Avløpsløsninger for enkelthytter og mindre hyttefelt Jens Chr. Køhler, Bioforsk Jord og miljø Molde 27. mai 2009
Renseløsninger Infiltrasjonsanlegg Prefabrikkerte gråvannsrenseanlegg Minirenseanlegg Filterbedanlegg Sandfilteranlegg Slamavskiller med direkte utslipp
Infiltrasjonsanlegg Etableres i stedlige jordmasser som grøfter eller basseng Vertikal strømning ned gjennom fordelingslaget og videre ut i stedlige jordmasser Vannet renses via mekaniske, kjemiske og biologiske prosesser ved at avløpsvannet filtreres gjennom naturlig lagrede jordmasser Forutsetter selvdrenerende jordmasser med god renseevne Anbefales i områder definert som normale og følsomme Stor utbredelse i Norge og andre land
Infiltrasjonsanlegg - komponenter Slamavskiller for tilbakeholdelse av faste partikler og flyteslam Pumpekum med pumpe for støtbelastning av infiltrasjonsfilteret, samt alarm for høyt vannivå Fordelingskum er et alternativ til pumpekum dersom infiltrasjonsanlegget etableres med selvfall Infiltrasjonsfilter utformet som grøfter eller basseng Infiltrasjonsfilteret er oppbygd av fordelingslag av pukk eller grov Filtralite (leca), infiltrasjonsrør for trykkfordeling eller selvfall og manifoldrør ved trykkfordeling Masseseparasjonssperre og eventuell isolasjon før stedlige og/eller tilkjørte masser fylles over filteret Peilerør for kontroll av eventuell vannoppstuving i fordelingslaget
Viktige momenter infiltrasjonsanlegg Riktig grunnundersøkelse - uttak av representative prøver Gjøre undersøkelser på riktig dybde i jordprofilet Etablere grøftene på tvers av terrenghelningen Være nøyaktig ved graving av grøfter eller bassengbunn horisontal flate i riktig høyde Pukken som benyttes i fordelingslaget må være fri for underkorn og finstoff. Ikke vanlig grøftepukk, men 12-22 mm, eks. 12-16 mm Etablere peilerør der det er muligheter for det kontrollpunkt Dersom det skal kjøres til filtersand, er det viktig at denne er av riktig kvalitet
Utforming av infiltrasjonsfilter Ved prosjektering av infiltrasjonsanlegg, er det viktig å gjennomføre grundige grunnundersøkelser slik at lokalisering og utforming av infiltrasjonsfilteret er tilpasset den aktuelle lokaliteten Avhengig av jordmassenes sammensetning, mektighet og utstrekning etableres infiltrasjonsfilteret dypt, grunnt, på overflaten eller som et oppbygd filter Ved å benytte alle varianter mht. utforming av infiltrasjonsfiltre, kan det være muligheter for å benytte infiltrasjon i stedlige jordmasser på flere lokaliteter enn bare de tradisjonelle lokalitetene der man har permeable jordmasser med stor mektighet Det er viktig å tilpasse filterets utforming til jordmassene på den aktuelle lokaliteten slik at jordmassenes renseegenskaper utnyttes optimalt Generelt bør et infiltrasjonsfilter etableres så høyt opp i jordprofilet som mulig slik at avstand til grunnvann, fjell eller tette masser er størst mulig (minimum 50 cm) Grøftebredder kan variere fra 0,8 til 1,2 meter, og grøftelengde bør ikke overstige 25 meter Infiltrasjojnsfiltre kan og bygges som bassenger, åpne eller lukkede.
