Sandfilter som slutsteg i ett kommunalt avloppsreningsverk kan avskilja kvarvarande partiklar över ca fem mikrometer (um). Det finns en typ av filter (precoatfilter), där ett filtreringshjälpmedel tillsätts och sedan bildar ett lager, som kan separera betydligt mindre partiklar än sandfilter. Denna teknik bör kunna användas även för renat avloppsvatten. Mikropartiklar anrikar ofta skadliga ämnen som sedan lätt kan upptas i näringskedjorna.
Av: Hans Holmström
Små partiklar i renat avloppsvatten kan innehålla mikroplaster och rester från t ex läkemedel, industrier och kosmetika. Vissa sådana partiklar har förmågan att anrika oönskade ämnen genom adsorption. Med sandfilter som poleringssteg vid ett avloppsreningsverk kan vanligen endast partiklar över ca fem mikrometer (um) avskiljas.
Inom livsmedelsindustrin används ofta s k precoatfilter för att t ex separera jäst vid tillverkning av öl. Beroende på avsikten med filtreringen kan olika typer av filtreringsmedel tillsättas, som sedan bildar ett filterskikt.
Om man vill avskilja både mikropartiklar och lösta organiska ämnen i ett precoatfilter kan aktivt kol i pulverform (PAK) användas. På ett bärarmaterial bildas då ett lager av PAK med några millimeters tjocklek. Denna teknik används inte idag vid rening av kommunalt avloppsvatten. Ökade krav på avskiljning på även svårfiltrerade mikropartiklar kan dock medföra att intresset för denna filtreringsteknik ökar i framtiden.
Teknik för precoatfiltrering
I artikeln beskrivs en apparat som påminner om funktionen hos en kammarfilterpress. Först bereds ett för ändamålet lämpligt filtreringsmaterial, som sedan pumpas in till filtreringsapparaten. I den bildas snabbt ett tätt lager över en filtreringsyta. Vatten pressas sedan igenom lagret och partiklar fastnar på filterskiktet.
Med tiden ökar trycket för att pressa igenom vattnet. Vid ett inställt högsta tryck avbryts filtreringen och filtren tvättas. Det förbrukade filtreringsmaterialet samlas upp och avvattnas till fast konsistens.
Moderna precoatfilter arbetar helt automatiskt och kräver ca 0,5 – 1,0 kg filtreringsmedel per kvadratmeter filtreringsyta. Det krävs ingen separat blandningsbassäng som för PAK, då det används som ett separat behandlingssteg för mikroföroreningar.
Med enbart PAK som filtreringsmedel blir det dock snabbt ett tätt lager på ytan, som ökar filtreringsmotståndet. Om PAK blandas med cellulosa erhålls ökad genomsläpplighet och högre ytbelastningar (m/h) medges under längre tid. Med PAK i filtreringsmedlet avskiljs också lösta organiska mikroföroreningar.
En pilotanläggning ska byggas vid ett stort tyskt avloppsreningsverk och matas med utgående avloppsvatten från ca 2 500 personekvivalenter.
Resultat från laboratorieförsök
I ett laboratorieförsök undersöktes PAK som filtreringsmedel. Både PAK från stenkol och kokosnötskal användes i en dos på ca 1,0 kg/m2. Dessutom tillsattes råcellulosa för att öka genomsläppligheten. Ytbelastningar från 10 till 2 m/h kunde då uppnås innan det krävdes rengöring av apparaten och nytt filtreringsmaterial. För det undersökta renade avloppsvattnet studerades också effekten av filtreringen för 14 uppmätta mikroföroreningar.
Det visade sig att PAK från stenkol gav klart bättre avskiljning av mikroföroreningarna än PAK från kokos. För avloppsvatten som filtrerats med PAK från stenkol hamnade 10 av de 14 till filtreringen inkommande ämnena under detektionsgränsen.
Det ofiltrerade avloppsvattnet hade ca 40 % av det totala partikelinnehållet som mikropartiklar (< 5 um). Precoatfiltreringen avskiljde ca 56 % av partiklarna med storleken på ca 0,2 um och 70 – 90 % av partiklar inom storleksintervallet 0,3 – 5 um. För större partiklar (5 – 200 um) blev avskiljningen 90 – 100 %, högst för de största partiklarna.
Kostnader
Kostnaderna för filtrering med precoatfilter uppskattades för slutfiltrering vid ett avloppsreningsverk på 50 000 personekvivalenter. Kemikaliekostnaden blev då ca 7 ct/m3. Med en avskrivningstid på tio år för maskinell utrustning hamnade totalkostnaden på 22 – 24 ct/m3 (1 Euro = 100 ct). Det anges vara i samma storleksordning som ett slutsteg med PAK eller GAK (granulerat aktivt kol). Teknikutveckling och användning av precoatfiltrering vid större avloppsreningsverk bör dock kunna sänka kostnaden per behandlad kubikmeter.
Källa: Geers, H. m fl (2023): Anschwemmtechnologie als vierte Reinigungsstufe. Korrespondenz Abwasser, nr 1/23, sid 45 – 50.
