Reningsgrad och optimering av rotzonsanläggningar för enskilda avlopp

Abstract (Swedish)

Två horisontella våtmarksfilter (rotzonsanläggningar) i Anderslöv och Häglinge undersöktes med avseende på deras förmåga att rena BOD7, tot-N och tot-P från avloppsvatten från två enskilda avlopp. Båda rotzonsanläggningarna föregicks av andra avloppsreningskonstruktioner i avloppsanläggningarna, i Anderslöv av en trekammarbrunn och markbädd och i Häglinge av en Aquatron® med urinseparering, Aquatron® fosforfälla och en slamavskiljare.
Syftet med examensarbetet var att undersöka om avloppsanläggningarna uppfyllde Havs- och Vattenmyndighetens (HaV) krav på reningsgrad för enskilda avlopp samt att genom litteraturstudier ta reda på hur reningsgraden hos en rotzonsanläggning kan optimeras, bland annat genom val av våtmarksväxter.
Vattenprover togs enligt HaV:s rekommendationer på inkommande och utgående avloppsvatten i augusti och oktober och undersöktes med avseende på oncentrationer av BOD7, tot-N och tot-N. Avloppsanläggningarnas totala reduktion av BOD7, fosfor och kväve beräknades utifrån schablonvärden från HaV av ett hushålls initiala halter av dessa ämnen i avloppsvattnet.
Reduktionen av närsalter hos båda avloppsanläggningarna låg över HaV:s riktvärden, förutom för tre av proverna. Den första gällde fosforreningen i Häglinge i augusti, vilket berodde på att urinsepareringen och fosforfällan var ur funktion vid provtagningstillfället. Det andra provet gällde fosforreningen i Anderslöv i augusti, där reningsgraden låg strax under riktvärdet. Det tredje provet där reningsgraden låg under HaV:s riktlinjer var BOD7 reduktionen i Häglinge i oktober. Anledningen kan ha varit att urinsepareringen och fosforfällan nyligen hade satts i funktion igen, därmed hade mikroorganismerna förmodligen inte hunnit anpassa sig till de lägre halterna närsalter i rotzonsanläggningen.
Vilka växtarter som planteras i rotzonanläggningen visade sig i studier påverka hur mycket BOD, fosfor och kväve som renas från vattnet. Växter som är anpassade för att växa i våtmarksmiljöer är generellt bättre på att rena vattnet. De växterna som renade vattnet mest från studier av rotzonsanläggningar och som kunde växa i Sveriges klimatzon var bredkaveldun (Typha Latifolia), vass (Phragmites australis), jättegröe (Glyceria Maxima) och veketåg (Juncus Effusus). Förutom att plantera växter kan vattenreningen i en rotzonanläggning förbättras av en lång uppehållstid i anläggningen, en area på 5-15 m2/PE (PE = Personekvivalent) är rekommendationen från Naturvårdsverket. Om rotzonsanläggningen är anlagd i en kall klimatzon kan vattenreningen också förbättras genom att isolera anläggningen från kyla och/eller överdimensionera anläggningen för att behålla en god rening vintertid. Fosforreningen kan förbättras genom att välja ett substrat i rotzonsanläggningen som har en hög viktsprocent kalcium, järn och aluminium för att främja fosforadsorption. Grus av pimpsten kan med fördel väljas som substrat i rotzonsanläggningen.