For hvem er det aktuelt med infiltrasjonsanlegg? Aktuell avløpsløsning dersom det kreves mer enn kun slamavskilling Anbefales i følsomme og normale områder da det er en driftssikker løsning med svært god reneevne Krever imidlertid tilgjengelige areal med egnede løsmasser med tilstrekkelig mektighet, samt at anlegget må plasseres slik at forurensning av drikkevannskilder og overflatevann ikke forekommer Krever at det gjennomføres grunnundersøkelser og vurdering av forurensningsmessige konsekvenser av firma med nødvendig hydrogeologisk kompetanse I mange tilfeller vil infiltrasjon være rimeligste løsning for å tilfredsstille kommunens krav til rensing av avløpsvann
Hovedtyper infiltrasjon
Infiltrasjonsanlegg Fordeler og ulemper Svært god renseevne og gir god smittebeskyttelse når de er riktig bygget Driftsekstensiv løsning som krever lite tilsyn Lave investerings- og driftskostnader Normalt den beste avløpsløsningen ut i fra hygieniske og forurensningsmessige betraktninger og som regel også ut i fra økonomiske betraktninger Krever et visst tilgjengelig areal av egnede løsmasser med tilstrekkelig mektighet Diffust utslipp av renset avløpsvann nedstrøms infiltrasjonsområdet Krav til lokalisering av infiltrasjonsfilter i fht. eventuelle forurensningskonflikter med overflateresipienter eller drikkevannskilder Krav om prosjektering av anlegg - krav til grunnundersøkelser og vurdering av forurensningsmessige konsekvenser av firma med nødvendig hydrogeologisk kompetanse
Gråvannsrenseanlegg med biofilter Prefabrikkert renseanlegg for behandling av gråvann fra hytte eller bolig Hovedsakelig fjerning av organisk materiale som er hovedkomponenten i gråvann Bruk av filtermateriale med høy P-bindingskapasitet medfører også binding av fosfor Utbredt bruk i hytteområder de senere årene Forutsetter separat toalettløening, eks. biologisk toalett, forbrenningstoalett eller lavtspylende toalett til tett tank
Gråvannsanlegg - Komponenter Slamavskiller eller slamfilter for tilbakeholdelse av faste partikler og flyteslam Separat pumpekum eller integrert pumpesump i slamavskiller/-filter med pumpe for støtbelastning av biofilteret, samt alarm for høyt vannivå Biofilter for fjerning av organisk materiale og fosfor. Slamavskilt gråvann spres på filterflaten med dyse(r) eller dryppslange Utslippsfilter til stedlig jordmasser for etterpolering av renset gråvann i stedlige jordmasser enten med selvfall til grøft eller støtbelastet jordhaug (pumpekum og jordhauginfiltrasjonsfilter) Utløpsrør for direkte utslipp av renset vann dersom dette ledes direkte til resipient Alternativt hygieniseringstrinn før ettepoleringsgrøft eller utløpsrør
Dimensjonering av biofilter for gråvann Småanlegg (1-7 hytter) Biofilter for 1 liten hytte: Filterflaten minimum 2 m2 Biofilter for 2 små hytter: Filterflate minimum 4 m2 Tilsvarende 175 liter per m2 ved bruk av 350 liter vann per hytte og døgn Biofilter for 1 hytte med mer enn 6 sengeplasser: Filterflaten minimum 4 m2 Biofilter for 2 hytter med mer enn 6 sengeplasser: Filterflate minimum 8 m2 Tilsvarende 175 liter per m2 ved bruk av 700 liter vann per hytte og døgn (Biofilter for 1 helårsbolig/boenhet: minimum 4,5 m2) Større fellesanlegg - hytter 200-400 liter per kvadratmeter filterflate
Utslipp/etterpolering av renset gråvann Kapasitet ut fra vannledningsevne og korngradering Totalavløp eller gråvann -BOLIG Utslipsfilter fra hytter Klasse 1 (finkornige masser) VA/Miljø-Blad 59 Faktor 7 Målt vannledningsevne: liter per m2 og døgn liter per m2 og døgn >5 meter/døgn 25 175* 2-5 meter/døgn 10 70* 1-2 meter/døgn 6 42* 0,5-1 meter/døgn Meget liten Meget liten Klasse 2 (sand) 25 Neppe relevant Klasse 3 (grusig sand) 50 Neppe relevant Klasse 4 (sandig grus og grus) Klasse 4A 20 140* Klasse 4B 40 280* *Veiledende infiltrasjonskapasitet. Bioforsk Jord og miljø benytter normalt standard utslippsfiltre med filterflate på 0,5 m * 10 m.
