NAVA Compact dokumentasjon av renseeffekten

Transkript

1 NAVA Compact dokumentasjon av renseeffekten April 2002 Sammendrag NAVA Compact er et renseanlegg for gråvann som brukes i kombinasjon med avløpsfritt klosett. NAVA Compact er utviklet og dokumentert gjennom det nasjonale FoU programmet Naturbasert avløpsteknologi. Renseanlegget omfatter slamavskilling, rensing i et biologisk filter med spesielle lettklinker og eventuell desinfisering med et UV-anlegg. Uten at effekten av slamavskillingen er inkludert, er det dokumentert at anlegget har en rensegrad på >90 for organisk stoff, >85 for fosfor og 40 for nitrogen. Kombinasjonen av NAVA Compact og avløpsfritt klosett gir en rensegrad på >95 for organisk stoff og fosfor og >90 for nitrogen. UV-behandlingen gir et vann som tilfredsstiller SFTs krav til badevannskvalitet. NAVA anbefaler at det tegnes serviceavtale som sikrer at anlegget fungerer etter hensikten og gir dokumentasjon til kommunen. Bakgrunn NAVA Compact er utviklet gjennom programmet Naturbasert avløpsteknologi (NAT- programmet) som ble gjennomført i perioden NAT-programmet var et nasjonalt FoU-program for utvikling og introduksjon av naturbaserte renseløsninger for avløpsvann. Programmet hadde bakgrunn i forskningsmiljøet på Ås, i første rekke Jordforsk og Norges landbrukshøgskole. Jordforsk var ansvarlig for ledelsen av programmet, mens Miljøverndepartementet sto for den grunnleggende finansieringen. De deltakende institusjoner, industri og ulike andre samarbeidspartnere bidro med mer enn halvparten av de samlede kostnadene på ca. 40 millioner kroner. En av problemstillingene innen NAT-programmet var å utvikle naturbaserte renseløsninger for gråvann fra hytter og hus, hvor det blir brukt alternative klosettløsninger (biologisk klosett, oppsamling i tett tank etc.). Resultatet av utviklingsarbeidet i NAT-programmet har NAVA brukt for å utvikle NAVA Compact, et prefabrikkert renseanlegg for gråvann. Anlegget produseres i to størrelser; et lite for enkelthytter og et stort for to hytter eller en enebolig. NAVA Naturbasert avløpsteknologi as - er et datterselskap av Jordforsk. NAVA leverer prefabrikkerte renseanlegg for gråvann (NAVA Compact våtmarksfilter og andre NAT løsninger) og prosjekterer og bygger naturbaserte renseanlegg for avløpsvann (NAVA Bed). Utforming og funksjon NAVA Compact anlegget består av to, alternativt tre, hovedelementer: 1. Slamavskilling enten i en tradisjonell slamavskiller eller et spesielt utviklet slamfilter. I slamfilteret filtreres avløpsvannet gjennom spesielle filterposer som skiftes en gang i året. Poser med innhold kan deponeres eller komposteres på egen tomt. Slamfilter benyttes primært der det ikke er kjørevei frem til hytta/huset. Både slamavskiller og slamfilter har integrerte pumpesumper. Slamavskilling er viktig for å fjerne større partikler og fett som kan tette igjen biofilteret. 2. Biologisk/kjemisk rensing i et filter av lettklinker (biofilter) hvor organisk stoff brytes aerobt ned og fosfor bindes kjemisk. I tillegg fjernes det en god del nitrogen og antall indikatorbakterier (termostabile koliforme bakterier - TKB) reduseres vesentlig. Filtermaterialet er en spesiell type lettklinker ( Leca-kuler Filtralite P) spesialutviklet som filtermateriale for avløpsvann. Et spesielt utformet spredesystem sørger for jevn fordeling av avløpsvannet over filteroverflaten. Dokumentasjon S1 F2 S2 Dokumentasjon NAVA Compact Side 2 av 6

