|
Membranfiltrering til rensning af gråvand for vandgenbrug i ejendomme 4 Måleprogram, trin 1: Indledende screening
Måleprogrammet bestod af to trin. Trin 1's kemiske og mikrobiologiske analyseparametre var baseret på Miljøstyrelsens forslag til analyser af gråt spildevand (bilag A). Trin 2's analysepakke blev designet baseret på resultaterne fra trin 1 med henblik på dokumentation af anlæggets rensningseffekt. Måleprogrammet for trin 2 blev diskuteret og godkendt af Miljøstyrelsen. Perioder for prøveudtagning og analyselaboratorier (trin 1) Prøver af gråt spildevand blev indsamlet, transporteret og analyseret for kemiske og mikrobiologiske parametre af laboratorierne ROVESTA Miljø I/S, Nykøbing Falster og Miljølaboratoriet Storkøbenhavn I/S i Glostrup efter gældende standarder. Prøver blev indsamlet og analyseret d. 8. juli 2003 og 16. juli 2003. Detaljerne vedrørende de anvendte metoder er ikke beskrevet i rapporten. Der henvises til de nævnte relevante standarder og til det udførende laboratorium. 4.1 Indledende testundersøgelse af forskellige typer nano- og ultrafiltreHos Uniq Enviro blev der den 3. juli og 7. juli 2003 udført screeningstest med det formål at fastlægge typen af membran der skulle anvendes i de efterfølgende forsøg i pilotanlæg. Nedenfor ses et foto af testanlæg der blev anvendt til screeningstest af membraner. Figur 4.1 Testanlæg anvendt til screening af membraner
Følgende membrantyper blev testet til filtrering af gråvand, hvor membranmaterialet er angivet i parentes: Ultrafiltreringsmembraner:
Nanofiltreringsmembraner:
Generelt er tilbageholdelsen af suspenderet stof større ved nanofiltrering end ved ultrafiltrering, hvilket også fremgår af tabel 4.2. I ovenstående er anvendt følgende forkortelser for membran materialer: PVDF (polyvinylidenefluorid) I screeningstesten blev der for hver membran udført målinger af pH, farve, suspenderet stof og turbiditet i indløb og udløb. Endvidere blev der målt tryk og flux under testen. Resultater fra screeningstesten er angivet i nedenstående tabeller 4.1. og 4.2. Tabel 4.1. Fysiske forhold ved screeningstest. Der har været benyttet 2 filterplader pr. membrantype
Tabel 4.2. Kvalitet af renset vand fra screeningstests sammenlignet med gråt spildevand fra Ryesgade nr. 1.
1) mg Pt /l = Platin/cobolt analyse Det ses af resultatet af rensningen, at det ikke med denne type gråvand har den helt store betydning, om der arbejdes med høje eller lave flux'er. Drift ved lave flux'er er forbundet med det mindste energiforbrug. Udfra rensningsgrad blev membrantypen HL51 (nanofiltrering) valgt til den videre test, idet det rensede vand fra denne membran havde den laveste koncentration af suspenderet stof og turbiditet. Det må forventes, at den valgte HL51-membran ikke kan arbejde med så høje flux'er som de hydrofile ultrafiltreringsmembraner, men den blev valgt pga. den bedste rensning for suspenderet stof og den laveste turbiditet. Med den valgte nanofiltrering viser forsøget således kun det bedste renseresultat. Det vurderes dog ud fra resultaterne af screeningsforsøget, at ved samme forsøg med ultrafiltrering, ville renseresultatet kun blive en smule dårligere. Ved større membrananlæg med kapacitet på 10 m3/time, kan der være en betydelig mindre anlægsudgift og energiforbrug ved at benytte ultrafiltrering ved lavere tryk og større kapacitet (flux). 4.2 Pilotforsøg med nanofiltrering - Kemiske og mikrobiologiske analyse parametre og resultaterDen 15. juli 2003 blev der udført pilotforsøg med nanofiltrering med den udvalgte membran af typen HL51. I figur 4.2 ses pilotanlæg under testen af den udvalgte membran. Figur 4.2. Pilotanlæg under test af udvalgt membran.