Gråvannsrenseanlegg Fordeler og ulemper Løsningen muliggjør lokal rensing av avløpsvann i områder der det er vanskelige grunnforhold Avhengig av utforming, har anleggene god til meget god smittebeskyttelse Bruk av filtermateriale med høy P-bindingskapasitet gir god renseevne ikke bare på organisk stoff, men også fosfor Krever separate rørsystemer for gråvann og svartvann Slamfilter krever egeninnsats til skifte av slamposer dersom dette ikke er regulert i serviceavtale Konkrete krav til fosfor vil medføre behov for å skifte ut filtermaterialet etter et visst antall år
Minirenseanlegg Er i prinsippet en nedskalert utgave av store, konvensjonelle renseanlegg Prefabrikkerte anlegg som kan plasseres i kjeller, garasje eller graves ned i bakken med eller uten overbygg Hovedtyper av minirenseanlegg: Biologiske: fjerning av org.stoff Kjemiske: fjerning av fosfor Kjemisk/biologiske: fjerning av fosfor og organisk stoff Stor utbredelse i Norge og andre europeiske land Hovedrenseløsning siste 20-30 år der det ikke er funnet egnede jordmasser for infiltrasjon
Minirenseanlegg med etterpoleringskombinasjoner Ved utslipp av renset vann fra minirenseanlegg til resipienter som er sårbare for smittestoff, alternativt til infiltrasjon i jordmasser, vil det være behov for etterpolering etter minirenseanlegget Slamavskiller hovedsakelig for å håndtere slamflukt, men kan også være tiltak mot høye bakterietall Slamavskiller og hygieniseringstrinn (UV-enhet, membranfilter, oksidasjon) reduksjon av sykdomsfemkallende organismer. Behov for slamavskiller for optimal hygieneisering Sand eller lettklinker prefabrikkert filter hovedsakelig for å håndtere slamflukt. Avhengig av spredesystem vil også sykdomsfremkallende organismer reduseres Infiltrasjon i løsmasser god etterpoleringsløsning for å redusere antall sykdomsfremkallende organismer. Krever egnede løsmasser og slamavskilling i forkant for å unngå gjentetting (Gamle renseenheter (septiktank, sand- eller infiltrasjonsgrøft) - hovedsakelig for å håndtere slamflukt, men kan også være tiltak mot høye bakterietall)
Minirenseanlegg Fordeler og ulemper Oftest det rimeligste alternativet med hensyn til byggekostnader der det stilles høye rensekrav og det ikke finnes muligheter til infiltrasjon i stedlige løsmasser Kompakte anlegg, krever lite tilgjengelig areal Lukket ledning kan føre renset avløpsvann ut av området dersom det er problemer med potensielle forurensningskonflikter Kontrollert utslipp som kan prøvetas Høyere driftskostnader enn infiltrasjons- og filterbedanlegg Perioder med redusert renseeffekt og høyt innhold av suspendert stoff ut av anleggene (slamflukt) Nødvendig med etterpolering der det settes krav til bakteriefjerning og /eller N-fjerning Middels god smittebeskyttelse
Filterbedanlegg Plassbygd renseanlegg med tilkjørte filtermasser for behandling av totalavløp Fjerning av organisk materiale i biofilter der slamavskilt avløpsvann spres på filterflaten med dyser Binding av fosfor og reduksjon av bakterier i horisontalstrømmende filterbasseng fylt med filtermateriale med høy P-bindingsevne Anleggstypen benyttes på steder hvor det settes strenge renskrav til utslipp, for eksempel strenge krav til utslipp av bakterier eller nitrogen
Filterbedanlegg - Komponenter Slamavskiller for tilbakeholdelse av faste partikler og flyteslam Pumpekum med pumpe for støtbelastning av biofilteret, samt alarm for høyt vannivå og overløp til filterbasseng Biofilter for fjerning av organisk materiale Filterbasseng (fosforfilter) med tett bunn og sidekanter, bestående av filtermasse med høy P-bindingskapasitet (Filtralite) for binding av fosfor Utløpskum for regulering av vannivå i filterbassenget og prøvetaking av renset avløpsvann Utløpsrør for renset vann til resipient, alternativt til drenssystem
