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

Forsøg med rensning af spildevand i det åbne land i beplantede filteranlæg

5 Driftsresultater

5.1 Hydrauliske test
      5.1.1 Bundfældningstank
      5.1.2 Hele anlægget uden recirkulering
      5.1.3 Hele anlægget med recirkulering
5.2 Temperatur
5.3 Iltmætning
5.4 Suspenderede stoffer
5.5 Biokemisk iltforbrug (BI₅)
      5.5.1 Omsætningskinetik
5.6 Kvælstof
      5.6.1 Ammonium
      5.6.2 Nitrat 
      5.6.3 Total-kvælstof
5.7 Fosfor
5.8 Kalcium and pH
5.9 Indikator bakterier
5.10 Samlet vurdering af erfaringer fra forsøgsanlægget i Trige
      5.10.1 Temperatur og frostbeskyttelse
      5.10.2 Vandbelastning
      5.10.3 Iltmætning
      5.10.4 Suspenderede stoffer
      5.10.5 Biokemisk iltforbrug
      5.10.6 Nitrifikation
      5.10.7 Fosfor

5.1 Hydrauliske test

Der blev udført sporstofundersøgelser af forsøgsanlæggets enkelte komponenter ved anvendelse af litium klorid (LiCl) som sporstof. Undersøgelserne blev foretaget kort tid efter at anlægget blev taget i brug, hvilket betyder at udviklingen af planterne var sparsom. Resultaterne beskriver derfor strømningsmønstre og opholdstidsfordeling for anlæg uden planter. Det kan ikke afvises, at vækst af planter og biofilmsdannelse i anlægget vil påvirke strømningsforhold på lidt længere sigt.

5.1.1 Bundfældningstank

Resultatet af sporstofundersøgelsen i bundfældningstanken er vist i Figur 5.1. Litium koncentrationen i afløbet fra bundfældningstanken er i figuren afbildet som funktion af akkumuleret vandmængde, der strømmer gennem tanken. Kurven viser, at der er stor opblanding i bundfældningstanken, idet den maksimale Li-koncentration forekommer allerede efter en vandtilførsel på 320 liter. Herefter vedbliver der at være Li i afløbet fra tanken i meget lang tid.  Vandmængden, hvor halvdelen af den tilførte mængde sporstof har forladt tanken, svarer til tankens tilbageholdelsesvolumen.  Af kurven ses, at tilbageholdelsesvoluminet er estimeret til 2025 liter, hvilket stemmer godt overens med tankens volumen (ifølge leverandøren 2 m³). Ved en belastning af bundfældningstanken på 1 m³ per døgn, vil vandets gennemsnitlige opholdstid i tanken således være 2 døgn.

Figur 5.1 Sporstofundersøgelse i bundfældningstanken. LiCl blev tilsat til indløbet til tanken og koncentrationen i udløbet blev analyseret som funktion af akkumuleret flow.

5.1.2 Hele anlægget uden recirkulering

Ved sporstofundersøgelsen af hele forsøgsanlægget, når der ikke recirkuleres afløbsvand tilbage til bundfældningstanken, ses et tilsvarende mønster som for bundfældningstanken (Figur 5.2). Kurvens forløb viser, at der er stor opblanding i systemet som helhed. Graden af opblanding er dog mindre end for bundfældnings-tanken isoleret set. Maksimal koncentration af Li måles efter 1480 liter, og hele systemets tilbageholdelsesvolumen er 3920 liter.  Ved en belastning på 1 m³ per døgn vil vandets gennemsnitlige opholdstid i hele anlægget være 3,9 døgn.

Figur 5.2 Sporstofundersøgelse af hele forsøgsanlægget når der ikke recirkuleres afløbsvand tilbage til bundfældningstanken. LiCl blev tilsat til indløbet til anlægget og koncentrationen i udløbet blev analyseret som funktion af akkumuleret flow

5.1.3 Hele anlægget med recirkulering

Ved sporstofundersøgelsen af hele anlægget med 100% recirkulering af afløbsvand tilbage til bundfældningstanken, dvs. at der recirkuleres en vandmængde der svarer til indløbsmængden, er opblandingen i anlægget større end uden recirkulering (Figur 5.3). Allerede efter gennemløb af 1220 liter vand måles den maksimale koncentration af Li i afløbet. Men det gennemsnitlige tilbageholdelsesvolumen i anlægget er næsten dobbelt så stort (6920 liter) som uden recirkulering. Recirkuleringen øger vandets gennemsnitlige opholdstid i anlægget fra 3,9 døgn uden recirkulering til 6,9 døgn med recirkulering.  Dette kan forklares ud fra det forhold, at de vertikale filtre er drænede, og derfor indeholder forskellige mængder af vand afhængigt af belastning. Vand, der pumpes ud på overfladen af de vertikale drænede filtre, vil hurtigt dræne af og løbe til udløbet.  Hvis vandet pumpes tilbage til indløbet, vil det få mulighed for at passere filteret endnu en gang, og dermed forøges vandets gennemsnitlige opholdstid i anlægget.