2 3. Pumpekum / UV-behandling. Dersom det er behov for å pumpe det rensede avløpsvannet til resipienten kan det etter biofilteret settes inn en pumpekum. Settes det spesielle krav til desinfisering av det rensede avløpsvannet før utslipp til resipienten (pga. brønner, badeplasser etc.) kan det i pumpekummen monteres en UV-enhet (ultrafiolett belysning). Anleggene krever strøm (pumpen er på 500/600w). NAVA Compact anlegg for enkelthytte og 2 hytter/1bolig: Anlegg for enkelthytte med slamfilter med 3 poser og 2 m 2 biofilter Fra hytta Slamfilter med 3 filterposer alt. slamavskiller 1 m 3, Biofilter Biofilter2,0 4,5 m 2 2 Til resipient Fra huset/hytta Slamavskiller 2 m 3, alt. slamfilter med 5 filterposer Biofilter 4,5 m 2 Til resipient Anlegg for 2 hytter eller 1 hus med 2 m 3 slamavskiller og 4,5 m 2 biofilter Resipienten kan være infiltrasjonsgrøft, overflatevann eller sjø. Organisk stoff er utfordringen i gråvannet I tabellen nedenfor (fra tabell 6.1, Forurensningsregnskap for avløpssektoren, SFT rapport, 1996) er utslippet fra en bolig fordelt på hhv. svartvann (klosettavfall) og gråvann (øvrig avløpsvann). g P/p.d. g P/p.d. BOF 7 g/p.d. KOF g/p.d. Vannklosett (svartvann) 1,07 9, Gråvann 0,30 1, Sum 1,37 10, Andel fra gråvann () 22 * * Andelen reduseres stadig ved overgang til fosfatfrie vaskemidler. Som tabellen viser inneholder gråvannet i underkant av 70 av det organiske stoffet (BOF 7 ) i totalutslippet fra en bolig/hytte. Imidlertid inneholder det bare ca. 20 av fosforet og 10 av nitrogenet. Dokumentasjon S1 F2 S2 Dokumentasjon NAVA Compact Side 3 av 6

3 Den alt overveiende smitterisikoen er knyttet til svartvannet, selv om det også i gråvannet kan finnes et relativt høyt antall termostabile koliforme bakterier (TKB). Hovedproblemet med gråvann er følgelig organisk stoff, som er viktig å bryte ned for å unngå oksygensvikt i resipienten. Renseeffekter Dokumentasjon gjennom NAT-programmet Nedenfor gis det et sammendrag av resultatene i Jordforsk rapport nr. 140/97 Rensing av gråvann i kompakte filtre for boliger og hytter. Gjennom NAT-programmet ble det gjennomført en omfattende undersøkelse av 9 gråvannsanlegg installert i hytter og boliger. I tabellen nedenfor er det oppgitt bruken av anleggene, registreringsperioden, filterarealet av filterkummen, antall prøver som ble tatt fra anlegget og belastning fordelt hhv. på persondøgn (p.d.) og hydraulisk belastning. Anlegg Bruk Reg. periode Filterareal Prøver tatt Belastning år m 2 ant. Forurensing persondøgn Hydraulisk l/p.d. A Bolig 2 2, B Bolig 5 mnd 2, C Bolig 4,2 8 D Sommerhytte 2 2, E Sommerhytte 2 2, F Helårshytte 3 2, G Bedriftshytte 2 2,0 8 H Helårshytte 2 2, For hvert anlegg var det tre prøveuttakspunkter; etter slamavskilling, etter filterkum og etter UV-behandling, der dette var montert. For hvert prøveuttak ble det tatt ut en 5-liter blandeprøve som ble analysert for BOF 7 (biologisk oksygenforbruk), KOF (kjemisk oksygenforbruk), tot-n ( totalt nitrogen), NH 4 + -N (ammoniumnitrogen), NO 3 - -N (nitratnitrogen), SS (suspendert stoff), ph og TKB (termostabile koliforme bakterier). Prøveuttaksfrekvensen varierte med anleggstypene. Totalt ble det tatt ut 59 prøver for analyse. Anlegg Utslippskonsentrasjon Rensegrad* Org. stoff mg BOF 7 /l mg tot-p/l mg tot-n/l Org. stoff A 7,7 0,11 6, B 6,3 0,80 7, C 7,9 0,20 6, D/E 7,4 0,31 8, F 22,7 0,29 5, G 25,9 0,58 10, H 9,4 0,08 8, Middelverdi 12,5 0,34 7, St. avvik 8,2 0,26 1, * Rensegraden ble beregnet kun over filterkummen, dvs. at renseeffekten av slamavskillingen ikke er inkludert. Dokumentasjon S1 F2 S2 Dokumentasjon NAVA Compact Side 4 av 6

