UV-bestrålning av utflödet från en avloppsmark har visat god reduktion av kvarvarande patogena bakterier. Reaktivering kunde dock ske efter ca 4 h i ljus, och kunde undvikas helt vid högre UV-doser.
Av: Jörgen Hanaeus
Våtmarksbehandling av avloppsvatten kan behöva ett desinficerande komplement. Här har UV-behandling studerats efter passage av våtmarker i pilotskala. Desinfektionen var god vid måttligt partikelinnehåll, ca 2 log-enheter, men reaktivering kunde inträffa och uppemot 35 % av de fekala coliforma bakterierna kunde reaktiveras efter 4 h i dagsljus, varefter fortsatt nedbrytning skedde. En ökad UV-dos kunde dock minska reaktiveringseffekten avsevärt.
Artikeln
Konstruerade våtmarker är en avloppslösning för rurala områden och skattningar ger att det finns fler än 50 000 av dem i Europa och fler än 10 000 i USA. Rapporterade reningsresultat är avseende BOD 78-96 %, suspenderade ämnen 65-88 %, totalkväve 48-65 % och totalfosfor 39-58 %. Patogena mikroorganismer inaktiveras inte fullständigt. För våtmarker med horisontell strömning har reduktion av koliforma bakterier (CFU) angetts till mellan 0,24 och 3,63 log enheter och av kolifager (PFU) till mellan 0,46 och 2,84 log enheter. En kompletterande desinfektionsenhet är då motiverad
UV-bestrålning är ett lämpligt komplement som till skillnad från t ex klor inaktiverar även protozoer som t ex Giardia lamblia och Cryptosporidium parvum. UV-bestrålningen kan dock avskärmas av suspenderat material i utloppsvattnet. En annan osäkerhet gäller bestrålade mikroorganismers förmåga till reaktivering i dagsljus, varför denna studie fokuserar på effekten av UV-bestrålning av utflödet från ett system av pilotvåtmarker jämte reaktivering.
Anläggning och metod
Försöken utfördes i ett pilotvåtmarkssystem i Chile som varit i drift i 8 år. Biobioregionen har tydliga årstider med nederbörd 320, 112, 71 och 226 mm för respektive vinter, vår, sommar och höst. Inkommande vatten till systemet är ett primärbehandlat avloppsvatten från ett avloppsverk för 20 000 personer.
Systemet bestod av sex horisontella våtmarksenheter om vardera 4,5 m2 och ett vattendjup av 0,4 m. Enheterna var fyllda med grus och hade växtlighet planterad; bladvass m fl arter.
Uppehållstiden varierade mellan 3 och 7 dygn och systemet avslutades med en UV lågtryckslampa (Hg) som gav 30 mJ/cm2.
Lampans glasskydd rengjordes månadsvis. Prover togs under varje delsäsong. För att reaktivera placerades 20 m utflödesprov i en Petriskål med ytan 30 cm från en vanlig 15 W glödlampa. Reaktivering pågick under 24 h med provtagning efter 0,2,4,6 och 24 h.
Resultat
Utgående pH varierade mellan 6,6 och 8, temperaturen mellan 10 och 22 ºC och halten löst syre mellan 0,3 och 3 mgO2/L. Redoxpotentialen låg mellan ca -150 till + 100 mV.
Utgående parametrar i övrigt var (årstidsvarierande, i medeltal): suspenderade ämnen 25-35 mg/L (organiska dominerade klart), COD 110-160 mg/L (merparten löst), total-N 65-70 mg/L (ca hälften ammoniak-N) och total-P 12-14 mg/L.
Beträffande reduktionen av patogena mikroorganismer blev utfallet för totala koliformer 2,53, 0,87 och 0,44 log enheter för vinter, vår och sommar, respektive. För fekala koliformer blev motsvarande siffror: 2,03, 1,27 och 0,33 log enheter och för de somatiska kolifagerna 1,22,1,18 och 0,58 log enheter. De lägre värdena bedömdes vara orsakade av högre halter suspenderade ämnen i vattnet under varmare årstider.
Halterna av totala koliformer ökade vid fotoreaktivering från nivån 6-7 % överlevande under 2 h till 35 % överlevande efter 4 h för att återgå till 12 % en timme senare och till 6-7 % ytterligare 10 h senare. Andra forskare rapporterar betydligt lägre reaktivering vid högre UV-doser, 50-60 mJ/cm2.
Slutsatser
Störst inflytande på desinfektionsresultatet hade den låga transmissiviteten (<34 %) som påverkades negativt av partikelstorleken (>10 µm) och halten suspenderade ämnen (>27 mg/L).
Fotoreaktiveringen visade en topp på 35 % överlevnad för koliforma bakterier (totalantalet) efter 4 h följd av en långsam återgång till 6-7 %.
Källa: Gonzalez, Yenifer, Salgado, Pablo & Vidal, Gladys. (2019): Disinfection behavior of a UV- treated wastewater system and the rate of reactivation of pathogenic microorganisms. Water Science & Technology, 80.10, pp 1870-1879.
Författarna från:
Engineering and Biotechnology Environmental Group, Environmental Science Faculty & Center, EULA-Chile, P.O. Box 160-C, Concepcion, Chile.
Kontakt: gividal@udec.cl
