Till flerskikts vermifilter i labskala och med olika tillsats av dyngmaskar doserades syntetiskt avloppsvatten. Reduktionen av organiskt material och näringsämnen mättes och maskarnas inflytande på bakteriesamhället har undersökts med DGGE-teknik.
Av: Jörgen Hanaeus
Fem markfilter med sidor om 30 cm och djupet 75 cm och med skikt av packad jord med hackade risstrån samt sand, detritus och ett stenlager, tillfördes dyngmaskar (en daggmaskart) i olika viktsmängder. Därefter doserades syntetiskt avloppsvatten till filtret, 0,2 m/d, under en timme, varefter filtret fick torka återstoden av dygnet.
Vattenprov togs före och efter filterpassagen och visade på 70%-iga reduktioner av COD och N, samt 80 %-ig reduktion av P men i stort sett oberoende av masktillförsel i intervallet 0-16,5 g per liter jord. DGGE-analyser visade att maskarnas påverkan på bakteriediversiteten var måttlig; men där den inträffade gynnades reduktionen av det organiska materialet medan N- och P-reduktionen inte påverkades.
Bakgrund
Vermifiltrering är en teknik som väckt intresse för behandling av avloppsvatten i glesbygd, främst i Kina. Den innebär att maskar placeras i någon form av filter och via jordbearbetning förväntas förbättra nedbrytningen av organiskt material från avloppsvattnet. En ändring av bakteriernas livsmiljö antas kunna ge sådana effekter.
I föreliggande artikel redovisas försök i labskala med fem lika sådana filter där olika mängd dyngmaskar (Eisenia fetida) i intervallet 0-16,5 g/l jord tillförts filtren.
Filteruppbyggnaden var följande:
Ytan 30×30 cm2 och totalt djup 75 cm.
Skikt, ovanifrån: artificiell jord med inblandade, korthuggna risstrån, 35 cm.
Silversand, 15 cm.
Detritus, 15 cm
Grovsingel, 5 cm.
Försök
Avloppsvatten doserades över ytan med 0,2 m3/m2,d under två timmar. Därefter fick filtret torka under återstoden av dygnet innan nästa dosering påbörjades. Försöken pågick under två månader. Syntetiskt avloppsvatten användes, med COD 257 mg/l, Tot-N 52 mg/l (90 % NH4) samt Tot-P 3,2 mg/l. Temperatur 28°C och pH 7,7.
Masktillsatserna 0 (kontroll) – 4,5 – 8,5 – 12,5 – 16,5 g maskar/l jord provades i resp filter.
Vattenprov in/ut från filtret togs vart femte dygn i tre replikat. Löst syre mättes in situ med elektrod. Dag 25 och 50 togs prover ut från tre nivåer i resp filters jordlager, befriades från maskar och siktades < 2mm. DNA extraherades, kopierades med PCR-teknik och separerades med DGGE-teknik ( Polymerase Chain Reaction resp Denaturerande GradientGelElektrofores). Som ett mått på diversiteten hos bakteriepopulationen i proverna beräknades Shannon index.
Resultat
Vattenproverna visade reduktioner genom filtren av ca 72 % COD, 64 % Tot-N, 75 % NH4-N samt 81 % Tot-P. Skillnaden mellan filtren (med de olika masktillsatserna) var mindre än standard avvikelsen och inte signifikant.
Shannon index varierade mellan 0,82 och 1,11 vilket indikerar stabil population med måttlig diversitet; något som förklarades med god halt löst syre, stabilt pH och temperatur.
Shannon index relaterades till de olika vattenparametrarna med linjär regression, varvid ingen korrelation erhölls för Tot-N, NH4-N eller Tot-P (R2 ca 0,02). Shannon index mot COD-reduktionen gav emellertid R2 = 0,86 ; god korrelation, alltså, vilket kan tolkas som att nedbrytningen av organiskt material gynnas av god bakteriell diversitet.
Slutsatser
Vermifiltret som provades gav – i kraft av att vara en enkel teknik med främst rural tillämpning – god reduktion av organiskt material, kväve och fosfor. Nedbrytningen av organiskt material gynnades av god diversitet i bakteriepopulationen.
Maskarnas inflytande på resultatet var dock ringa och författarna menade att högre doser kunde ha gett ett annat resultat.
Man kan ana att tyngdpunkten i arbetet var att tillämpa de sofistikerade, DNA-baserade analysmetoder som omnämnts. Om ansatsen varit att optimera vermifiltrering hade antagligen t ex val av masksort och doseringsteknik ifrågasatts liksom valet av syntetiskt avloppsvatten.
Maskarna, i kraft av att vara goda jordstrukturerare, är ändå värda uppmärksamhet vid markbehandling av avloppsvatten. Igensatta infiltrationer/markbäddar kan kanske vara ett mål, veterligen inte provat i Sverige.
Källa: Wang, L1)., Luo, X2)., Zhang, Y.1), Lian, J.1), Gao, Y.1) and Zheng, Z.2) (2013) Effect of earthworm loads on organic matter and nutrient removal efficiencies in synthetic domestic wastewater, and on bacterial community structure and diversity in vermifiltration. Water Science and Technology (1) pp 42-49.
1) Nanjing institute of Environmental Sciences. Ministry of Environmental Protection. No 8 Jiang Wang Miao Street, Nanjing 210042, China.
2) Environmental Science and Engineering Department, Fudan University. No 220 Handan Road, Shanghai 200433, China.
Hela artikeln finns att köpa här.
Korrespondens: L.M. Wang wimian@sina.com
Nanjing Institute of Environmental Sciences.
