För avskiljning av läkemedelsrester och andra framväxande riskämnen i avloppsverk föreslås olika metoder. Mycket finns rapporterat om avskiljningseffekter, men en bredare och långsiktigare studie för metoderna saknas. Här är ett sådant bidrag.
Av: Jörgen Hanaeus
Läkemedelsrester och andra framväxande riskämnen anländer till avloppsverk och hamnar i slammet eller i recipienten. Graden av avskiljning har beskrivits i flera studier, men en bredare bild av sådana system saknas. Där kan utöver avskiljningseffekt för olika ämnen ingå investerings-, drift- och underhållskostnader, miljöpåverkan och utvecklingspotential.
Ett treårsprojekt har genomförts i pilot- och till viss del i fullskala med tillhörande modell- och företagsrelaterade kostnadsberäkningar. Komplexiteten i bedömningen lyfts fram och slutsatsen blir att en kombination av metoder blir nödvändig för ett tillfredsställande utfall i ett längre perspektiv.
Bakgrund
Läkemedelsrester och andra framväxande riskämnen har visats ha störande effekter på vattenlevande organismer. De kan också ackumuleras i den akvatiska näringsväven och ge skador på högre organismer. Utsläppt antibiotika kan ge en allvarlig ökning av resistenta mikroorganismer vilket utgör ett globalt problem.
Då nuvarande avloppsverk har svårt att avskilja mikrobiologiskt stabila ämnen har flera behandlingsmetoder provats och utvärderats; särskilt i Tyskland och Schweiz, men även i Sverige. Dock har få studier intresserat sig för mikroföroreningar utöver läkemedelsrester och hygienprodukter och för dessa har fokus legat på avskiljningseffekter. En mer holistisk studie var alltså av intresse. Denna artikel presenterar en sådan och olika behandlingssystem har testats i pilotskala, något i fullskala och modellberäkningar har utförts.
Material och metod
Projektet startade 2014 med en genomgång av framväxande riskämnen i Sverige som detekterats i screening från olika avloppsverk; listan publiceras i ett supplement till artikeln.
Pilotstudier utfördes för flera processer och processkombinationer; ozon, granulerat aktivt kol som biofilter (GAC), dessa i kombination samt kombinationen ultrafilter/GAC biofilter. Ytterligare processer kan föreslås, t ex avancerad oxidation eller UV-bestrålning plus väteperoxid.
Tidigt framkom att ozon var ett enkelt och måttligt kostsamt alternativ med goda effekter, varför några andra mycket kostsamma och komplicerade alternativ avskrevs från detaljstudium.
Systemen testades vid forskningsstationen i Hammarby Sjöstad i anslutning till Henriksdals avloppsverk och med det kommunala avloppsvattnet från Stockholm som utgångspunkt och som behandlades i fullskala med konventionell aktivt slam-metod och i pilotskala med membranbioreaktor, som också är en planerad framtida komponent för Henriksdal. För kombinationen GAC och ultrafilter hämtades data från DEMEAU-projektet i Lausanne.
Utgående från pilotförsöken utvärderades systemen med livscykelkostnader, avskiljningseffekt, implementeringsaspekter samt framtidspotential och utfall i ett kort- resp långtidsperspektiv formulerades.
Miljöpåverkan utvärderades i en LCA-analys och kalkyler genomfördes för olika verksstorlekar. Hänsyn togs till global uppvärmningspotential, försurningspotential, eutrofieringspotential och förbrukning av abiotiska resurser såsom fossila bränslen.
Några utrustningsdata: UF nominell porstorlek 0,2 µm, UF som MBR 0,04 µm, ozondos 0,5 g/g DOC, kontakttid vid ozonering 15 min och kontakttid för GAC-filtrering 15 min.
Ekonomisk utvärdering gjordes utgående från kapitalkostnader, investeringar, drift och underhåll samt arbetskraft. Ekonomiska data hämtades från företag på den svenska marknaden och uttrycktes i SEK/m3 via årliga investeringar plus drift och underhåll dividerat med årligt vattenflöde till avloppsbehandlingen ifråga.
Valda processkombinationer visas i figur där även tillämpningsstatus presenteras. Några kombinationer uteslöts då de befanns kräva en tilläggsprocess för att uppnå kvalitetskraven, däribland kombinationerna PAC+UF och UF+GAC biofilter (GAC för avloppsvatten kan definieras som biofilter).
Resultat
Under arbetet framkom analytiska problem; särskilt för läkemedelsrester som bedömdes underskattade i flera fall. Behandlingsmetodernas lämplighet avseende läkemedelsrester, antibiotikaresistens, desinfektion, östrogen, mikroplaster och PFAS presenteras i tabell. Miljöeffekter ges under rubrikerna energi och kemikalieåtgång; vidare ges kostnader inkl de dyraste posterna, samt negativa sidoeffekter.
Slutsatser
Metoder som väl separerar vissa ämnen kan vara intressanta på kort sikt, men mindre lyckade i ett längre tidsperspektiv. Bedömning av processernas utvecklingsmognad, ställda mot varandra, kan ge tips om var framtida potential är mest lovande.
En kombination av processer är därför mer trolig som långsiktig lösning för de studerade ämnena än en enstaka process.
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:
1) IVL, Swedish Environment Institute, Stockholm.
2) Stockholm Vatten och Avfall, Stockholm
3) Sydvästra Stockholmsregionens VA-verksaktiebolag – SYVAB, Grödinge
Kontakt: christian.baresel@ivl.se