Det grå spildevand i palletanken blev opblandet med en stavpumpe. Vandtemperaturen ved forsøget var 8,5°. Herefter blev der fra palletanken udtaget en gråvandsprøve af indløbsvandet til filtreringsanlægget. Der blev benyttet et vandflow i filtret (crossflow) på 4 m3/time og 4 filterplader. Gråt spildevand (ca. 55 liter) blev fyldt på filtreringsanlægget, hvorefter det recirkulerede i 5-10 min. med et vandflow på ca. 65 liter/min. Efter filtrering blev ca. 37 liter rent filtervand udtaget og opblandet i beholder der blev renset med sprit indvendigt. Opholdstiden i beholder var ca. 2 timer. Fra denne beholder blev udtaget prøver til laboratorium til analyse af udløbskvalitet fra filtreringen. 4.2.1 Analyseparametre og analyserPrøverne blev udtaget fra pilotanlægget og opsamlet i prøvebeholdere, som var udleveret af Miljølaboratoriet i Glostrup. Prøverne blev opbevaret ved 5° og kørt til laboratoriet den efterfølgende morgen. Således blev de mikrobiologiske analyser påbegyndt indenfor et døgn efter prøveudtagelse, sådan som standarderne foreskriver. De analyserede parametre og resultater er vist i tabel 4.3. Tabel 4.3 Analyseresultater fra ind- og udløb fra forsøgsanlæg med nanofiltrering med menbramtype HL51.
a Sandsynlighed for mikrobiologisk forurening af flitreret vand i beholder. Kemiske analyseresultater fra trin 1 Rensningsgraden for de kemiske parametre i pilotanlægget var mellem 50 – 95%, hvorimod der ikke fandtes nogen rensningseffekt for mængden af organisk stof som var 20 mg/l (BOD). Det rensede vand havde et indhold af suspenderet stof på 1,8 mg SS/l, turbiditeten var 0,63 FTU og COD på 37 mg/l. Med det lave indhold af SS er det velegnet til vandgenbrug og en efterfølgende UV-lys behandling for at fjerne mere af den mikrobiologiske forurening. Mikrobiologiske analyse resultater fra trin 1 Det urensede og opbevarede grå spildevand indeholdt omkring 106 per 100 ml af termotolerante coliforme bakterier og kim v/ 22°C og 37°C (tabel 4.3). Der blev endvidere også påvist enterokokker og Aeromonas hydrophila i urenset gråt spildevand, hvorimod Legionella spp. ikke kunne påvises i urenset eller renset gråt spildevand. Efter nanofiltrering og en kort opholdstid i opsamlingsbeholder var der sket en markant reduktion i antallet af især termotolerante coliforme bakterier og enterokokker (99,9% reduktion i kimtallet). Reduktionen i antal kim v/ 22°C og 37°C (herunder antal hæmolytiske kim), antal coliforme bakterier og antal Aeromonas hydrophila var noget mindre. Da nanofiltrering normalt vil kunne forventes at medføre en højere reduktion af antallet af disse parametre, så indikerer resultaterne, at opsamlingsbeholderen ikke var steril og det behandlede vand blev tilført bakterier som var i beholderen. De undersøgte fækale indikatorbakterier forekom derimod tilsyneladende ikke som en del af den naturlige mikroflora i beholderen (se også resultaterne fra trin 2). De angivne kimtal ved analyser af urenset gråt spildevand for hæmolytiske kim dyrket v/ 37°C (>15.000 cfu per ml) og coliforme bakterier (>16.000 cfu per ml) skyldes metodemæssige problemer, herunder med korrekt valg af fortyndningsrækker, ved laboratoriets analyser af disse prøver. Dette medførte, at en sammenligning og udregning af rensningsgraden (%) af kimtal i urenset og renset gråt spildevand ikke var mulig for disse to parametre. Foreløbig konklusion Det vurderes overordnet, at det urensede og opbevarede grå spildevand har en sammensætning og et indhold af partikulære stoffer (repræsenteret ved parameterne suspenderet stof og turbiditet) samt tilstrækkelige høje kimtal til at det grå spildevand kan anvendes til de videre undersøgelser til fastlæggelse af anlæggets rensningseffekt (trin 2). Høje kimtal i det urensede grå spildevand er vigtige, så kimtalsreduktioner ved de efterfølgende behandlinger er målbare. Da prøver af renset gråvand ikke blev udtaget umiddelbart efter nanofilteret, men fra opsamlingsbeholderen kan den præcise rensningseffekt af nanofiltrering ikke fastlægges. Dette skyldes, at graden af tilførsel af såvel kemiske stoffer og mikroorganismer under opbevaring er ukendt. Dette forhold vil blive ændret i trin 2, hvor vandprøven udtages umiddelbart efter filter.
|
