integreret del af den lokale
spildevandsrensning.
Som angivet skønnes filtermaterialet ved begge anlægstyper at have en levetid på 20
år, inden det skal udskiftes. Ved udskiftning er anlægsinvesteringen skønnet at være
af samme størrelsesorden, som ved den oprindelige etablering af filteret.
Vejledning fra Miljøstyrelsen nr. 3. 1999, Biologiske sandfiltre op
til 30 PE
Spildevandsforskning fra Miljøstyrelsen, Biologiske sandfiltre,
rapport nr. 29, 1992, Anders Lynggaard-Jensen, Janne Nielsen, Vandkvalitetsinstituttet
ATV, Arne Bernt Hasling, COWIconsult AS
Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, nr. 41/1992, Fosforfjernelse ved
enkeltejendomme, Karl Richard Jørgensen, Ole Dalsgaard og Ulrik Schack, COWIconsult,
Rådgivende Ingeniører A/S
Håndbog i drift af renseanlæg Den kommunale Højskole ISBN
87-7316-784-3
Søyleforsøg med filtermaterialet Filtralite P® , Jordforsk Senter
for jordfaglig miljøforskning, Rapport 3/2000 (Lukket rapport)
Forsøk med Leca 1998, projekt Filtralite® , DP2.1: Vekstforsøk med Leca
fra Tveter, fosforbindingsevne målt med risleforsøg og elektronmikroskopiske
undersøkelser, Institut for jord- og vannfag, Norges Landbrukshøgskole. Rapport 2/99 (l.
nr. 74)
Vandforsyningsstatistik 2000 Danske Vandværkers Forening
Bilag
1 Biologisk sandfilter med pumpesystem analyseresultater
Bilag
2 Biologisk sandfilter med gravitation analyseresultater
Bilag 3 Natur-Ren® anlæg
analyseresultater
Nyt biologisk sandfilteranlæg med pumpesystem
Analyseresultater
Skema 1 af 4
Se her!
Nyt biologisk sandfilteranlæg med pumpesystem
Analyseresultater
Skema 2 af 4
Se her!
Nyt biologisk sandfilteranlæg med pumpesystem
Analyseresultater
Skema 3 af 4
Se her!
Nyt biologisk sandfilteranlæg med pumpesystem
Analyseresultater
Skema 4 af 4
Se her!
Ældre biologisk sandfilteranlæg med gravitation
Analyseresultater
Skema 1 af 2
Se her!
Ældre biologisk sandfilteranlæg med gravitation
Analyseresultater
Skema 2 af 2
Se her!
Natur-Ren® anlæg
Analyseresultater
Skema 1 af 4
Se her!
Natur-Ren® anlæg
Analyseresultater
Skema 2 af 4
Se her!
Natur-Ren® anlæg
Analyseresultater
Skema 3 af 4
Se her!
Natur-Ren® anlæg
Analyseresultater
Skema 4 af 4
Se her!
|