Resultat undersøkelse av renseevnen til kommunale små renseanlegg i spredt avløp i Ringerike/Hole

Transkript

1 Resultat undersøkelse av renseevnen til kommunale små renseanlegg i spredt avløp i Ringerike/Hole Innlegg på seminar i Vannforeningen , Vitenparken i Ås: Opprydding i spredt avløp, hvor står vi nå? Trond Mæhlum

2 Innhold Avgrensing av rensemetode: Filterbed anlegg Kort om utvikling av metoden for norske forhold Design og utbredelse i Norge Eksempel på tidligere undersøkelser KUR-anleggene ved Steinsfjorden i Ringerike/Hole Evaluering av renseevne og driftserfaringer Kostnader ved utskifting av masser Konklusjoner

3

4 Renseanlegg som er vurdert: Konstruert våtmark/filterbed anlegg Komponenter: 1. Tradisjonell trekamret slamavskiller 2. Biologisk behandling i forfilter (biofilter i porøse media) eller bioreaktor (neddykket biofilter) 3. Fosfor filter i porøse media med høy bindingsevne for P Utslipp til resipient (vassdrag, evt via landbruksdren)

5 Filterbed komponenter i anlegget

6

7 Bakgrunn: Store områder i spredt bebyggelse har jord med tynn morene eller leire: marginal infiltrasjonsevne og lang avstand til ledningsnett/ra Det trengs en større meny av rensemetoder for spredt bebyggelse! Kvartærgeologisk kart: blått = leire, rosa = tynn morene, gul og oransje = sand/grus

8 Norsk tilpasning av våtmarksfiltre/filterbed: Kaldt vinterklima Sensitive resipienter høye fosforrensing

9

10 P-sorption in batch tests and fullscale natural systems for wastewater treatment (2003) mg/kg Sand Fe-rich sa. Shellsand LWA Nor* Batch Full scale * FiltraliteP

11 Volume filtermedia needed to sorb P emitted from one person over 15 years Batch mg/kg Sizing mg/kg Density g/cm 3 m 3 / person Fe rich sand Shell sand ,4 9, ,7 6,0 LWA Norway* ,7 6,0 *Filtralite P

12 Første generasjon av våtmarksfilter/filterbed anlegg

13 Forfilter/biofilter Porøse filtermedia med stor overflate for biofilmprosesser Funksjon forfilter: Redusere BOF (nitrifikasjon) Mindre fare for gjentetting i P-filter March 2015, Třeboň, the Czech Repubic

14 Eksempler på forfilter i domer av glassfiber og i plassbygde filterhus

15 Filterbed: Hvidsten gård i Høbøl

16

17 Filterbedanlegg i Norge (<50 pe)

18 Relativ betydning av forfilter og P-filter for a) BOF 7, b) TP og c) TN The range of contaminants (mg/l) in selected samples of Norwegian domestic wastewater entering small on-site treatment systems and in the effluents from these systems. Parameter Inlet content Outlet content Min Mean St. D. Max Min Mean St. D. Max BOD < COD < TSS < TOC P tot N tot N NO2+NO3 N-NH Cl ph >12.0

19 Tot-P, mg/l Utløpskonsentrasjoner av fosfor fra 13 norske filterbed med Filtralite-P 3,000 2,500 2,000 1,500 y = 0,1731x - 0,1148 R² = 0,6348 1,000 0,500 0,000-0, År i drift Jenssen et al. 2005)

20 KUR prosjektet Kloakksanering Uten Rør Hole og Ringerike kommune Hurumåsen og Åsa langs nordlige delen av Steinsfjorden

21 KUR prosjektet Mål: bedre vannkvalitet i Steinsfjorden 1998: GIS avløp registrering av små anlegg Lokale naturbaserte løsninger, eller overføring til kommunalt RA? 2001: KUR igangsatt av Ringerike og Hole kommune : planlegging og bygging av 16 renseanlegg av typen filterbed bygget i kommunal regi for PE i Ringerike, 6 anlegg i Hole Filtermasse: Skjellsand og lettklinker (Filtralite-P) Krav: P < 1 mg/l, BOF < 20 mg/l, E.coli <100/100 ml : Anlegg er fulgt opp og prøvetatt, P rensing dårlig 2013 Ringerike kommune ønsker å avvikle anleggene 2014: 14 av anleggene evaluert av NMBU og NIBIO (Bioforsk). Hittil det største datamaterialet på evaluering av FB-anlegg eldre enn 5 år i Norge 2017: Status presenteres av kommunen i neste innlegg!

22

23 KURanlegg ved Steinsfjorden

24 Fosfor rensing i våtmarks/filterbedanlegg - Ringerike Gjennomsnittlige utslippskonsentrasjon for Tot-P (mg/l) og anleggets driftsår (år siden anleggsstart) (Jenssen et al. 2014)

25 BOF rensing i våtmarks/filterbedanlegg - Ringerike Gjennomsnittlig renseevne biokjemisk oksygenforbruk (BOF) for alle anleggene (mg/l) (Jenssen et al. 2014)

26 E.Coli rensing i våtmarks/filterbedanlegg - Ringerike (Jenssen et al. 2014) Gjennomsnittlig utslippskonsentrasjon av indikatorbakterien E.coli (antall/100 ml)

27 Total P (mg/l) BOF_5 (mg/l) Log (E.Coli) Eksempel: Anlegg Sandvika, 13 hus, 46 PE 48 Sandvika (B OF_5) Sandvika (E.coli) EU krav (500/100ml) Norsk krav (100/100ml) 0 01/01/ /01/ /01/ /01/ /01/2010 Dato 01/01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/2010 Dato 01/01/ /01/ /01/ /01/ Sandvika (Total P) /01/ /01/ /01/2010 Dato 01/01/ /01/

