En golfbana i Marocko som bevattnas med behandlat avloppsvatten drabbades av problem med igensättningar, bl a av munstycken. Beläggningarna har karakteriserats och ytterligare luftning av avloppsvattnet har minskat problemen.
Av: Jörgen Hanaeus
En golfbana i Agadir, en region med knappa vattenresurser bevattnas med behandlat avloppsvatten, kommunalt och från fiskindustri. Igensättning av munstycken har gjort att man studerat de partiklar som orsakar detta problem. Elektronmikroskopi och elementbestämning av beläggningarna har utförts.
Tillskottsluftning av behandlat avloppsvatten utfördes i reaktorer om ca 20 L och olika luftmängder. Luftningen minskade beläggningspotentialen påtagligt, bl.a. genom att minska partikelstorleken. Man rekommenderade ändå en separat behandling av det saltrika avloppsvattnet från fiskindustrin.
Artikeln
Återanvändning av avloppsvatten efter behandling är ett attraktivt alternativ, särskilt i sötvattenknappa regioner. Igensättning av spridningsenheter utgör då ett vanligt problem.
Metoden används i området Agadir, Marocko, där golfbanor bevattnas med behandlat avloppsvatten. Igensättningsproblem är frekventa.
Luftning är ett sätt att minska beläggningspotentialen. Halten löst syre ökar, halterna löst järn och mangan minskar, liksom svavelväte, och organiskt material bryts ned.
Studien innebar att karakterisera behandlat avloppsvatten och beläggningar vid bevattningsanläggningen för en golfbana i Agadir, liksom att undersöka om ett ytterligare luftningssteg skulle förbättra beläggningssituationen. Avloppsvattnet var här kommunalt plus utflödet från en fiskindustri.
Försök
Vid luftningsförsöken varierades två faktorer i 20-litersreaktorn: Luftflöde och luftningstid. Flöden: 0 (ref), 16,5 L/h samt 33 L/h. Luften tillfördes genom keramiska diffusorer i botten av reaktorn. Prov togs i början av luftningen och efter 15 och 30 dygn.
Tre beläggningsprover togs från huvudledningen avloppsverksutflöde-golfbana med 20 dagars intervall. Ett blandprov tillverkades också av dessa. Proven analyserades med elementanalys och därtill organiskt material via förbränning vid 450 ºC samt 1000 ºC. Kalciuminnehållet togs via ICP och materialytan karakteriserades med svepelektronmikroskopi och röntgendispersionsspektroskopi (ESD).
Efter luftningen filtrerades det behandlade vattnet och det avskiljda materialet vägdes och undersöktes med elektronmikroskopi.
Resultat
För det material som avsatts i framledningen noterades vid tre tillfällen (med 20 d intervall): pH = 8,60, Ca-andel = 30,5 %, organiskt material (450 ºC) = 18,7 %, glödförlust (1000 ºC) = 25 %. Svepelektronmikroskopet visade på karaktären oregelbunden och rå partikelyta. Små partiklar ansluter till en stor partikel.
Röntgenstudien (300 ggr) visade en jämn fördelning av element, där kalcium och fosfor dominerade och angaväven syre som det dominerande elementet med 68 %, Ca 21 % och P 9,0 %. Manganinnehållet i partiklarna ökade från 0,19 % till 0,87 och 0,64 %. Aluminium och kiselinnehållet sjönk från gemensam nivå vid de två första provtillfällena till låga nivåer vid det tredje.
Ett blandprov, sammansatt av proven 1-3 ovan, visade partikelstorlekar mellan 0,5 och 450 µm. Partiklarna hade skarpa hörn och relativt plana ytor. Den övergripande strukturen påminde om kalcitkristaller.
Utifrån röntgenanalyser kunde så tre huvudfaser bestämmas för igensättningarna: Ca (PO4)3(CO3)0,5, CaCO3 och Ca3(PO4)2. Härur antogs att som åtgärd kunde separation av kalcium, fosfor och karbonat komma i fråga.
Det avloppsvatten som var aktuellt för tilläggsluftning höll pH 7,4, 139 mg Ca/L, 666 mg/Cl/L, 150 mg organiskt material/L, konduktivitet 355 mS/m. Resultatet blev med luftningstiden 15 dygn samt luftmängden 16,5 L/h att det organiska materialet inte längre var mätbart.
Vätekarbonatinnehållet sjönk med hälften och kalciuminnehållet med ca 10 %. Mikroskoperingen visade att kristallstorleken minskade med ökad luftningsintensitet.
För att omsätta detta i praktisk drift behövs en luftningstank om 226 m3 och en elförbrukning om 742 kWh/m3. Då solinstrålningen här är på nivån 6 kW/m2,d skulle arealåtgången för solceller bli stor, men det finns goda förhoppningar om att luftningstiden kan krympas en god del under de 15 dygn som provats.
Slutsatser
Luftningen av det behandlade avloppsvattnet minskade igensättningspotentialen avsevärt, dock motiverar en hög energiåtgång en mer detaljerad luftningsstudie.
Då avloppet från fiskindustrin bidrog med stora mängder salt och fosfor bedömdes det lämpligt att på sikt ge detta separat behandling.
Källa: Benlouali, H.1), Karmal, I.2), Q., Harrouni, M.C.1), Ghanbaja, J.3), Frascari, D.4), Hamdani, M.2) & Choukr-Allah, R.1): Characterization of clogging deposits in an irrigation pipeline and effect of post-aeration on clogging potential of tertiary-treated wastewater. (2021). Water Science & Technology 83.2, pp 309-321.
Hela artikeln i Water Science & Technology går att läsa gratis här.
Författarna från:
Department of Horticulture, Hassan II Institute of Agronomy and Veterinary Medicine, Complex of Horticulture, Agadir, Morocco
Faculty of Science, Ibn Zohr University, Agadir, Morocko
Institut Jean Lamour, University of Lorraine/CNRS, Nancy, France
Department of Civil, Chemical, Environmental and Materials Engineering, University of Bologna, Bologna, Italy.
Kontakt: h.benlouali [a] gmail.com
