I ett unikt avloppsystem i Qingdao för 120 000 pe där gråvatten och svartvatten (inkl köksavlopp) separerats har avloppsvattnet analyserats i flera punkter längs nätet och jämförts med teoretiska förväntningar på kvaliteten. Felkopplingar befanns vara orsak till höga föroreningsvärden i gråvattnet för främst vissa hotellområden där åtgärder föreslogs.
Av: Jörgen Hanaeus
Världens enligt uppgift första semicentraliserade vatten-och avloppssystem med återföringsmöjligheter för vatten, näring och energi har byggts och följts upp i Qingdao (för 120 000 pe), Kina. Toalettavfall och köksavloppsvatten har samlats i svartvattenledningar och det övriga avloppsvattnet i gråvattenledningar, där recirkulation tillämpats. I slutänden har både systemen, gråvattnet efter recirkulation till toalettspolning, anslutits till ett avloppsverk.
Systemen analyserades via provtagning längs näten och de erhållna värdena ställdes mot teoretiskt förväntade siffror. I vissa områden kunde stora avvikelser konstateras; högre värden (N, P, COD, SS) för gråvattnet och lägre än förväntat för svartvattnet. Orsaken förklarades vara felkopplingar mellan systemen, som i flera fall kunde detekteras utifrån funna differenser.
Bakgrund
Minskande tillgång på färskvatten gör det intressant att separera gråvatten och svartvatten som ett sätt att möjliggöra återanvändning av gråvatten. I tidigare studier på området förekommer två uppdelningar: 1) Gråvatten från badrum, duschar, tvättmaskiner och köksavlopp. Svartvatten från toaletter inkl urin, fekalier och toalettpapper. 2) Som för 1) men köksavloppet förs till svartvattnet.
Schabloner för gråvattenflödet var 41 L/p,d och för svartvattenflödet 68 L/p,d..
De s k semicentraliserade systemen (SCSTS) uppges vara mer resurseffektiva än centraliserade eller decentraliserade system och väl lämpade för snabbväxande urbana områden.
Material och metod
Det första fullskaliga SCSTS-systemet implementerades i Qingdaoprovinsen i Kina för 120 000 pe (1 pe här = 100g COD/p,d). Det hanterar 800 m3/d svartvatten (BW) (inkl köksavlopp) och 700 m3/d gråvatten (GW). Insamlingsområdet består av två bostadsområden, fyra hotell, en kontorsbyggnad med matsal samt en brandstation.
Det behandlade gråvattnet recirkulerades till toalettspolning och det behandlade svartvattnet användes till jordbruk och bevattning. Matavfall från hotell och matsal samrötades med slam från svartvatten- och gråvattenbehandling vilket gör systemen i någon mening självförsörjande på energi.
Emellertid har av olika skäl de båda avloppsvattenkategorierna blandats i avsevärd utsträckning, varför en undersökning har genomförts för att detektera omfattning och lokalisering av blandningen samt föreslå motåtgärder.
Provtagning
Prov togs i inspektionsbrunnar från sammanbindande ledningar, från inspektionsbrunnar utanför resp byggnad samt vid pumpstation och avloppsverk; sammanlagt 12 provpunkter. Prov togs på morgonen dag 1, middagen dag 3 och på kvällen dag 5. Dessa analyserades på COD f/of, Tot-N, NH3-N, Tot-P samt suspenderade ämnen, SS. De tre provdagarnas resultat medelvärdesbildades. Analysvärdena jämfördes med schablonvärden för svartvatten och gråvatten, BW/GW för COD: 1290/206 mg/L; Tot-N 162/5; NH3-N 121/4; Tot-P 21/3; SS 805/171 mg/L. Samtliga analysresultat återges i tabell i artikeln.
Resultat
I flera gråvattenprov översteg de uppmätta halterna schablonvärdena och i korresponderande svartvattenprov understeg halterna schablonerna, allt i varierande omfattning mellan områdena.
Hotellområdena gav i två fall (av 4) stora avvikelser från schablonerna. I bostadsområdena var värdena närmare schablonerna, indikerande få felkopplingar.
I kontorsbyggnaden hade utgående ledningar kopplats fel med stora avvikelser som följd.
I en av ledningsbrunnarna fanns avvikelser från schablonerna, i de två övriga var avvikelsen försumbar. Vid pumpstation och avloppsverk var inkopplingarna korrekta, men värdena avvek ändå från schablonen pga delområdenas felkopplingar.
De sammanvägda avvikelserna togs som mått på felkoppling av BW till GW och blev 75 % för det värsta hotellet, 61 % för kontorsbyggnaden och 52 % för det näst värsta hotellet. Brandstationen, två bostadsområden och en ledningsbrunn visade <1,5 % avvikelse och kunde friskförklaras. En ledningsbrunn visade 9 %. Den sammanlagda felkopplingsgraden för systemet blev 27,9 %.
Slutsatser
Den huvudsakliga förklaringen till felkopplingar i systemet hänfördes till olika personalkategoriers ovana vid systemet och följande förslag till förbättringar framfördes:
Ta fram ett standardiserat system med tydliga ingenjörskrav. Etablera ett inspektionsteam som kontrollerar utfört arbete.
Tydliggör skillnaden mellan BW och GW-ledningar. Ledningar och brunnar kan göras i olika färger eller former.
Skilj ledningarna efter varje område (olika ledningsgravar). Behandla gråvattnet i mer lokala verk varifrån recirculation sker efter rening. Ledningsdragningen kan då krympas.
Källa: Ren, Xueli; Chen, Hongbin; Wu, Luxue & Jiang, Haixin (2018): Full-scale practice of domestic wastewater source separation and collection in a semicentralized treatment system: a case study. Water Science & Technology, 78.10, pp 2193-2203.
Författarna från:
State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, College of Environmental Science and Engineering, Tongi University, Shanghai, 200092, China.
Kontakt: bhctxc@tongii.edu.cn