Figur 5.3 Sporstofundersøgelse af hele forsøgsanlægget med en recirkulationsrate på 100%, dvs. der recirkuleres en afløbsvandmængde, der svarer til indløbsvandmængden tilbage til bundfældningstanken. LiCl blev tilsat til indløbet til anlægget, og koncentrationen i udløbet blev analyseret som funktion af akkumuleret flow.

5.2 Temperatur

Den gennemsnitlige temperatur af det rå spildevand, der blev tilledt bundfældningstanken, varierede mellem 9 og 17ºC i de otte målekampagner (Tabel 5.1). Ved enkelthusstandsanlæg i det åbne land kan det forventes at temperaturen periodevis er højere, f.eks. når der udledes bade- og vaskevand. På grund af de store hydrauliske belastninger (op til 6 m³/døgn), der blev anvendt på forsøgsanlægget, var opholdstiden i bundfældningstanken forholdsvis kort i forhold til forventet opholdstid ved enkelthusstandsanlæg. Afløbstemperaturen fra bundfældningstanken i vinterperioden (7-9ºC) svarer dog nogenlunde til den forventede afløbstemperatur fra tanke ved enkelthusstande. Kampagne 5 i november 2002 blev gennemført i en periode med frost, og vandtemperaturen i det andet bed var under 2ºC i en periode. Fordelersystemet var i det lille bed (det første bed) dækket af ca. 20 cm træflis for at isolere med frost, men det andet bed, som modtog det koldeste spildevand, var ikke isoleret. Der blev ikke observeret problemer med tilfrysning af fordelersystemet i nogen af bedene. 

Tabel 5.1: Gennemsnitlig vandtemperatur i forsøgsanlægget i Trige ved de otte målekampagner

5.3 Iltmætning

I forbindelse med nedbør i oplandet til Trige renseanlæg indeholdt det rå spildevand i perioder ilt (Tabel 5.2). Dette var især udtalt ved kampagne 7 og 8.  Afløbet fra bundfældningstanken indeholdt spor af ilt ved kampagner med recirkulering af ca. 2 m³/døgn afløbsvand til bundfældningstankens første kammer. Efter det første bed var den gennemsnitlige iltmætning 37-69%, og efter andet bed altid >80%. I fosforfiltret faldt iltindholdet, især i kampagner med meget høj hydraulisk belastning, hvor indholdet af BI₅ i vandet, der passerede filtret, var ca. 10 mg/L (kampagne 3 og 4).

Tabel 5.2: Gennemsnitlig iltmætning i vandet i forsøgsanlægget i Trige ved de otte målekampagner

*Kampagner med recirkulering af afløbsvand til bundfældningstankens første kammer

5.4 Suspenderede stoffer

Det gennemsnitlige indhold af total suspenderet stof (TSS) i indløbet til bundfældningstanken i de otte målekampagner varierede mellem ca. 100 mg/L i kampagne 7 og 8, hvor der var meget nedbør, og ca. 400 mg/L (Tabel 5.3). Indholdet svarer således nogenlunde til indholdet i råt husspildevand. Koncentrationen varierede noget indenfor den enkelte målekampagne, hvilket bl.a. skyldes at prøveudtagningen blev foretaget som stikprøver. Stofbelastningen af TSS til bundfældningstanken var gennemsnitligt 0,69 ± 0,31 kg/døgn.

Koncentrationen i afløbet fra bundfældningstanken var gennemsnitlig 70 mg/l hvilket svarer til en gennemsnitlig reduktion af TSS i bundfældningstanken på ca. 70%.  Bundfældningen fungerede således tilfredsstillende på trods af de korte opholdstider.

Tabel 5.3: Gennemsnitlig (± 1 standardafvigelse, n=5) indhold af suspenderede stoffer (TSS) i de fem målepunkter i forsøgsanlægget ved de 8 målekampagner

*I kampagne 1 og 2 blev det store bed belastet som første bed og det lille bed som andet bed; I de resterende kampagner blev det lille bed belastet som det første bed.

