spildevandsrensning

Spildevandsrensning i større skala blev taget i anvendelse i begyndelsen af 1900-t., men efter 100 år er det næppe mere end 10-15 % af verdens spildevand, der renses. I Danmark renses 90-95 % af spildevandet for organisk stof og næringssalte.

Et typisk rensningsanlæg består af en række åbne og lukkede tanke samt bygninger til maskineri og mandskab. Spildevandsrensning omfatter vandbehandling og slambehandling. Slammet består af partikler, der produceres fra spildevandet under rensningen. Slambehandlingen fylder meget mindre end vandbehandlingen på et rensningsanlæg, men koster ofte det samme. Spildevandsrensning foregår i en række trin, der hver fjerner skadelige indholdsstoffer. Man opdeler normalt rensningen i tre trin: mekanisk, biologisk og videregående rensning og et rensningsanlæg kan benytte enten et, to eller alle tre trin.

Mekanisk rensning fjerner partikler i tre enheder: rist, sandfang og primær bundfældning. Risten fjerner klude, pinde og andet materiale, der er større end 5-10 mm, og som kan tilstoppe og genere de efterfølgende rensningsprocesser. Det fjernede ristestof brændes eller deponeres på losseplads.

Sandfang fjerner sand og grus, som ellers kan give tilstopninger og sandaflejringer i de efterfølgende rensetrin. Sandfang kan være kombineret med fedtfang, som fjerner flydestoffer, ved at disse stoffer afskrabes fra tankens overflade. Affaldsprodukterne fra disse første rensningstrin er stærkt smittefarlige. Sandet deponeres på losseplads, mens fedt og olie afbrændes eller føres til en biogastank.

Primær bundfældning fjerner organiske partikler fra spildevandet. Det sker i en tank, hvor spildevandet opholder sig 1-2 timer. Fra tanken skrabes bundfald sammen og pumpes til slambehandlingen, mens det mekanisk rensede spildevand løber ud af toppen af tanken. Mekanisk rensning fjerner 30-50 % af spildevandets organiske stof og 10-20 % af kvælstof og fosfor.

Biologisk rensning omdanner organisk stof i aktive slamanlæg og i biologiske filtre (se biofilm). Rensningen sker ved, at mikroorganismer omsætter organisk stof. Hovedparten af det organiske stof i indløbet omdannes til vand, kuldioxid og biologisk slam, resten findes i udløbet fra rensningsprocessen. Det dannede slam består af levende mikroorganismer samt organiske og uorganiske partikler. Ved rensningen omdannes omkring halvdelen af det organiske stof i spildevandet til slam. Det producerede overskudsslam pumpes til viderebehandling i rensningsanlæggets slambehandlingsdel.

Slammet rummer en stor mængde af de forureninger i form af metaller, mikroorganismer og miljøfarlige organiske stoffer, som fandtes i spildevandet. Disse stoffer er slet ikke eller kun delvis nedbrudt og bliver opkoncentreret i slammet. Ved mange spildevandsrensningsprocesser flyttes forureningen fra et medie til et andet, fx fra vand til slam, uden at stofmængden mindskes.

Spildevand, der udledes i ferskvand, skal som minimum være biologisk renset, for at søers og vandløbs selvrensning kan fungere og yderligere rense spildevandet. Se biologisk rensning.

Fjernelse af kvælstof og fosfor er de mest almindelige videregående rensningsprocesser. Kvælstoffjernelse sker i en totrins mikrobiologisk proces med nitrifikation og denitrifikation (se også nitrifikationsanlæg og denitrifikationsanlæg). Kvælstoffet omdannes ved disse processer til frit atmosfærisk kvælstof. Det er et af de få eksempler på, at det forurenende stof bliver omdannet til et harmløst produkt. Da der kræves organisk stof til kvælstoffjernelse, kombineres processen ofte med fjernelse af det organiske stof fra spildevandet. Hvis der ikke er tilstrækkelig med organisk stof, tilsætter man det i form af eddikesyre, alkohol eller forskellige industrielle organiske affaldsprodukter. Kvælstoffjernelse kan foregå i aktiv slamanlæg og biologiske filtre.

Fosforfjernelse kan ske biologisk eller kemisk. Biologisk fosforfjernelse sker i aktiv slamanlæg og kræver to tanke, som spildevandet ledes igennem. I den første tank, hvor der ikke tilledes luft, optager de fosforakkumulerende mikroorganismer organisk stof fra spildevandet. I den efterfølgende tank benyttes det optagne organiske stof til at optage spildevandets indhold af fosfor. De fosforakkumulerende mikroorganismer kan oplagre store mængder fosfor, som derved fjernes fra spildevandet og indbygges i slammet. Når slammet adskilles fra spildevandet ved den efterfølgende bundfældning, er spildevandet renset for fosfor. Biologisk fosforfjernelse sker ofte i en kombineret proces sammen med kvælstoffjernelse.

Kemisk fosforfjernelse sker, ved at opløst fosfor udfældes som partikler ved tilsætning af jern eller aluminiumsalte. Processen kaldes forfældning, når den sker i kombination med mekanisk rensning, og simultanfældning, når kemikalierne tilsættes til den biologiske rensning. I begge tilfælde dannes en større mængde kemisk slam, som fjernes sammen med det slam, rensningsprocesserne i øvrigt producerer. Hvis der efter den biologiske rensning er yderligere behov for at fjerne fosfor og partikler, kan dette ske ved filtrering gennem en metaldug eller i et filter med sand. Fosfor kan desuden udvindes i form af mineralet struvit, der kan sælges som fosforgødning

Spildevandets høje indhold af mikroorganismer nedsættes betydeligt ved de forskellige rensningsprocesser. Undertiden suppleres rensningen med desinfektion ved hjælp af ultraviolet belysning. I Danmark benyttes desinfektion kun på få rensningsanlæg.

Medicinrester i spildevand er erkendt som et stigende miljøproblem, og man arbejder på større hospitaler med at bygge anlæg, der kan fjerne medicinrester fra spildevandet.

Ved små bebyggelser op til et par hundrede personækvivalenter kan spildevandet renses i mindre komplicerede anlæg som biologiske sandfiltre, nedsivningsanlæg eller rodzoneanlæg. Disse metoder er alle biologiske og vil normalt have en forudgående mekanisk rensning i en septiktank. Metoderne fjerner hovedsagelig organisk stof fra spildevandet.

Ved spildevandsrensning produceres store mængder slam. Slammet rummer en stor del af spildevandets forurening, især metaller og miljøfremmede organiske stoffer. Det ved spildevandsrensningen producerede råslam behandles i forskellig grad, inden det transporteres fra rensningsanlægget. Al slambehandling giver lugtproblemer, der kan sprede sig til rensningsanlæggets omgivelser.

• renere teknologi
• recipientkvalitetsplanlægning