Ozonering og aktivt kul fjerner miljøfremmede stoffer fra spildevand

TEMA mikro forure ning

Ved Universitetshospitalet lidt udenfor Aalborg leverer Suez Water A/S renseteknologien, der skal rense hospitalets spildevand. Behandlingen sker

Ozonering og aktivt kul fjerner miljøfremmede stoffer fra spildevand

Suez Water har for nylig solgt sit første anlæg til rensning for medicinrester i Danmark. Køberen er Region Nordjylland, der har besluttet at etablere et renseanlæg i tilknytning til det kommende supersygehus i Aalborg. Renseløsningen benytter ozon og aktiv kul, hvor man renser for og fjerner en række udvalgte stoffer fra medicinrester i spildevandet.

TEKST: JESPER WITH, JOURNALIST

Salget er sket på baggrund af et fuldskala pilotprojekt med en række succesfulde resultater på det kommunale renseanlæg i Brædstrup ved Horsens. Et ozoneringsanlæg udviklet af Suez Water har her vist, at miljøfremmede stoffer effektivt kan fjernes med ozon eller aktiv kul pulver doseret direkte i renseanlægget. Anlægget fjernede 93 pct. af de knap 40 udvalgte miljøfremmede stoffer. Vores analyser viste desuden, at rigtig mange af de stoffer, der stammer fra medicinrester, findes i spildevandet i en lille provinsby som Brædstrup, som ikke har noget sygehus. Det viser, at en stor del af medicineringen og udskillelsen foregår hjemme i borgernes boliger, og at vores teknologi fungerer uanset, om den etableres på et sygehus eller på et kommunalt renseanlæg, siger Nana Wirenfeldt Jensen, der er application specialist i Suez Water Danmark. Teknologien med flerpunkts ozoninjektion er udviklet af Suez, der har udført test og demonstration på den ene af to parallelle spildevandsstrømme på Brædstrup Renseanlæg. Ozon tilføres i to punkter: Dels i beluftningstanken i den konventionelle aktive slamproces ved hjælp af en venturiinjektor og dels i udløbet af efterklaringstanken ved hjælp af en keramisk diffusor i en ozonkontakttank. Man har så sammenlignet ydelsen af flerpunkts ozoneringen med den anden spildevandsstrøm på anlægget, der har kørt helt traditionelt. Projektet har haft en samlet varighed på 10 måneder. Vi udvalgte på baggrund af forundersøgelser 36 organiske miljøfremmede stoffer, der er registreret i EU’s vandrammedirektiv (WFD), på den schweiziske indikatorliste og på den danske AMKliste. Samtidig overvågede vi systematisk yderligere parametre, herunder TSS, kemisk iltforbrug (COD), absorbans ved 254 nm (UV254), nitrogenforbindelser, fosforarter, temperatur, pH og slamvolumenindex (SVI), siger Nana Wirenfeldt Jensen.

Prøverne blev opsamlet som 24timers flowproportionale. I henhold til det eksperimentelle program blev der taget prøver fra råspildevand, behandlet spildevand og slammet. Effektiviteten af ozon blev desuden undersøgt på mikrobiologisk og genomisk niveau. Det skete ved at se på den bakteriologiske sammensætning og evnen til at reducere

TEMA mikro forure ning

ved ozonering og aktiv kul. (Illustration: Suez Water A/S)

antallet af antibiotikaresistente bakterier (ARB) samt reduktionen af udvalgte antibiotikaresistente gener (ARG).

Høj fjernelseseffektivitet

Fjernelseseffektiviteten for 21 ud af 36 miljøfremmede stoffer er beregnet for flerpunkts ozoneringsteknologi til sammenligning med konventionel aktiveret slamproces. Selvom nogle stoffer allerede har en høj biologisk nedbrydelighed og let fjernes ved konventionel aktiv slamproces – for eksempel paracetamol og ibuprofen er fjernelsen af miljøfremmede stoffer grundlæggende ikke under kontrol. Der er endda nogle stoffer såsom venlafaxin – der viser negativ eliminering. Resultaterne af udløbsanalyser viser gennemsnitlige fjernelsesgrader på 4963%.