4 Anlegg F hadde flere uforskyldte uhell i prøveperioden som påvirket renseeffekten. Anlegg G ble konvertert fra vanlig hyttebruk til bedriftshytte og ble dermed hardt belastet. I snitt var utslippet av organisk stoff 12,5 mg BOF 7 /l og fosfor 0,34 mg tot-p/l. Dette er vesentlig lavere enn kravet til typegodkjente minirenseanlegg på hhv. 20 mg BOF 7 /l og 1 mg tot-p/l. En må forvente at filterets evne til å rense fosfor reduseres med tiden, fordi filtermaterialet mettes med fosfor etter hvert. Er det spesielt ønskelig å fjerne fosfor kan filtermaterialet skiftes ut slik at forsforfjerningskapasiteten opprettholdes. For å sikre en optimal hygienisering kan NAVA Compact utstyres med en UV-desinfeksjonsenhet. Effekten av denne ble testet i NAT-programmet med følgende resultat: Anlegg Før UV-behandling ant. TKB/100 ml Etter UV-behandling ant. TKB/100 ml A 10 - > B C D/E F 0 > G 10 > >5 000 H Resultatene viser at UV-desinfeksjonsenheten gir et avløpsvann som i de fleste tilfeller tilfredsstiller SFTs krav til godt egnet badevann (<100 TKB/100 ml). Effekten er sterkt avhengig av at UV-lampen skiftes iht. leverandørens spesifikasjon. Anleggene som ble undersøkt i NAT-programmet var bygget opp med flere ulike filtermaterialer, både i type og sammensetning. Erfaringene fra de beste anleggene er videreført i NAVA Compact. Det medfører at anlegget har en rensegrad tilsvarende de beste anleggene og at innholdet av TKB i anlegg med UV-enhet tilfredsstiller kravet til SFTs krav til godt egnet badevann. Den totale renseeffekten NAVA Compact / avløpsfritt klosett For å kunne sammenligne kombinasjonen NAVA Compact og avløpsfritt klosettsystem med andre løsninger, som rensing i kommunale kloakkrenseanlegg, bør vi ta hensyn både til rensegraden i NAVA Compact og effekten av at det ikke er noe utslipp fra klosettet. Dette er oppsummert i tabellen nedenfor: BOF 7 g/p.d. g totp/p.d. g totn/p.d. Totalt produsert 41 1,37 10,8 Svartvann - holdt tilbake i klosettet/tanken 13 1,07 9,6 Gråvann holdt tilbake i NAVA Compact 27 0,27 0,4 Renset eller tilbakeholdt 40 1,34 10,0 "Rensegrad" Ved utregningen av renseeffekten ved rensing av gråvann er den midlere renseeffekten av alle anleggene som deltok i NAT-programmet brukt. Fordi den beregnede renseeffekten ikke tok hensyn til effekten av slamavskilling vil rensegraden i realiteten være noe høyere enn det som er oppgitt i tabellen over. Benyttes typegodkjent biologisk klosett vil denne beregningen være dekkende. Benyttes klosett med lavt spylevolum og oppsamling i tett tank vil det medføre økt belastning på det kommunale renseanlegget og et dårligere renseresultat totalt enn det som oppgis i tabellen. Dokumentasjon S1 F2 S2 Dokumentasjon NAVA Compact Side 5 av 6

5 Utslippskonsentrasjoner målt på NAVA Compact anlegg Høsten 2001 startet Jordforsk og NAVA et prosjekt for å dokumentere renseeffekten av installerte NAVA Compact anlegg. Det ble tatt ut prøver fra 7 hytteanlegg som ble analysert for total fosfor, TOC, BOF 5 og på tre anlegg termostabile koliforme bakterier. Anlegg Bakterier Organisk stoff TKB/100 ml Tot. P mg/l TOC mg/l BOF 7 mg/l NC ,03 8,4 NC ,08 9,1 <10 NC4011 0,31 13,8 <10 NC ,51 19,6 <10 NC4013 0,02 18,7 18 NC4015 0,19 9,2 18 NC4033 0,07 8,4 <10 Gjennomsnitt 0,17 12,5 Som det går frem av tallene er renseeffekten meget tilfredsstillende og godt under de gamle kravene som ble satt til typegodkjente renseanlegg (hhv. 1 mg tot-p og 20 mg TOC pr. liter). Den hygieniske statusen er særdeles god, sammenlignet med at kravet til god badevannskvalitet ligger på TKB pr. 100 ml. Når en også tar i betraktning at gråvannsrenseanlegget brukes sammen med et avløpsfritt klosett, vanligvis biologisk klosett, blir det samlede utslippet helt marginalt og antakelig vesentlig bedre enn både kommunale kloakkrenseanlegg og minirenseanlegg. Analyseprogrammet vil bli fortsatt i Serviceavtale For at NAVA Compact skal fungere etter hensikten over tid, må anlegget ha regelmessig tilsyn og vedlikehold. Dette omfatter kontroll av pumper og ledninger, rengjøring av dyser, skifting av filterposer etc. NAVA tilbyr en serviceavtale hvor nødvendig vedlikehold foretas en gang i året på hytteanlegg og to ganger i året på boliganlegg. Etter hvert servicebesøk utarbeides det en kortfattet rapport som sendes anleggseier og kommunen. En serviceavtale er en sikkerhet for kommunen om at anlegget til en hver tid fungerer etter hensikten. Litteraturhenvisning Mosevoll, G., L. Andreassen og J. Jacobsen Forurensningsregnskap for avløpssektoren. SFT rapport 96/19, 34 sider. Westlie, L Rensing av gråvann i kompakte filtre for boliger og hytter. Jordforsk rapport nr. 140/97, 18 sider. Dokumentasjon S1 F2 S2 Dokumentasjon NAVA Compact Side 6 av 6