Filterbedanlegg Fordeler og ulemper Anleggene kan etableres der det ikke er muligheter for infiltrasjon Driftsekstensiv løsning som krever lite tilsyn Lang oppholdstid gir stabile og høye renseeffekter Robuste anlegg som kan tåle perioder med høy belastning Kontrollerbart utslipp ved at renset vann ledes til utløpskum Ved god prosjektering og utførelse kan tilnærmet full tilbakeholdelse av fosfor, organisk stoff og smittestoff oppnås de første driftsårene Arealkrevende anleggutforming Anlegg for enkelthus eller få hus konkurrerer normalt ikke prismessig med minirenseanlegg
Sandfilteranlegg Etableres i stedlige jordmasser med tilkjørt filtermedium (filtersand eller lettklinker) Vertikal strømning gjennom filtermediet - kjemiske, biologiske og mekaniske renseprosesser Oppsamling av renset vann i drensrør i bunnen av grøfta Oppsamlet vann ledes til inspeksjonskum Renset vann ledes i lukket rør til overflateresipient eller drenssystem, alternativt til etterpolering i stedlige jordmasser
Sandfilteranlegg - komponenter Slamavskiller for tilbakeholdelse av faste partikler og flyteslam Pumpekum med pumpe for støtbelastning av sandfiltergrøfta, samt alarm for høyt vannivå Sandfiltergrøft med tilkjørt filtersand eller filtermedium med høy fosforbindingskapasitet Inspeksjonskum med mulighet til å ta ut prøve av renset avløpsvann Lukket ledning til overflateresipient eller drenssystem Eventuell etterpoleringsgrøft i stedlige jordmasser
Sandfilteranlegg Sandfilteranlegg
Sandfilteranlegg Fordeler og ulemper Kan etableres som grøfter i stedlige jordmasser Driftsekstensiv løsning som krever lite tilsyn God renseevne for organisk stoff og smittestoff Filtermasse med høy P-bindingskapasitet kan gi god renseevne også for fosfor Riktig dimensjonert og bygget kan sandfilter være et alternativ der infiltrasjonsanlegg ikke kan etableres Kontrollerbart utslipp i inspeksjonskum Generelt i miskreditt i Norge pga. feil utforming og/eller dimensjonering Tradisjonell utforming med filtersand har lav renseevne for fosfor Tilkjøring av filtersand eller filtermasse med høy P-bindingsevne fordyrer anlegget Hele eller deler av filtermassen må skiftes ut når den er mettet med fosfor (5-15 år) Relativt arealkrevende løsning
Slamavskilling med direkte uslipp
Slamavskiller Faste partikler og flyteslam holdes tilbake fra avløpsvannet. Konstruert slik at vannet får lengst mulig vei gjennom systemet, og slik at bunnslam og flyteslam holdes tilbake Benyttes som eneste rensetrinn, eller som forbehandling før hovedrensetrinnet. Foregår vanligvis i tanker med to eller flere kamre avhengig av avløpstypen.
Slamavskiller - Fordeler og ulemper Enkel løsning Krever lite areal og er rimelig å etablere Minimalt behov for tilsyn og kontroll En forutsetning som forbehandling for å oppnå tilfredsstillende renseeffekt i alle typer mindre avløpsanlegg Lav renseevne for de fleste parametere Liten beskyttelse mot smittestoff
Overordnede kriterier for valg av anlegg: Foreliggende rensekrav Driftsekstensive anlegg prioriteres Lavest mulige årskostnader
Hvordan velge renseløsning? Hvilke krav er det satt i reguleringsbestemmelser/lokale forskrifter Samletanker for toalettavløp og gråvann tillates ikke Samletanker for toalettavløp tillates ikke Avløpsvann skal ledes til fellesanlegg Visse typer renseløsninger tillates ikke Hva er mulig på den aktuelle tomta? Grunnforhold er ofte sentral ved valg av renseløsning Drikkevannsinteresser drikkevann må ikke forurenses Hytteeier har ønsker om å skåne vegetasjon slik at antall løsninger begrenses.