Elevation south 1:200

Elevation east 1:200 Renseanlægget ved universitetshospitalet i Nordjylland, NAU, skal blandt andet rense vandet for medicinrester.

TEMA mikro forure ning

Gennemsnitlige koncentrationer af de stoffer der i indløbet til Brædstrup renseanlæg viste overskridelse af Predicted No Effect Concentration (PNEC) under forsøgsperioderne. Figuren viser henholdsvis den gennemsnitlige indløbskoncentration og udløbskoncentration fra de to linjer under begge ozonerings kampagner. Ozone 1 henviser til flerpunkts ozonering med følgende konfiguration: Ozondosis split - beluftningstank 3,98 mg/L og tertiær 7,20 mg/L. Ozone 2 henviser til flerpunkts ozonering med følgende konfiguration: Ozondosis split - beluftningstank 7,20 mg/L og tertiær 3,98 mg/L. Bemærk logaritmisk skala: Efter flerpunkts ozonering er der ingen stoffer over PNEC, så den potentielle negative effekt på miljøet er undgået.

Vores resultater stemmer overens med konklusionerne i tidligere studier, der bekræfter, at miljøfremmede stoffer kun delvist fjernes ved hjælp af mekanisk og biologisk behandling. Dertil ligger koncentrationen i udløbsspildevandet for seks ud af de 36 stoffer over PNEC (Predicted

NoEffect Concentration), som derfor har en potentiel negativ miljørisiko, siger Nana Wirenfeldt Jensen.

Det gælder stofferne azithromycin, bicalutamid, candesartan, diclofenac, sulfamethoxazol og venlafaxin. Men efter to ozoneringspunkter med en koncentration på i alt 11 mg O3/L (milligram ozon pr. Liter) steg fjernelsesgraden til 93%. Derudover blev alle undersøgte miljøfremmede stoffer fjernet til under deres respektive PNECgrænse og udgør dermed ingen miljørisiko, lyder konklusionen fra Nana Wirenfeldt Jensen. Det kan sammenholdes med, at man på et normalt renseanlæg for eksempel kun fjerner 10 – 20% af stofferne diclofenac (mod gigt og smerter) og venlafaxin (antidepressiv), der er meget skadelige for vandmiljøet og på EU´s Watch List over uønskede stoffer.

En analyse af slammet i Brædstrup af en opløselig og partikel fraktion af 11 forbindelser viser op til 78% reduktion i koncentrationen af forbindelser som diclofenac, carbamazepin (mod epilepsi) og venlafaxin efter første punkt ozonering.

Mens den typiske fjernelse af antibiotika resistente bakterier (ARB) er under 3 log (målt på en konventionel aktiveret slamproces), har flerpunkts ozoneringen opnået en yderligere logfjernelse fra 0,4 til 1,2. Samme tendens blev observeret for E. coli og ESBLproducerende E. Coli. Her var fjernelseseffektiviteten op til 1,5 log højere end i den aktive slamproces.

Kemikalier havner i kloakken

En lang række kemikalier, der bruges dagligt i hjemmet, på arbejdspladsen eller i bymiljøet, ender i kloakkerne. Dette er især tilfældet med ”down the drain” produkter. Blandt andet rengøringsmidler og deres tilsætningsstoffer, personlige plejeprodukter, lægemidler og deres metabolitter, der udskilles i urin og fæces, adskillige husholdningskemikalier som fødevarer eller plasttilsætningsstoffer og flammehæmmende tekstiler. Kommunalt spildevand indeholder desuden tungmetaller, pesticider og kulbrinter, der udvaskes under regnafstrømning fra veje, bygninger, byparker og haver.

Driftsomkostninger

Parametrene i flerpunkts ozonering viser, at energiforbruget er ca. 0,12 kWh/m3, og LoX (flydende ilt) forbruget er omkring 0,07 kg/m3. Betragtes energiomkostningerne på 0,75 kr./kg /kWh og 2,25 kr./kg LoX estimerer Suez Water de samlede driftsomkostninger til at være på 0,225 kr./m3. For de samlede omkostninger, der specifikt er relateret til fjernelse af mikroforurenende stoffer, skal omkostninger grundet ozonsystemsudstyr pålægges.