Abstract

Two sub-surface horizontal flow wetlands (SSHFW) located in Anderslöv and Häglinge, Sweden were examined considering their ability to treat domestic wastewater from BOD7, total nitrogen and total phosphorous. The wastewater was first treated by a sludge well and a sub-surface vertical flow wetland in Anderslöv and an Aquatron® with urine separation, Aquatron® phosphorous trap and a sludge well in Häglinge before the water reached the SSHFW. The aim was to investigate whether the waste water treatment systems for the households fulfilled the treatment requirements from the Swedish Agency for Marine and
Water Management (HaV) and by a literature review investigate methods to optimize the water treatment in the SSHFW, for example by choice of emergent makrophytes.
Water samples were taken from the inlet and the outlet of the SSHFW in August and October according to the recommendations from HaV. The concentration of BOD7, tot-P and tot-N were investigated in all samples and the total removal of these substances where calculated based on model values from HaV of initial concentration of BOD7, phosphorous and nitrogen in domestic waste water. According to the regulations from HaV, the water had been treated sufficiently from BOD7, phosphorous and nitrogen, except from three samples. The first one
was the phosphorous removal in Häglinge in August. The reason for the bad phosphorous removal was because the urine separation and the Aquatron® phosphorous trap were out of order when the samples were taken. The second sample was the phosphorous removal in Anderslöv in August, however the removal almost reached up to the regulations from HaV.
The third sample was the BOD7 reduction in Häglinge in October. The reason for the low BOD7 reduction was probably due to that the urine separation and Aquatron® phosphorous trap had recently been fixed when the samples were taken, thereby the microorganisms probably hadn’t adapted to the lower amount of nutrients entering the SSHFW yet.The choice of plants in the SSHFW had an effect on the water treatment capacity in several studies of SSHFW. Wetland plants were generally better at reducing the amount of BOD, phosphorous and nitrogen from the water than other plant species since wetland plants are
adapted to this kind of habitat. The makrophyte species that were the best at treating water in a SSHFW in a Swedish climate zone were Typha Latifolia, Phragmites australis, Glyceria Maxima and Juncus Effusus. Apart from planting makrophytes in the SSHFW, the water treatment is also improved when the water in the SSHFW has a long retention time. An area of 5-15 m2/PE (PE = person equivalent) is recommended according to the Swedish Environmental Protection Agency (Naturvårdsverket). In cold climates the water treatment can also
be improved by isolating the SSHFW from frost and cold during wintertime and/or make the SSHFW larger to ensure a well- functioning water treatment. The phosphorous removal is particularly improved by choosing a type of sediment that is efficient at adsorbing phosphorous from the water. A high weight-percentage of calcium, ferrate and aluminum improves the adsorption capacity. Gravel of pumice rock could be a good choice of sediment in the SSHFW.

Popular Abstract (Swedish)

En snyggare lösning till att rena hushållets avloppsvatten får man leta efter – när en rotzonsanläggning konstrueras får man både en rabatt med våtmarksväxter i trädgården samtidigt som hushållets avloppsvatten tas omhand. Att använda rotzonsanläggningar till vattenrening är vanligt i norra Europa, men hur väl renas egentligen vattnet? Två rotzonsanläggningar i Anderslöv och Häglinge i Skåne, kopplade till avloppshanteringssystem har undersökts med avseende på detta.
En rotzonsanläggning är en slags våtmark ytan synlig vattenyta, där vattnet rinner vågrätt genom marken. Reningen fungerar som bäst om vattnet får rinna genom grus och sand med en hög andel kalcium. Då binder näringsämnen lättare till gruset och följer därmed inte med vattnet ut från rotzonsanläggningen. Ju längre tid vattnet befinner sig i rotzonsanläggningen, desto renare blir vattnet.
Vattenprover togs från rotzonsanläggningarna i Anderslöv och Häglinge för att undersöka hur mycket vattnet renades för hushållen de hade kopplats till. Det fanns flera vattenreningskonstruktioner kopplade till hushållen innan vattnet gick till rotzonsanläggningarna, bland annat slamavskiljare och fosforfilter.
Vattnet som gick ut från anläggningen i Anderslöv uppfyllde Havs- och Vattenmyndighetens riktlinjer men det gjorde inte anläggningen i Häglinge på grund av att delar av anläggningen var ur funktion när vattenproverna togs. För få prover togs för att kunna utläsa hur väl vattnet renades av själva
rotzonsanläggningarna men det finns flera exempel på andra rotzonsanläggningar där vattenreningen når upp till höga reningsgrader. En rotzonsanläggning bör dock inte installeras ensam till att rena ett hushålls avloppsvatten, en annan avloppskonstruktion bör först rena vattnet från större partiklar av näringsämnen.
För att vattnet ska renas så bra som möjligt är det rekommenderat att plantera våtmarksanpassade växter i rotzonsanläggningen, bland annat bredkaveldun, vass och jättegröe. Om en mer färgglad rotzonsanläggning önskas kan även gul svärdslilja och kanna-växter planteras. Om rabatten växter till sig till en djungel (vilket är troligt med tanke på hur gödslad platsen blir av
avloppsvattnet) kan man med fördel rensa bland växtligheten och använda stjälkar och blad till kompostmaterial om man har en större trädgård. Har man tur kan man även få besök av ovanliga gäster så som ätlig groda som trivs att leva i våtmarksmiljöer.

• author: Noresson, Signe
• supervisor: Michael Cimbritz
• organization: Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
• alternative title: Optimization of constructed horizontal flow wetlands for decentralized waste water management
• course: VVA820 20162
• year: 2016
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: enskildt avlopp, Rotzonsanläggning, avloppsvatten, Aquatron, vattenrening, avloppsteknik, environmental engineering
• report number: 2016-14
• language: Swedish
• id: 8897930
• date added to LUP: 2017-01-24 08:42:46
• date last changed: 2017-01-24 08:42:46