De to beplantede filteranlæg fjernede suspenderet stof effektivt selv ved høje belastninger (Figur 5.4A). Indløbskoncentrationen til det første beplantede filter var gennemsnitligt 70±32 mg/L og afløbskoncentrationen 9±3 mg/L. Stofbelastningen af det første beplantede filter var gennemsnitligt 50±15 g/m²/døgn, og afløbskoncentration steg svagt med overfladebelastning (Figur 5.4B). Regressionsanalysen indikerer, at afløbskoncentrationen vil overstige 10 mg/L ved TSS overfladebelastninger >50 g/m²/døgn.  Den totale reduktion af TSS i forsøgsanlægget varierede mellem 94,2 og 99,7%.

Figur 5.4 (A) Gennemsnitlig fjernelse af suspenderet stof (TSS) i de to beplantede filteranlæg, og (B) gennemsnitlig afløbskoncentration i de 8 målekampagner som funktion af arealbelastning. Fyldte symboler er data fra det første bed, og åbne symboler er data fra det andet bed. Den stiplede linie indikerer fuldstændig fjernelse.

5.5 Biokemisk iltforbrug (BI₅)

Indholdet af BI₅ i spildevandet var generelt på niveau med indholdet i typisk husspildevand (Tabel 5.4). Reduktionen i bundfældningstanken var gennemsnitligt 28% i målekampagner uden recirkulering af afløbsvand til bundfældningstankens første kammer og 16% når der blev recirkuleret. Fjernelsen af BI₅ var effektiv i de to beplantede filteranlæg (Figur 5.5A), men afløbskoncentrationen steg svagt med overfladebelastningen (Figur 5.5B). De forholdsvis høje afløbskoncentrationer i målekampagne 5 og 6 skyldes at anlæggene var hydraulisk overbelastede, og at der derfor var vand på overfladen. 

Tabel 5.4: Gennemsnitlig (± 1 standardafvigelse, n=5) indhold af biokemisk iltforbrug (BI₅) i de fem målepunkter i forsøgsanlægget ved de 8 målekampagner

*I kampagne 1 og 2 blev det store bed belastet som første bed og det lille bed som andet bed; I de resterende kampagner blev det lille bed belastet som det første bed.

Figur 5.5 (A) Gennemsnitlig fjernelse af biokemisk iltforbrug (BI₅) i de to beplantede filteranlæg, og (B) gennemsnitlig afløbskoncentration i de 8 målekampagner som funktion af arealbelastning. Fyldte symboler er data fra det første bed, og åbne symboler er data fra det andet bed. Den stiplede linie indikerer fuldstændig fjernelse.

5.5.1 Omsætningskinetik

I forbindelse med omsætning af organisk stof i plantebaserede renseanlæg anvendes ofte en første-ordens arealbaseret omsætningsmodel til beskrivelse af omsætningen. Den arealbaserede omsætningskonstant, k_BOD (m/døgn), kan beregnes på basis af gennemsnitlig indløbs- og afløbskoncentration af BI₅ samt den hydrauliske overfladebelastning på hvert bed: 

k_BOD = q · ln(C_i/C_o)                      [1]

I formlen er q den gennemsnitlige hydrauliske belastning (m/døgn), C_i er gennemsnitlig BI₅ indløbskoncentration og C_o gennemsnitlig afløbskoncentration.  I det første bed som blev belastet hårdest (54-130 g BI₅/m²/døgn) var den gennemsnitlige k_BOD 1,9±1,0 m/døgn (middel ±1 standardafvigelse), og i det andet bed var omsætningskonstanten 0,9±0,5 m/døgn. Omsætningskonstanten er således ikke en konstant, men afhænger af belastningsrate og spildevandets sammensætning (Figur 5.6). Dette skyldes, at BI₅ er et samlet mål for alle iltforbrugende stoffer i spildevandet. Indholdet af labile og letomsættelige komponenter i spildevandet er størst i det rå spildevand, og derfor er omsætningen af BI₅ størst i det første bed. I det andet bed indeholder spildevandet en større andel af svært nedbrydelige komponenter, og omsætningskonstanten er derfor lavere.

Figur 5.6 Areal baseret omsætningskonstant for BI₅ (k_BOD, m/døgn) i de to beplantede filteranlæg i de 8 målekampagner som funktion af arealbelastning. Fyldte symboler er data fra det første bed, og åbne symboler er data fra det andet bed.

Recirkulering havde indflydelse på den estimerede omsætningskonstant. De gennemsnitlige omsætningskonstanter baseret på middelværdierne estimeret i de fire kampagner med recirkulering og de fire kampagner uden recirkulering var næsten ens: 1,84 og 1,87 m/døgn.  Tages imidlertid udgangspunkt i de enkelte analyser ses, at den estimerede omsætningskonstant var mere variabel i kampagner uden recirkulering end i kampagner med recirkulering (Figur 5.7). Halvtreds-% fraktilen for k_BOD var henholdsvis 2,0 og 1,2 m/døgn med og uden recirkulering, og 5%-fraktilen var henholdsvis 0,93 og 0,37 m/døgn.

