|
Fosforrensning ved filteranlæg 2 Undersøgelsesprogram2.1 GenereltUndersøgelsesprogrammet 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. 2.2 Udvælgelse af anlægDet 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:
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. 2.3 Beskrivelse af de udvalgte anlæg2.3.1 Nyt biologisk sandfilteranlæg med pumpesystemDet 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: 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. 2.3.2 Ældre biologisk sandfilter med gravitationDet 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: 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. 2.3.3 Natur-Ren® anlægDet 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®:
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: 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. 2.4 PrøveudtagningPrøveudtagning 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. 2.5 AnalyseprogramAlle 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. 2.6 SpildevandsbelastningPå 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.
|
