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

Fosforrensning ved filteranlæg

5 Analyseresultater for sandfiltre

5.1 Nyt biologisk sandfilter med pumpesystem

5.1.1 Generelt om resultaterne

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)

  
Tabel 2:
Udløbsresultater (udløb fra sandfilter)

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.

5.2 Ældre biologisk sandfilter med gravitation

5.2.1 Generelt om resultaterne

Fra forsøgsperioden september 2000 – september 2001 foreligger de i bilag 2 viste resultater fra i alt 17 prøver fra udløbet fra anlæggets bundfældningstank.

5.2.2 Belastning af anlæg i forsøgsperioden

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)

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.

5.2.4 Delkonklusion

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.