Figur 5.7 Fraktildiagram af den estimerede k_BOD for analyser i kampagner med recirkulering (n=20) og kampagner uden recirkulering (n=20).

5.6 Kvælstof

5.6.1 Ammonium

Koncentrationen af NH₄-N i tilløbet til forsøgsanlægget varierede mellem 8 og 64 mg/L. Især i kampagne 7 og 8, hvor spildevandet var fortyndet kraftigt pga. stor nedbør, var koncentrationen lav. I tre ud af fire målekampagner uden recirkulering steg koncentrationen af NH₄-N i bundfældningstanken som følge at mineralisering af organisk-N. Ved recirkulering af afløbsvand til bundfældningstanken var afløbskoncentrationen fra bundfældningstanken lavere end indløbet som følge af fortynding.

Reduktionen af NH₄-N i de beplantede bede var generelt god (Figur 5.8). Afløbskoncentrationen afhang af belastningen, således at koncentrationen var højest ved stor belastning (Figur 5.9). Den gennemsnitlige fjernelse af ammonium i det første bed var 11,8 ± 6,8 g/m²/d og i det andet bed 2,0 ± 1,5 g/m²/d. Den samlede reduktion in ammonium i de to bede var 98,7 ± 2,0%.

Klik her for at se Figur 5.8

Figur 5.8 Gennemsnitlig (± 1 standardafvigelse) koncentration af NH₄-N i de fem målepunkter i forsøgsanlægget. (A) Målekampagne 1 og 2; (B) kampagne 3 og 4; (C) kampagne 5 og 6; og (C) kampagne 7 og 8. Fyldte søjler er kampagner uden recirkulering af afløbsvand til bundfældningstanken; grå søjler er kampagner med recirkulering.

Figur 5.9 (A) Gennemsnitlig fjernelse af ammonium-N i de to beplantede filteranlæg. og (B) gennemsnitlig afløbskoncentration i de 8 målekampagner som funktion af arealbelastning. Fyldte symboler er data fra det første bed, og åbne symboler er data fra det andet bed. Den stiplede linie indikerer fuldstændig fjernelse.

5.6.2 Nitrat 

Generelt fandtes ikke nitrat i tilløbet til forsøgsanlægget, undtagen i målekampagne 7 og 8 hvor spildevandet var påvirket af den kraftige nedbør (Figur 5.10). Ved recirkulering af afløbsvand tilføres nitratholdigt vand til bundfældningstanken, men dette blev i kampagne 1 og 3 fjernet (denitrificeret) i bundfældningstanken, da afløbet fra bundfældningen ikke indeholdt nitrat ved disse kampagner. I kampagne 6 og 8 fandtes imidlertid nitrat i afløbet fra bundfældningstanken, hvilket til dels skyldes den høje hydrauliske belastning og den deraf følgende lave opholdstid i bundfældningstanken i disse kampagner, og dels skyldes at spildevandet var fortyndet af nitratholdigt nedbør og overfladevand. Den gennemsnitlige nitrat-fjernelse (denitrifikation) i bundfældningstanken i kampagne 1 og 3 var 0,04 kg/døgn. 

Den gennemsnitlige (± 1 standard deviation) netto-nitrifikationsrate (nitrat-produktionsrate) i de to beplantede bede var henholdsvis 9,2 ± 7,3 g/m²/døgn i det første bed og 2,4 ± 3,0 g/m²/døgn i det andet bed. Nitrifikationsraten varierede imidlertid mellem 1,6 g/m²/døgn i kampagne 8, hvor temperaturen var lav og bedet var delvist oversvømmet pga. hydraulisk overbelastning, og 25,9 g/m²/døgn ved kampagne 4. 

Klik her for at se Figur 5.10

Figur 5.10 Gennemsnitlig (± 1 standardafvigelse) koncentration af NO₂+NO₃-N i de fem målepunkter i forsøgsanlægget. (A) Målekampagne 1 og 2; (B) kampagne 3 og 4; (C) kampagne 5 og 6; og (C) kampagne 7 og 8. Fyldte søjler er kampagner uden recirkulering af afløbsvand til bundfældningstanken; grå søjler er kampagner med recirkulering.

5.6.3 Total-kvælstof

Den gennemsnitlige fjernelse af kvælstof i bundfældningstanken var 0,04 kg/døgn eller ca. 10%, men reduktionen var meget variabel mellem kampagnerne. Overfladebelastningen på det første beplantede bed var gennemsnitligt 28±13 g/m²/døgn, og 9±5 g/m²/døgn blev fjernet i bedet. I det andet bed var belastningen lavere: 11±6 g/m²/døgn, og der var som gennemsnit ingen netto fjernelse af kvælstof i dette bed (Figur 5.11).

