Separation av läkemedelsrester och andra mikroföroreningar ur avloppsvatten har undersökts i lab- och pilotskala med olika tekniska metoder. Därtill har en bredare bedömning av metoderna utförts med aspekter av hållbarhet, miljöpåverkan och ekonomi.
Av: Jörgen Hanaeus
Läkemedelsrester och mikroföroreningar passerar genom avloppsverk och hamnar i recipienter eller i slam. Studier av separationsteknik har genomförts, men sällan har ett mer holistiskt angrepp presenterats, vilket görs i denna svenska studie.
Resultat från ett treårigt projekt, avseende separationsresultat för mikroföroreningar med olika metoder, läggs fram i denna artikel tillsammans med hållbarhetsaspekter avseende miljö och ekonomi i ett framtidsperspektiv för de olika metoderna,
Artikeln
Recipientstudier har visat att traditionell avloppsverksteknik inte klarar av att reducera mikroföroreningar till sådana nivåer att recipienterna går fria från störningar. Ämnen som inte bryts ner av avloppsverksfloran samt antibiotikaresistenta bakterier är särskilt problematiska.
Utöver läkemedelsrester och produkter för personlig hygien har inte många mikroföroreningar ingått i studier, särskilt inte om man söker andra mått än avskiljning av ämnet ifråga.
Genomförande
Projektet började 2014 med en omfattande genomgång av ämnen som uppmärksammats i Sverige och som detekterats i ett antal provtagningar i utloppen från svenska avloppsverk. Därtill inventerades teknologier för att avskilja dessa ämnen samt andra aspekter på förloppen. Utfallet var en förteckning över mikroföroreningar, deras påverkan på recipienter och förslag till lämplig behandlingsteknologi inkl. möjliga teknikkombinationer. Allt sammanfattat i en rapport från 2015.
Därefter genomfördes en serie pilotförsök med ozon, biofilter med aktivt kol (GAC) och kombinationer av dessa. Det provades också UV-bestrålning i kombination med väteperoxid och titandioxid, samt kombinationen ultrafiltrering och biofilter med GAC. Alla försök har genomförts i forskningsanläggningen vid Hammarby Sjöstad, beläget ovanpå Henriksdals avloppsverk, varifrån också avloppsvattnet hämtades. Basprocessen var här konventionell aktivslammetod. En annan utgångspunkt var behandling i membranbioreaktor och för denna byggdes en pilotanläggning som var en exakt kopia av Stockholms framtida avloppsverk.
En tidig slutsats blev att ozon för sig utgjorde ett minst lika bra alternativ för att separera ett brett spektrum av ämnen som de provade kombinationerna. I en relativt enkel process. Därför uteslöts flera av kombinationerna som var betydligt kostsammare; med klart större resursåtgång.
Den enda variant som inte drevs i anläggningen var kombinationen av aktivt kol i pulverform (PAC) och ultrafilter. För denna hämtades data från pilotförsök i Lausanne ( ur DEMEAU-projektet).
Processvillkor: Porstorlek för UF: 0,2 µm. Där ultrafilter användes som membranbioreaktor: 0,04 µm. Ozondos: 0,5 mg O3/g DOC. Kontakttid för ozoneringen: 15 min. Kontakttid i GAC-bädd: 15 min.
För de mest lyckade kombinationerna genomfördes analyser av miljöeffekter, avskiljningseffekter, LCA, anpassningsaspekter nu och i ett tänkt framtida sammanhang. Ramen utgjordes av två verksstorlekar: 20 000 och 100 000 pe (70 g BOD/pe och 150 m3/pe, år) och 20 års livslängd. För den ekonomiska värderingen, med kapital- och DoU-kostnader, tillkom även storlekarna: 2 000, 10 000 och 500 000 pe.
Resultat
Utfallen har övergripande sammanfattats i tabellform, med en fyrastegs bedömning av avskiljning och miljöpåverkan. Egenskaper är avskiljning av läkemedelsrester, mikroplaster, PFAS och av antibiotikaresistenta bakterier. Vidare desinfektionseffekt, östrogen effekt, energiåtgång, kemikalieåtgång samt kostnader. Utvalda teknologier var här ozon, biofilter med GAC; PAC + ultrafiltrering; ozon + biofilter med GAC samt ultrafiltrering + biofilter med GAC.
Noterbart är bl a att alla teknologier hade bedömning 4 (bäst) och bedömning 1 (sämst) för några av de olika parametrarna. Dvs om man fokuserar på någon särskild föroreningsgrupp, är det särskilt viktigt att välja rätt teknologi. Det bör också nämnas att det föreligger analyssvårigheter för några av mikroföreningarna
Kostnaderna låg mellan 0,15 och 1,9 kr/m3. Utvecklingspotentialen för olika teknologier diskuteras.
Slutsatser
Med en enda teknologi är det inte möjligt idag eller i den närmast framtiden att suveränt avskilja alla typer av mikroföroreningar särskilt inte med liten miljöpåverkan och med ringa resursåtgång. Det här aktuella projektet har emellertid givit en god plattform för val av strategier i området. För mera detaljer kan hänvisas till författarnas handbok om planering och installation av behandlingsanläggning för läkemedelsrester och andra mikroföroreningar från 2017, liksom några ytterligare fördjupningar som återfinns bland litteraturreferenserna till den här aktuella artikeln.
Källa: Baresel, C.1), Ek, M.1), Ejhed, H.1), Allard, A.-S.1), Magnér, J.1) , Dahlgren, L.1), Westling, K.1), Wahlberg, C.2), Fortkamp, U.1), Söhr, S.3), Harding, M.1), Fång, J. 1) & Karlsson, J.1) (2019): Sustainable treatment systems for removal of pharmaceutical residues and other priority persistent substances. Water Science & Technology, 79.3, pp 537-543.
Författarna från:
IVL Swedish Environmental Research Institute, Stockholm, Sverige
Stockholm Vatten och Avfall, Stockholm, Sverige
Sydvästra Stockholmsregionens VA-verksaktiebolag – SYVAB, Grödinge, Sverige
Kontakt: christian.baresel@ivl.se