Ønske om å ta vare på eksisterende vegetasjon rundt hytta
Forurensing av lokale drikkevannskilder
Skiferfjell med lag som heller innover i fjellmassivet
Grunnforhold Grunnundersøkelser er en sentral del av prosessen ved valg av renseløsning og skal gi svar på: Jordmassenes hydrauliske kapasitet Jordmassenes egenskaper som rensemedium Jordmassenes infiltrasjonskapasitet
Viktige momenter Hydrauliske ledningsevne, vannledningsevne (m/døgn): Løsmassenes kornfordeling og lagringsfasthet er viktige faktorer mht. ledningsevne Infiltrasjonskapasitet (liter/m 2 og døgn): Jordas kapasitet til å motta slamavskilt avløpsvann, bestemmes ut fra jordmassenes kornfordeling og vanngjennomtrengelighet. Et mål på mengden avløpsvann som kan infiltreres i en gitt løsmasseavsetning Hydrauliske kapasiteten (m 3 /døgn): Mengden vann som kan strømme gjennom en gitt løsmasseavsetning over en tidsperiode. Dersom den hydrauliske kapasiteten overskrides, vil grunnvannsstanden stige som en følge av at jordmassene ikke greier å ta unna tilførte vannmengder Mektighet av gode rensemasser (m): Tykkelsen på jordmassene som er egnet som rensemedium og resipient for slamavskilt avløpsvann er avgjørende for hvordan anlegget dimensjoneres og utformes
Sammenhengende jorddekke Infiltrasjonsanlegg bestående av minimum slamavskiller og grunt infiltrasjonsfilter
Utslipp til morene Morene har ofte lav vannledningsevne og lav hydraulisk kapasitet
Lokalttyntjorddekkeoverfjell Jordhauginfiltrasjonsanlegg bestående av slamavskiller, pumpe og jordhauginfiltrasjonsfilter
Bart fjell i veksling med morene og torvmark Prefabrikkert gråvannsrenseanlegg med utslipp til støtbelastet jordhauginfiltrasjonsfilter i myrkant
Grunnforhold bart fjell i veksling med jorddekt mark (morene) Minirenseanlegg eller filterbedanlegg dersom renset vann kan ledes til bekk. Alternativt gråvannsrenseanlegg med hygieniseringstrinn og utslippsfilter
Infiltrasjon i sand- og grusavsetninger Her kan avløpsvann renses i infiltrasjonsanlegg
Dimensjonerende vannmengde Gråvann sammen med toalettavløp fra 1 hytte: Liten hytte 500 liter per døgn Middels stor hytte: 700 liter per døgn Stor hytte: 1000 liter per døgn Gråvann fra 1 hytte: Liten hytte 350 liter per døgn Middels stor hytte: 500 liter per døgn Stor hytte: 700 liter per døgn Større fellesanlegg Gråvannsmengder per person og døgn: 115 liter + fremmedvann Gråvann + toalettavløp per person og døgn: 150 liter + fremmedvann
Slamavskillere < 35 pe - dimensjonering Bebyggelse Antall Totalt 1. kammer 2. kammer 3. kammer våtvolum Bolig m/wc 1 4,0 m 3 3,0 0,5 0,5 2 7,0 m 3 5,2 0,9 0,9 7 16,5 m 3 12,1 2,2 2,2 Bolig u/wc 1 2,0 m 3 1,5 0,5-2 3,5 m 3 2,6 0,9-7 8,4 m 3 6,3 2,1 - Hytte m/wc 1 2,0 m 3 1,5 0,5-2 3,5 m 3 2,6 0,9-7 8,4 m 3 6,3 2,1 - Hytte u/wc 1 1,0 m 3 0,7 0,3-2 1,7 m 3 1,2 0,5-7 4,2 m 3 3,1 1,1 -
Dim. av infiltrasjonsfilter for hytter Veiledende infiltrasjonskapasitet Kapasitet ut fra vannledningsevne og korngradering Totalavløp eller gråvann -BOLIG Infiltrasjonsfilter for avløpsvann fra hytte Klasse 1 (finkornige masser) VA/Miljø-Blad 59 Faktor 3 Målt vannledningsevne: liter per m2 og døgn liter per m2 og døgn >5 meter/døgn 25 75 2-5 meter/døgn 10 30 1-2 meter/døgn 6 18 0,5-1 meter/døgn Meget liten Meget liten Klasse 2 (sand) 25 75 Klasse 3 (grusig sand) 50 150 Klasse 4 (sandig grus og grus) Klasse 4A 20 60 Klasse 4B 40 120
Slamavskiller Faste partikler og flyteslam holdes tilbake fra avløpsvannet. Konstruert slik at vannet får lengst mulig vei gjennom systemet, og slik at bunnslam og flyteslam holdes tilbake Benyttes som eneste rensetrinn, eller som forbehandling før hovedrensetrinnet. Foregår vanligvis i tanker med to eller flere kamre avhengig av avløpstypen.