Recirkulering af nitrificeret afløbsvand til bundfældningstanken øgede fjernelsen af total-N ganske væsentligt, især i de to første kampagner med recirkulering. I de to sidste kampagner med recirkulering var det første bed delvis oversvømmet pga. hydraulisk overbelastning, og effekten af recirkulering var mindre. Fjernelsen af total-N var relateret til overfladebelastningen, og dette var særligt udtalt for det første bed. Der var dog ingen sammenhæng mellem overfladebelastning og afløbskoncentration (Figur 5.12).

Den gennemsnitlige renseeffekt overfor total-N i hele forsøgsanlægget var 56 ± 13%.  Renseeffekten var væsentligt højere med recirkulering (64%) end uden recirkulering (48%). 

Klik her for at se Figur 5.11

Figur 5.11 Gennemsnitlig (± 1 standardafvigelse) koncentration af total kvælstof i de fem målepunkter i forsøgsanlægget i Trige. (A) Målekampagne 1 og 2; (B) kampagne 3 og 4; (C) kampagne 5 og 6; og (C) kampagne 7 og 8. Fyldte søjler er kampagner uden recirkulering af afløbsvand til bundfældningstanken; grå søjler er kampagner med recirkulering.

Figur 5.12 (A) Gennemsnitlig fjernelse af total-kvælstof i de to beplantede filteranlæg og (B) gennemsnitlig afløbskoncentration i de 8 målekampagner som funktion af arealbelastning. Fyldte symboler er data fra det første bed, og åbne symboler er data fra det andet bed. Den stiplede linie indikerer fuldstændig fjernelse.

5.7 Fosfor

Koncentration af total fosfor i indløbet til bundfældningstanken var gennemsnitligt 16,6 ± 8,3 mg/L, men koncentrationen var meget variabel blandt andet på grund af fortynding fra nedbør og overfladevand i kampagne 7 og 8. Belastningen af bundfældningstanken varierede mellem 30 og 70 g/døgn (middel 50 ± 17 g/d), hvilket er flere gange højere end udledningen fra en enkelthusstand  (ca. 2,5 g/person/døgn). Den gennemsnitlige fjernelse i bundfældningstanken var 30 ± 18% af stofbelastningen, og recirkulering havde ingen effekt. I det første beplantede bed var rensegraden mellem 0,1 og 3,2 g/m²/døgn og gennemsnitligt 24±12%.

Rensegraden for fosfor i hele forsøgsanlægget varierede mellem 30 og 87% (middel 62 ± 18%).  De laveste renseeffekter blev observeret i kampagne 7 og 8, hvor der var høje vandbelastninger og fortyndet vand (Figur 5.13).

Figur 5.13: Gennemsnitlig (± 1 standard afvigelse) indløbs- og afløbskoncentration af total-fosfor i forsøgsanlægget i Trige i de otte målekampagner.

Den gennemsnitlige overfladebelastning af det første bed var 6,5±1,9 g/m²/døgn, og fjernelsen i bedet var 1,7±1,1 g/m²/døgn eller 25% af belastningen. I det andet bed var belastningen væsentligt mindre, 3,1±2,4 g/m²/døgn, og rensegraden i bedet var kun 3% som gennemsnit. Mængden fjernet i bedene steg med belastningen (Figur 5.14A). Med udgangspunkt i de gennemsnitlige indløbs- og afløbskoncentrationer af total-P til de to bede, blev den arealbaserede omsætningskonstant for total-P, k_TP, (m/døgn), beregnet til 0,24±0,20 m/døgn (middel ± 1 standardsfvigelse) for det første bed. Det ses tydeligt af figur 5.14(B), at omsætningskonstanten ikke er en konstant, men afhænger af arealbelastningen og typen af spildevand.

Figur 5.14 (A) Gennemsnitlig fjernelse af total-fosfor og (B) areal baseret omsætningskonstant for Total-P (k_TP, m/døgn) i de to beplantede filteranlæg i de 8 målekampagner som funktion af arealbelastning. Fyldte symboler er data fra det første bed, og åbne symboler er data fra det andet bed. Den stiplede linie indikerer fuldstændig fjernelse.

