Till tre pilotvåtmarker har doserats kommunalt avloppsvatten med sex olika läkemedelsrester. Kontinuerlig och satsvis belastning har provats liksom två olika förbehandlingar. Våtmarken har visat på god avskiljning av dessa ämnen och den satsvisa tillförseln har lyckats bäst.
Av: Jörgen Hanaeus
En pilotanläggning har konstruerats i Spanien och använts för flera undersökningsändamål.
Tre linjer våtmark med våtmarksytan ca 3m2/linje har drivits under en månad och till dessa har kontinuerligt doserats 6 olika läkemedel. Grovgallrat kommunalt avloppsvatten har använts med antingen slamavskiljare eller motströms slambädd som förbehandling. Linjerna har varit:
kontroll= slamavskiljare plus tvåstegs våtmark, vattenmättad med horisontell strömning; satsvis belastad = slamavskiljare plus tvåstegs våtmark mättad/omättad beroende på tid från belastningen; anaerob= motströms slamavskiljning plus tvåstegs våtmark, vattenmättad.
Avskiljningen av de valda läkemedelsresterna var god; bäst i den satsvis belastade våtmarken.
Bakgrund
Som ett alternativ till högteknologisk avloppsvattenbehandling för att oskadliggöra läkemedelsrester har framförts möjligheten att behandla avloppsvatten i våtmark. Vissa lovande ansatser har gjorts vilket motiverar fortsatta försök på området.
Kontinuerlig injektion av läkemedel till avloppsvattnet valdes som metod för att få stabila halter i anläggningarna. Aerobi ställdes mot anaerobi i våtmarken.
Försök
Avloppsvatten från en kommunal ledning passerade ett grovt galler och lagrades i en 1,2 m3 PE-tank som försetts med kontinuerlig omrörning. Uppehållstid ca 12 h. Därifrån leddes vattnet till våtmarksbehandling.
Tre linjer för våtmarksbehandling hade etablerats. A: Kontrollinje med två små slamavskiljare, totalt 14 l. Därefter två små parallella våtmarker om 0,65 m2/st och slutligen en större våtmark om 1,65 m2. B: Satsvis belastning. Samma anläggning som för A, men belastningen skedde alternerande. Från slamavskiljarna doserades 14 l efter 2 h uppehållstid till en av de små våtmarkerna och vidare till den större våtmarken. Nästa cykel doserade man till den andra lilla våtmarken osv. C: Anaerob linje. Här leddes vattnet till en 105 l cylindrisk tank där vattnet via motström hade 5 h uppehållstid. Från denna pumpades var fjärde timme till två små distributionstankar (7 l/st), varifrån vattnet snabbt tömdes via ventiler till två små våtmarker (parallella) som sedan anslöt till en större våtmark om 1,65 m2.
Flödet var 84 l/d till varje linje (individuella q-mätare). De små våtmarkerna( i PE-boxar) hade djupet 0,5 m och de större djupet 0,45 m. Varje låda hade en dränerande ledning på botten för vidareföring av vattnet. I lådorna placerades vidare grus (D60 = 7,3 mm) till 30 cm djup, men vattennivån hölls på 25 cm djup. Teoretisk uppehållstid för vattnet blev för varje linje 3,5 d. På alla våtmarksytor hade bladvass planterats.
I kontrollen A och i anaeroba linjen C var alla våtmarker hela tiden vattenmättade. Den satsvisa B kördes i 4-dagars cykler: Dag 1-2 samma tillförsel som kontrollinjen, dag 3 vilade våtmarken under mättade förhållanden (ingen tillförsel) och dag 4 vilade våtmarken under omättade betingelser.
Provtagning skedde i alla övergångar. Vid övergången från slamavskiljare till liten våtmark doserades läkemedel. I en flaska om 20 l tillsattes ibuprofen (IB), diclofenac (DCF), acetaminophen (ACE), tonalide (AHTN), oxybensone (OXY) och bisfenol A (BPA) löst i metanol samt KBr som spårämne. God omblandning.
Utgående vatten från resp. linje provtogs var fjärde timme dagtid. Noggrannare beskrivning av övrig provtagning plus analysmetodik finns i artikeln.
Resultat
Avloppsvattentemperaturen var 10-19 °C, medel ca 14°C. pH 6,8-7,4. Redoxpotentialen Eh var -78, -11 och -96 mV för kontrollinjen, satsvisa linjen och anaeroba linjen respektive, dock med påtagliga variationer.
Beträffande medicinresterna var våtmarkslinjerna tämligen framgångsrika:
För ACE erhölls 96-98 % reduktion i de tre linjerna (från ca 35 µg/l), marginellt högre för den satsvisa linjen. För OXY 97, 94 och 87 % , från ca 8 µg/l (satsvis, kontroll, anaerob), för AHTN 91, 91, 88 % från ca 3,5 µg/l (s-k-a), för BPA 89, 79, 65 % från ca 2 µg/l (s-k-a), för IB 85, 63, 52 % från ca 85 µg/l (s-k-a), för DCF 70, 44, 32 % från ca 3 µg/l (s-k-a). Aktiva mekanismer för de olika läkemedlen diskuteras, liksom beräknade reaktionskonstanter utgående från första ordningens kinetik.
Resultat från traditionella parametrar (exkl P) redovisas också.
Slutsatser
Upflow avskiljaren gav marginellt sämre resultat än den vanliga slamavskiljaren (sedimentering). Den satsvisa linjen lyckades bäst för alla valda läkemedel och även för de konventionella parametrarna COD och N.
Undersökningsmetoden med kontinuerlig läkemedelsdosering levererade stabila resultat och bedömdes framgångsrik.
Utfallet visade att en hög redoxpotential gynnar separationen av läkemedelsrester.
Att driva en våtmark i cykler av mättnad och omättnad förefaller gynnsamt för många parametrar.
Källa: Avila, C. a), Reyes, C. b) , Bayona, J.M. b), Garcia, J. a) , 2013: Emerging organic contaminant removal depending on primary treatment and operational strategy in horizontal subsurface flow constructed wetlands: Influence of redox. Water Research Vol 47 Iss 1 p 315-325.
Hela artikeln i Water Research finns att köpa här.
GEMMA Group of Environmental Engineering and Microbiology, Department of Hydraulic, Maritime and Environmental Engineering, Universitet Politecnica de Catalunya-BarcelonaTech, E-08034 Barcelona, Spain.
Department of Environmental Chemistry, IDAEA-CSIC, E-08034 Barcelona, Spain.