28 Total P (mg/l) BOF 5 (mg/l) Log (E.Coli) Anlegg Vegård: 20 hus og skole, 120 PE Vegård (B OF 5) Vegård (E.Coli) EU krav (500/100ml) 24 2 Norsk krav (100/100ml) /01/ / 01/ /01/ / 01/ /01/ /01/2010 Dato 01/ 01/ /01/ / 01/ /01/ / 01/ / 01/ / 01/ /01/ /01/ /01/2010 Dato 01/01/ /01/ /01/ /01/2014 Vegård (Total P) /01/ / 01/ /01/ / 01/ /01/ / 01/2010 Dato 01/01/ / 01/ /01/ /01/

29 Total P (mg/l) BOF-5 (mg/l) Log (E.coli) Anlegg: Rakkestad, 2 hus, 5 PE Rakkestad (B OF_5) 4 Rakkestad (E.coli) EU krav (500/100ml) 2 Norsk krav (100/100ml) /01/2005 Dato 01/01/ /01/ /01/2005 Dato 01/01/ /01/2015 Rakkestad (Total P) /01/2005 Dato 01/01/ /01/

30 Total P BOF_5 Log (E.coli) Anlegg Gunnerenga, 30 hus, 120 PE 48 G unnerenga (B OF_5) 4 G unnerenga (E.coli) 36 3 EU krav (500/100ml) Norsk krav (100/100ml) /01/ /01/ /01/ /01/ 2010 Dato 01/01/ /01/ / 01/ /01/ /01/ /01/ 2010 Dato 01/01/ /01/ G unnerenga (Total P) /01/ /01/ /01/ 2008 Dato 01/01/ / 01/ /01/

31 Driftserfaringer/problemer Ustabil rensing P- utslipp over 1 mg/l for flertallet av anlegg etter få år Problem med alarmer Problem med kalkutslipp fra filterbed (estetisk) Fremmedvann inn i anleggene Periodisk lukt (korte perioder) Problemer med pumper og styringselektronikk Tette dyser i biofiltre Ujevn fordeling til filter

32 Årsaker dårlig P-rensing Dårligere egenskaper til materialet enn forventet Overbelastning i forhold til dimensjonering Feil dimensjonering, for lite filtermateriale Forbehandling fungerer ikke bra Dårlig fordeling av vannet i filteret Feil vannivå i P-filteret

33 Tiltak forlenge levetiden Bytte hele eller deler av P-filteret regelmessig basert på utslippsnivå Etablere nytt rensetrinn for P etter filterbasseng (kompakt P- filter som lett kan byttes) Bedre fordeling i filterbasseng slik at hele filteret nyttes Kjemisk felling i forkant av anlegget

34 Kostander ved utskifting av filtermasser for 14 KUR anlegg Nåverdivurderinger for investeringskostnader og som årlige kostnader for en 40 årsperiode Forutsetninger: levetid filtermasser 10 år, rentenivå 2,5 og 4%,. Investeringskostnader ved å bytte filtermasser i 2014 var ca 7,8 mill som er ca 50% av alternativ beregning (Skoglund 2013) Levetid betyr og hvor mye som erstattes betyr mye for beregninger, rente mindre betydning 10 års levetid for filtermasser er antagelig for optimistisk

35 Gjenbruk brukt filter Jordbruksareal: Plantedyrking korn og oljevekster (12 mnd lagring) Jordproduksjon: Tilslag i jordblandinger til plantedyrking, veksthusjord (12 mnd lagring) Grøntarealer: Innblanding i jord til plener, veg rabatter, fotballbaner, grøntarealer etc. Spesielle produkter: Lett vekstjord til grønne tak Terrengregulering og -rehabilitering, utfylling Dekkmasse: på avfallsdeponier NB! filtre med høyt kalkinnhold må doseres i forhold til kalkeffekt

36 Konklusjoner Filterbed anlegg renser generelt bra for organisk stoff og smittestoff (E.coli) hvis bygget i henhold til VA-miljøblad 49 Fosforrensing er som regel bra de første 5 årene, men bindingskapasiteten er variabel og generelt dårligere enn forventet over tid (utforming, filtertype og belastning påvirker) og ikke >15 år som tidlige studier antok Levetiden (mht P) kan forlenges ved periodisk utbytting av filtermasser. Utskifting av filter er kostbart, men alternativene (nytt avløpssystem) kan være dyrere Det finnes gode løsninger for anvendelse av brukt filtermasse (ikke avfall) Filterbed er robuste anlegg - og dagens nye anlegg er forhåpentligvis bedre enn KUR anleggene, MEN norsk design gir store anlegg med mange komponenter: Krav til regelmessig tilsyn og jevnlig skifte av filter er vanskelig å få til i praksis, slik det også er for sandfiltre

37 Veien videre Hvor det er krav til P-rensing må leverandørene være tydeligere på levetid mht P-binding og behov for utskifting av filtermasser Flere eldre filterbedanlegg bør evalueres VA miljøblad 49 bør oppdateres med nye info Kommunalt eierskap til små renseanlegg bør evalueres En stor utfordring er å lage gode renseløsninger i for spredt avløp i leirjordsområder: Kan vi ved god forbehandling/videreutvikle jordhaug/etablere grunne filterbed uten bunntetting - I større grad utnytte leirjord til infiltrasjon og rensing?