Det kalcit-baserede fosforfilter blev installeret efter kampagne 2. Da et væsentligt formål med målekampagnerne var at undersøge de beplantede filterbedes maksimale kapacitet til rensning af husspildevand, blev forsøgsanlægget meget hårdt belastet. Det betød, at den hydrauliske belastning af fosforfilteret blev meget stor, 13-50 m/døgn, og meget større end i foregående laboratorietests (Tabel 5.5). Vandets gennemsnitlige opholdstid i fosforfilteret blev kun mellem 28 og 99 minutter, i modsætning til opholdstider på >12 timer i de foregående laboratorieforsøg. Dette har tydeligvis påvirket resultaterne for fosforfilteret og bevirket, dels at kontakttiden har været for kort til en effektiv fældning, og dels at filteret er blevet mættet med fosfor hurtigere end forventet under ’normale’ driftsforhold.

Tabel 5.5 Gennemsnitlig målt hydraulisk belastning på forsøgsanlægget, overfladebelastningen af vand på kalcit-filteret samt beregnet opholdstid i kalcit-filteret i de seks målekampagner, hvor kalcit-filteret var installeret.  Opholdstiden er beregnet på basis af et udnytteligt porevolumen i filteret på 42%. 

På trods af den korte opholdstid i filteret (33 minutter) i kampagne 3 fjernede kalcit-filtrene fosfor rimeligt effektivt (75% reduktion).  Fosfor koncentrationen faldt fra 5,7±0,5 mg/L i tilløbet til filtrene til 1,4±0,6 mg/L i afløbet fra den sidste filterenhed (Figur 5.15). Ved denne kampagne bandt den anden og den tredje filterenhed mest fosfor, men den første bandt også fosfor. I de efterfølgende 2 kampagner faldt fosforbindingsevnen gradvist, først i den første filterbrønd, og derefter i de efterfølgende filterbrønde. I alt blev der bundet ca. 600 g fosfor i fosforfilteret, hvilket svarer til ca. 2,2 kg/m³.

Figur 5.15 (A) Gennemsnitlig (± 1 standardafvigelse, n=5) indløbs- og afløbskoncentration af total-fosfor i de tre kalcit-filtre i målekampagne 3-8; og (B) gennemsnitlig (± 1 standardafvigelse,n=5) mængde fosfor fjernet i de tre filtre.

5.8 Kalcium and pH

I bundfældningstanken faldt pH som forventet som følge af mineralisering (Figur 5.16B), og pH faldt ligeledes i det første bed som følge af  nedbrydning af organisk stof og nitrifikation. I kalcit-filtrene steg pH ca. en pH-enhed samtidig med at kalcium koncentrationen steg (Figur 5.16A). Ved passage gennem kalcit-filtrene steg kalcium koncentrationen gennemsnitligt fra 127 til 193 mg/L. Hvis det antages, at stigningen skyldes opløsning af CaCO₃, kan det estimeres, at ca. 40 kg kalcit var gået i opløsningen i løbet af forsøgsperioden. I det andet bed faldt kalcium koncentrationen svagt, og pH forblev næsten på det same niveau (Figur 5.16B).

Figur 5.16: Gennemsnitlig (± 1 standard afvigelse, n=30 eller 40) koncentration af (A) kalcium (Ca) og (B) pH i de 7 målepunkter i forsøgsanlægget. Målepunkter: 1: indløb til bundfældning; 2: afløb bundfældning; 3: afløb første bed; 3a: afløb første P-filter; 3b: afløb andet P-filter; 4: afløb tredje P-filter; 5: afløb andet bed.

5.9 Indikator bakterier

Fjernelsen af indikator bakterier i anlægget var ikke inkluderet i nærværende projekt. Reduktionen af indikator bakterier i systemet blev imidlertid gennemført som en del af et afgangsprojekt for en gæstestuderende, Angels Cabello, fra det tekniske Universitet i Barcelona.  Der blev gennemført fire målekampagner efter samme koncept som de øvrige undersøgelser (to med og to uden recirkulering), og spildevandets indhold af total coliforme bakterier, fækale coliforme bakterier og fækale streptokokker blev undersøgt. Resultaterne af de bakteriologiske undersøgelser er publiceret i en afhandling af Cabello et al. /2/, og hovedresultaterne summeres i de følgende afsnit.

Tabel 5.6 Koncentration (middelværdi ± 1 standardafvigelse, n=5) af indikator bakterier i forsøgsanlægget i Trige ved 4 målekampagner i november 2002 (kampagne A og B) og februar 2002 (kampagne C og D). Kampagne A og C var uden recirkulering, og kampagne B og D med recirkulering.

