Reinsing av gråvatn i ulike lausmassefilter : eit kolonneforsøk

Abstract

Ferskvatn er eit knapt gode i verda, og ureining av ferskvatn med patogene mikroorganismar er eit trugsmål mot liv og helse. Infiltrasjon av avløpsvatn i jord kan gi særs god reinsing av fosfor, organisk materiale, suspendert stoff og mikroorganismar. Likevel er det ein risiko for at drikkevatn kan verte ureina av mikroorganismar når ein infiltrerer avløpsvatn i jord. I denne oppgåva vart tverrsnittet av fire grøfteoppbyggingar (kalla A, B,C og D) for infiltrasjon av gråvatn i jord bygde opp i kolonner av Ø630 mm PP-rør. Filtermateriala var filtralite, fin sand, subbus og lokale lausmassar. Filtera var konstruerte som nedstraums umetta filter. Gråvatn frå 24 studentleilegheiter ved Noregs miljø og biovitskapelege universitet, vart reinsa i slamavskiljar og biofilter i eit kompakt reinseanlegg, før det vart infiltrert i filtera. Testanlegget vart starta 16.02.16, og var i døgnkontinuerleg drift heile forsøksperioden. Hovudmålet med oppgåva var å finne reinseeffekten i filtera for Escherichia coli (E.coli), totale koliforme bakteriar (KB), modellviruset Salmonella typhimurium fag 28b (S.t. 28b), total-P, BOF5 og suspendert stoff. Hovudfokuset i oppgåva var mikrobielle parameter. Prøver vart tekne i to periodar, for å finne om det var endring i reinseevna over tid. Gjennomsnittleg reduksjonen av E. coli for alle kolonner var mellom 2,4 – 3,2 log10 og 3,7 – 4,2 log10 i høvesvis testperiode 1 og 2. Gjennomsnittleg reduksjon av KB for alle kolonner var mellom 2,4 - 3,0 log10 og 2,8 – 3,6 log10 i høvesvis testperiode 1 og 2. Resultatet frå kolonne C1 i testperiode 2 vart sett bort frå, grunna avvik grunna kortsluttingsstraum i kolonna. Reinseeffekt med omsyn på BOF5, SS og total-P var god i alle kolonner. Skilnaden i reinseeffekt for desse parameterane var små mellom filtera. Reinseeffekten med tanke på KB og E. coli vart betre frå testperiode 1 til 2 i alle fungerande filterkolonner, truleg grunna danning av biofilm/biomatte i filtera. Reinseeffekten for BOF5, SS og total-P var nokså lik frå testperiode 1 til 2, med visse endringar for filtertype C. Konsentrasjonen av S.t. 28b vart redusert med 3 – 3,5 log10 i filteret med best reinsing (B). Dei to filtertypane med best reinsing av S.t. 28b inneheldt lokal lausmasse, og reinsa klart betre enn filtertypane oppbygde av subbus og sand, som reduserte konsentrasjonen av S.t. 28b med 1 – 1,5 log10 frå innløp til utløp av filteret. God reinseeffekt med omsyn til E. coli og KB, garanterte ikkje god reinseeffekt på S.t. 28b av filtera.

Fresh water is scarce in many parts of the world, and contamination of fresh water with pathogenic microorganisms may cause serious illness. Soil infiltration is an effective way to purify wastewater. However, soil infiltration of wastewater may contaminate sources of drinking water. Four different infiltration trench profiles, named A, B, C and D were constructed in Ø630 mm columns. Filter materials were filtralite, sand, subbus (0 – 16 mm crushed stone) and local soil. The filters were designed as downstream unsaturated filters. Greywater from 24 student apartments at the Norwegian University of Life sciences was treated by septic tank and biofilter, before infiltration in filter columns. The test plant was started 16.02.16, and was continuously treating greywater the entire test period. The main purpose of this thesis was to measure reduction of Escherichia coli (E.coli), total coliform bacteria, the model virus Salmonella typhimurium phage 28b (S.t. 28b), total phosphorous, BOD5 and suspended solids through each filter. Effluent samples were taken in two different periods, in order to find changes in purification effectiveness over time. Average reduction of E. coil ranged between 2,4 – 3,2 log10 and 3,7 – 4,2 log10 in test period 1 and 2 respectively. Average reduction of total coliforms ranged between 2,4 - 3,0 log10 and 2,8 – 3,6 log10, in test period 1 and 2, respectively. Results of column C1 in test period 2 were not considered, because preferential flow caused a significantly low reduction of indicator bacteria. Regarding BOD5, SS, and total phosphorous, all columns performed well. The difference in purification effect was considered negligible. Reduction of E. coli and total coliforms increased from test period 1 to test period 2 in all properly functioning columns. Biofilm formation probably caused the increased reduction of indicator bacteria through the filters. The purification effect regarding BOD5, SS and total phosphorous did not change significantly from test period 1 to test period 2, apart from some certain changes in the effluent from the C columns. Concentration of S.t.28b was reduced by 3 – 3,5 log10 in the most effective filter (B). Filters containing local soil, performed significantly better than filter columns without local soil. Filters made up of only sand, subbus and filtralite, reduced concentrations of S.t. 28b by 1 – 1,5 log10. High reduction of indicator bacteria, did not imply high reduction of S.t. 28b.