Franska infiltrationsanläggningar i bergsregioner:

De tvåstegs infiltrationsanläggningar som är vanliga i Frankrike, även på hög höjd med kallt klimat, har undersökts i en tvåårsperiod med särskilt fokus på vinterfunktionen och visat sig fungera bra.

Av: Jörgen Hanaeus

I Frankrike har tvåstegs infiltrationsanläggningar blivit populära för avloppsrening i mindre samhällen; fler än 3 500 anläggningar är i drift.

Då en del av dem arbetar i kallt klimat (höga höjder) har man i Frankrike genomfört en tvåårig undersökning av 12 anläggningar med 75-1900 pe anslutna och på nivåerna 680-1500 möh.

Traditionella parametrar mättes frekvent och utgående BOD₅-värden på i medeltal 5 mg/L noterades för två vintersäsonger vilket var lika med sommarvärdet. Utgående Kjeldahl-kväve för vintern blev 6 mg N/L att jämföra med sommarens 4 mg N/L. Praktiska iakttagelser för att motverka minusgraderna beskrivs.

Bakgrund

I Frankrike har många tvåstegs infiltrationsanläggningar byggts; ofta med tre alternerande bäddar i steg 1 och två alternerande bäddar i steg 2. Växling mellan bäddarna sker ca 2 ggr/vecka. I Sverige skulle beteckningen kanske vara tvåstegs ”planterad markbädd” eller tvåstegs våtmark med ”vertikal strömning”.  Ett grovgaller är vanlig förbehandling, vilket innebär en stor materialtransport till steg1. Vattnet pulsas/pumpas till båda stegen.

Värmerörelser i filtren är främst vertikala och bromsas av eventuell snö, bildad biohud och inneboende värme i inkommande avloppsvatten. Det innebär att steg 2 är mer utsatt då tillgängligt material till biohud är mindre och vattenvärmen är lägre. Vasstäckning värmeisolerar, men försämrar också syretransporten i filtren vilket kan hämma nitrifikationen.

I Frankrike finns ca 3500 avloppsanläggningar av denna typ och 341 av dem är högt belägna; mellan 500 till 1500 möh i relativt kallt klimat. Osäkerhet har rått om vinterfunktionen hos dessa och därför initierades en undersökning av en grupp verk ur den kategorin. Ett forskningsprogram startades av regionala myndigheter.

Försök

Tolv verk i bergstrakterna (680-1500 möh) med anslutning 20-1950 pe valdes ut för studium under 2012-2014. Verken valdes från olika kriterier: insamlingssystem (kombinerat/separat), organisk belastning (mer än 50 % av dimensionerande), ålder (2-10 år) samt ansvarig byggfirma.

Den första bädden i anläggningarna är dimensionerad med kring 1,2 m²/pe och består av ca 0,5 m grus med d₆₀/d₁₀: 5mm/3mm.   Den andra har ca 0,8 m²/pe och djupet 0,4 m med kornstorlekar d₆₀/d₁₀: 1,3mm/0,35mm.

Om temperaturen vid anläggningarna vet man att luftmedeltemperaturen under frysperioder är -7°C, att en lägsta temperatur är -19°C och att sammanhängande frysperioder är knappt en vecka långa.

Analysprogrammet omfattade BOD, COD, ammonium, nitrit, nitrat, Kjeldahl-N, SS, Tot-P och PO₄-P. Fyra av anläggningarna mätte dessutom pH, redox, konduktivitet, ammonium samt nitrat on line med sensorer. Dessutom mättes halten löst syre 2 m från inloppet och inom 0-40 cm djup 20 min efter puls. Prov togs i allmänhet varannan vecka under två vintersäsonger och en sommarsäsong. Flödet mättes.

Resultat

Data från vinterperioderna 2013 och 2014 var tillräckligt lika för att kunna slås ihop vid presentationen. Sommarvärdena var sådana som förväntades för anläggningstypen och styrkte normal funktion hos de tolv utvalda anläggningarna.

Medelvärden för BOD₅ var under vintern 242 mg/L in, 31 mg/L efter steg 1 och 5 mg/L efter steg 2 = utgående vatten. Motsvarande för Kjeldahl-N var 47 mg N/L, 23 mg N/L och 6 mg N/L.Suspenderade ämnen : 220 mg/L, 23 mg/l och 4 mg/L. Den samlade reningseffekten var 98 % för BOD₅ och 87 % för Kjeldahlkväve. Motsvarande sommarvärden var 98 % och 94 %.

Den lägsta filtertemperatur som uppmättes under mätperioderna var ca +1°C och inträffade vid lufttemperaturer +1 till -5 °C.

Man presenterade fyra scenarier om frysrisker baserade på olika biohudstjocklek och olika snödjup. Biohud >10 cm eller snödjup >10 cm var var för sig gynnsamma beträffande frysrisken i filtret.

Slutsatser

Kombinationen av planterade markbäddar med ett grovt material följt av ett finare har blivit känd som ”den franska modellen” och förefaller klara måttlig kyla utan haverier och utan funktionsbortfall.

Modellen är intressant även för svenska förhållanden, särskilt som liknande anläggningar klarat norska vinterförhållanden. Två växlingar i veckan kan krävas av både temperatur- och biohudsskäl och ställer krav på tillsyn.

Källa: Prost-Boucle, S., Garcia, O. & Molle, P.  (2015): French vertical-flow constructed wetlands in mountain areas: how do cold temperatures impact performances?  Water Science&Technology 71.8, pp 1219-1228.

Hela artikeln finns att köpa här. 

Författarna: Irstea (f d Cemagref), Freshwater Systems, Ecology and Pollutions Research Unit, 5 rue de la Doua – CSBA7B6934-7B70-4A5A-8E45-CA5008143BD3, FEFCC453-0D34-49A9-B3D2-EDDDA3657867 Villeurbanne, France.

Korrespondens:  stephanie.prost-boucle@irstea.fr