Den gennemsnitlige rensegrad for de tre grupper af indikator bakterierne var 99,5-99,9%, hvilket tyder på, at det vertikale filteranlæg effektivt fjerner patogene bakterier. Ved en hydraulisk belastning på 0,52-1,37 m/døgn reducerede det første vertikale bed indholdet af total coliforme bakterier med ca. 1,5 log-enheder, fækale coliforme bakterier med 1,7 log-enheder, og fækale streptokokker med 0,8 log-enheder (Tabel 5.6). I det andet bed, der modtog mindre mængder vand per areal (0,26-0,69 m/døgn) og allerede renset vand, var reduktionen af indikator bakterierne lavere.  Reduktionen af bakterierne var god og uafhængig af, om der blev recirkuleret afløbsvand tilbage til bundfældningstanken.  Omsætningskonstanterne for reduktionen af indikator bakterierne i det første bed, der modtog afløb fra bundfældningstanken, var 3,2 m/døgn for total coliforme bakterier, 3,3 m/døgn for fækale coliforme bakterier, og 2,1 m/døgn for fækale streptokokker. En mere detaljeret gennemgang af undersøgelserne kan ses i Cabello et al. 2002 /2/.

5.10 Samlet vurdering af erfaringer fra forsøgsanlægget i Trige

På baggrund af konstruktion og drift af forsøgsanlægget i Trige kan følgende informationer af relevans for konstruktion, dimensionering og drift af fuldskala anlæg til behandling af husspildevand i det åbne land udledes.

5.10.1 Temperatur og frostbeskyttelse

Der blev ikke i forsøgsperioden observeret problemer med tilfrysning af fordelersystemet på anlæggenes overflade. Den forholdsvis høje hydrauliske belastning af bedene kan have modvirket frostproblemer. Det kan ikke på basis af erfaringerne fra Trige udelukkes, at der kan opstå problemer med tilfrysning af fordelersystemet og bedenes overflade i strenge vintre, hvis der ikke træffes foranstaltninger til isolering af overfladen. Isolering med 20 cm træflis er anvendt i det ene bed i Trige, og laget har ikke haft synlig negativ effekt på planter eller fordeling af vand.  Det kan derfor anbefales, at fordelersystemet og filterets overflade isoleres ved udlægning af ca. 20 cm træflis (eller andet isolerende materiale) på overfladen.

5.10.2 Vandbelastning

Der blev observeret opstuvning af vand på overfladen af det lille bed første gang i kampagne 4 efter et døgn med megen nedbør og en hydraulisk belastning af anlægget på >10m³/døgn, hvilket svarer til en overfladebelastning på 2 m/døgn for det lille bed. I de efterfølgende kampagner, hvor den gennemsnitlige hydrauliske belastning på bedet i kampagnerne var mellem 0,5 og 1,2 m/døgn, blev der også observeret opstuvning af vand på bedets overflade.  Den maksimale hydrauliske belastning bør derfor ikke overstige 0,6 m/døgn, og det er ønskeligt, at der periodevis er væsentligt lavere belastning, således at en eventuel skorpedannelse på overfladen kan mineraliseres ved udtørring.

5.10.3 Iltmætning

Der opnås generelt en god iltmætning af spildevandet ved passage gennem et vertikalt filter (>60%) selv ved høje organiske belastninger. Såfremt spildevandet, der passerer fosforfilteret, indeholder restmængder af BI₅, vil iltindholdet falde og evt. helt forsvinde som følge af vandets lange opholdstid i det vandmættede fosforfilter. Renseklasserne, der skal opfyldes i det åbne land, indeholder ikke krav om iltmætning, og derfor er det ikke nødvendigt at sikre en yderligere iltning af vandet inden afledning fra fosfor-filteret.

5.10.4 Suspenderede stoffer

Tilledning af suspenderede stoffer til det beplantede bed bør holdes lavt med henblik at mindske risikoen for tilklogning af filterets overflade og deraf følgende problemer med opstuvning af vand. Det gennemsnitlige indhold af suspenderet stof i tilløbet til det første bed varierede mellem 50 og 140 mg/L i de 8 målekampagner. I alle tilfælde var indholdet i afløbet fra bedet <15 mg/L. Der kunne ikke observeres nogen sammenhæng mellem indhold af suspenderet stof i tilløbet til bedet og vand på overfladen af bedet. Det kan således antages, at fjernelsen af TSS i en 2 m³ bundfældningstank ved en husstand er fuldt tilfredsstillende, selv ved en 100% recirkuleringsrate af afløbsvand tilbage til bundfældningstanken. Reduktionen må, på grund af den korte opholdstid i bundfældningstanken i denne undersøgelse, forventes at være bedre end målt her. Renseklasserne, der skal opfyldes i det åbne land, stiller ikke særlige krav til reduktion af TSS, men indholdet i afløbet fra det beplantede bed bør være lavt for at mindske risikoen for tilklogning af det efterfølgende fosforfilter.  En tilstrækkelig reduktion opnås under alle de undersøgte belastningsforhold. Der skal derfor ikke træffes særlige forholdsregler i anlægget med henblik på at reducere TSS.

