Påbyggd behandling av avloppsvatten för ett nära återanvändande till dricksvatten är ett aktuellt spörsmål i befolkningstäta områden. I Japan återanvänds 1,5% av avloppsvattnet på detta sätt. Hur olika behandlingar påverkar mikrobiell tillväxt i distributionsnät har undersökts.
Av: Jörgen Hanaeus
Föreliggande arbete undersöker tillväxten av mikroorganismer i system för distribution av konsumtionsvatten från påbyggd avloppsrening. Prover har tagits från fullskaliga system med återanvänt vatten i Japan. Systemen har nyttjat olika, tertiära reningsmetoder, bland andra kemisk fällning, ozonering och omvänd osmos. Viktigaste bedömningsparameter har varit vattnets innehåll av AOC, assimilerbart organiskt kol, som relaterats till innehållet av totalantalet bakterier efter 7 dygn. AOC-innehållet är mycket viktigt för tillväxten och valet av slutbehandlingssteg har stor betydelse för denna.
Bakgrund och metodik
I arida och tätbefolkade områden ökar trycket på sötvattensresurserna och en snar återvinning av avloppsvatten för konsumtion får ökat intresse. Lite fokus har lagts på risken för mikrobiell tillväxt under den sekundära distributionen och tillhörande fenomen som lukt, färg, smak och partiklar i vattnet.
Det ansågs därför intressant att genomföra provtagning och undersökning av vattnet efter olika tertiär behandling i några olika anläggningar för återanvänt avloppsvatten.I ett fall inkluderades även distributionen. Sex anläggningar i Japan, varav två med två olika behandlingslinjer, alla med aktivslammetod för den (föregående) sekundära avloppsbehandlingen, provtogs i november 2010. En av anläggningarna provtogs dessutom varannan månad under ett år. Där togs även prov i en högreservoar (4 km) och i en lokal reservoar för en byggnad (+1 km) och i ett badrum i samma byggnad. Total mängd levererat återanvänt vatten var 500-1000 m3/d. Halten fri klor hölls där vid 0,1-0,2 mg/l.
Halten AOC ansågs vara av stort intresse vid bedömningen av tillväxtrisken och den analyserades med hjälp av Pseudomonas fluorescence P17 och Aquaspirillum NOX.
Heterotrofa bakterier bestämdes via räkning på plattor (HPC), 7 d, 25 °C. Totala coliformer och E. coli bestämdes. Direkt total mikroskopiräkning (DTMC) genomfördes också.
Löst organiskt kol (DOC) , ammonium-, nitrat-, nitrit- och fosfathalter analyserades, liksom turbiditet och klor.
Behandling
De sex systemen (A,B,C,D1 och D2, E, F1 och F2), som alltså följde på mekanisk avloppsbehandling samt aktivslammetod, hade alla olika sammansättning, men kemisk fällning, ozonering, biofiltrering, mikrofiltrering, omvänd osmos, aktiverat kol och UV-bestrålning fanns med i varierande kombinationer. Alla linjer, utom den med omvänd osmos, avslutades dessutom med klorering.
Resultat
I inget av proverna kunde E. coli detekteras. I proverna efter aktivslambehandlingen var halterna DOC 5-7 mg C/l och halterna AOC 66-138 µg C/l. AOC-innnehållet representerade kring 2 % av DOC-mängden i dessa vatten. Mindre än 1 mg DOC/l avskiljdes i vissa av anläggningarna. Mest notabelt var dock att halten AOC ökade efter ozonbehandling från ovan angivna nivåer till ca 350-450 µg C/l. Den lägsta AOC-halten, 37 µg C/l, erhölls efter den omvända osmosen.
Heterotrofplattorna (HPC) gav storleken 104 – 106 CFU/ml i det aktivslambehandlade utgångsvattnet och visade att samtliga anläggningar sedan gav värden nära detektionsgränsen 3*102 CFU/ml.
Den anläggning (A) som följdes ett helt år och med provpunkter även i distributionssystemet bestod av kemisk fällning, ozonering och slutklorering. DOC-innehållet sjönk från 5 mg/l till 3 mg/l efter fällningen och förblev där under återstående processer. AOC-innehållet steg däremot från nivån 100 µg C/l till nivån 300 µg C/l, lite beroende av årstid. HPC-talen sjönk i ett speglande mönster från nivå 105 CFU/ml efter fällningen till 102 CFU/ml efter färdig behandling i anläggningen.
Det omvända mönstret återfanns i distributionsnätet efter anläggning (A), där HPC-talen steg från 102 till 105 CFU/ml samtidigt som AOC-talen sjönk från ca 300 µg C/l till ca 150 µg C/l om än ej entydigt. Klorhalten (total) föll från 0,5-2 mg Cl/l till 0,07-1 mg Cl/l under distributionen.
Avvikelser i HPC-mönstret: ingen tillväxt, noterades när halten total klor var högre än 0,36 mg Cl/l och halten fri klor > 0,10 m Cl/l.
Relationen HPC/AOC (apparent yield) befanns vara 9,6*105 CFU/ µg C när AOC förbrukades.
Slutsatser
Att klorhalten i det återanvända vattnet är viktig för tillväxten av bakterier på nätet är ingen nyhet, inte heller att ozondosering omformar organiskt material så att bakterieväxt stimuleras. Däremot är mätetal på dessa fenomen i vatten av den bakgrund som beskrivs här av visst nyhetsvärde, liksom proportioner mellan P17- och NOX-stammarna som var aktiva i några av AOC-analyserna. Ozondosering utan ansvar för att tillvarata bildad AOC är alltså tveksam och inget sistasteg att rekommendera före distribution.
Källa: Thayanokul, P.a), Kurisu,F.b),Kasuga,I.a), Furumai, H.b) (2013): Evaluation of microbial regrowth potential by assimilable organic carbon in various reclaimed water and distribution systems. Water Research 47, 225-232.
Hela artikeln i Water Research finns att köpa här.
Professor Furumai är senioren i författargruppen.
a) Department of Urban Engineering, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan.
b) Research Center for Water Environment Technology, Graduate School of Engineeering, The University of Tokyo, Tokyo 113-8656, Japan
Kontakt: Parinda Thayanukul: e-mail