5.10.5 Biokemisk iltforbrug

Reduktionen af BI₅ var særdeles effektiv i de beplantede vertikale bede. Afløbskoncentrationen fra det første bed var gennemgående mindre end 10 mg/L. Afløbskoncentrationen steg med overfladebelastningen, og især i situationer hvor der var opstuvning af vand på bedenes overflade som følge af hydraulisk overbelastning. På baggrund af den estimerede omsætningskonstant for BI₅ i det første beplantede vertikale bed kan det beregnes, at der teoretisk skal anvendes mindre 1 m²/PE for at opnå 95% reduktion af BI₅. Recirkulering af nitrificeret afløbsvand tilbage til bundfældningstanken øger og stabiliserer omsætningen af BI₅, hvilket skyldes at spildevandet passerer filteret flere gange, samt at filteret udnyttes mere effektivt. Det kan derfor anbefales, at anvende recirkulering af afløbsvand til bundfældningstanken med henblik på at opnå en effektiv og stabil rensning for BI₅.

5.10.6 Nitrifikation

Den gennemsnitlige netto-nitrifikationsrate (nitrat-produktionsrate) i de to beplantede bede var henholdsvis 9,2 ± 7,3 g/m²/døgn i det første bed og 2,4 ± 3,0 g/m²/døgn i det andet bed. Nitrifikationsraten varierede imidlertid mellem 1,6 g/m²/døgn i kampagne 8, hvor temperaturen var lav og bedet var delvist oversvømmet pga. hydraulisk overbelastning, og 25,9 g/m²/døgn ved kampagne 4. Tages udgangspunkt i den gennemsnitlige nitrifikationsrate i det første bed, kan det konkluderes, at der som gennemsnit skal anvendes mindre end 2 m²/PE for at opfylde kravet om 90% nitrifikation.  Undersøgelserne viser også, at det er af afgørende betydning at opretholde umættede forhold i filteret. Der må derfor ikke forekomme tilklogning af bedets overflade som følge af hydraulisk overbelastning.  Recirkulering af nitrificeret afløbsvand til bundfældningstanken øger fjernelsen af total-N.  Renseklasserne, der skal opfyldes i det åbne land, stiller ikke særlige krav til reduktion af total-N, men det er selvfølgeligt ønskeligt at reducere udledningen mest muligt.

5.10.7 Fosfor

Undersøgelserne viser at bindingen af fosfor til mediet i de beplantede filteranlæg er yderst begrænset kvantitativt set.  Der sker nogen reduktion i bundfældningstanken (ca. 30%), men det er nødvendigt at etablere særlige foranstaltninger for at opfylde renseklasserne med krav om 90% reduktion af fosfor. Desværre blev kalcit-filtrene i denne undersøgelse kraftigt hydraulisk overbelastet af hensyn til at sikre stor belastning på de beplantede bede.  Dette bevirkede, at kontakttiden blev kort, og at fosforbindingskapaciteten i filtermaterialet blev forholdsvis hurtigt opbrugt. Undersøgelserne viser dog, at det er muligt at etablere et særskilt filter baseret på kalcit til reduktion af fosfor.  Kalcit materialet i Trige anlægget bandt ca. 2,2 kg fosfor per m³.  Dette er ca. en 10-faktor lavere end fundet i laboratorieundersøgelser. Det er dog muligt, at den korte kontakttid er en medvirkende årsag til den reducerede bindingsevne. Antages det, at bindingsevnen er som fundet i Trige-anlægget, kan det beregnes, at der skal bruges 1,3 m³ kalcit per husstand per år for at sikre en 90% reduktion af total-P. Vi forventer dog at kapaciteten er større ved længere kontakttid.  Dette undersøges p.t., bl.a. i fuldskalaanlægget ved Mosehuset (se også afsnit 7.2.9). 

I sidste halvdel af undersøgelsesperioden var der problemer med tilstopning og nedsat hydraulisk kapacitet af kalcit-filtrene ved Trige anlægget.  Det er uklart, om disse problemer skyldes en ’pakning’ af filteret som følge af delvis opløsning af kalcit-materialet med tiden, om det skyldes dannelse af biofilm (pga. at der i perioder blev tilledt vand til filteret med et forholdsvis højt indhold af BI₅), eller om det skyldes den høje hydrauliske belastning. I fuldskala anlæg er det afgørende, at der kan opretholdes en tilstrækkelig høj vandledningsevne i filteret i hele filterets driftsperiode (et år), og derfor er yderlige undersøgelser desangående påkrævede.

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

Version 1.0 November 2004, © Miljøstyrelsen.