Sirkulære løsninger for avløpsvann: En trestegs renseprosess for trygg gjenbruk av gråvann

Abstract

Det er og blir en utfordring å sikre nok og trygt vann og tilstrekkelige sanitærforhold for verdens befolkning. Dette skyldes en rekke årsaker: fysisk vannmangel, krig, klimaendringer, forurensede råvannskilder - listen synes endeløs. Samtidig kaster vi verdifulle ressurser i sluket hver eneste dag, ressurser som ofte ender opp med nettopp å forurense. Mer enn noen gang er det behov for å tenke nytt, i stedet for å atter en gang grave oss dypere ned i hullet for å legge enda flere rør i bakken.

Kildeseparert avløp gjør det enklere å utnytte både avløpsvannets næringsstoffer og selve vannet. I dette forsøket ble et trestegs gråvannsrenseanlegg bestående av et luftet biofilter, en adsorpsjonskolonne med aktivt kull og polonitt, og en gravitasjonsdrevet utrafiltreringsmembran belastet med 100 L/d. Anleggets prestasjon ble analysert og vurdert opp mot tiltaksgrenser og grenseverdier i Drikkevannsforskriften som veiledende retningslinjer i mangel på et eget regelverk for gjenbruk av vann fra husholdninger. Alle målinger for pH, konduktivitet, turbiditet, nitrat, koliforme bakterier og E. coli er innenfor disse kravene. Det høyeste innholdet av total ammoniumnitrogen ble regnet om til et ammoniuminnhold på 0,58 mg/L, så vidt over tiltaksgrensen på 0,5 mg/L.

På bakgrunn av parametrene som er testet kan det rensede gråvannet regnes som trygt å benytte som bruksvann. Det ble dog lagt merke til en svak kloakklukt fra membranutløpet som nok gjør det mindre attraktivt å benytte til enkelte formål. Dersom vannet skal lagres, kan det med fordel legges til et desinfeksjonstrinn med ettervirkning.

Det ble testet to ulike vaskeprosesser på biofilteret; en med luft, og en med luft og vann. Etter luftspylingen ble det observert ustabil drift, mens det etter tilbakespyling med luft og vann ble observert stabile og gode resultater i de to gjenværende ukene av forsøket.

Det ble også undersøkt hvordan desinfeksjon med hypoklorsyre, ozon og hydrogenperoksid påvirket dykkede rør med et etablert grunnlag for biofilmvekst. Det desinfiserte vannet ble skiftet ut batchvis for å simulere et forenklet periodevis forbruk. Usikkerhetene rundt vekstutgangspunktet i rørene samt prøvetakingen av biofilmen, medførte at resultatene ble vurdert som usammenlignbare.

There is an ongoing challenge in regards to securing safe and sufficient water and sanitation for the world's population. Underlying issues, including physical water scarcity, war, climate change, polluted water sources; the list seems to be never ending. Still, we throw valuable resources down the drain every day, which ironically often end up polluting. There is a need for innovative solutions, now more than ever, instead of continuing the digging of an even deeper hole to put even more pipes in the ground.

Source separation facilitates the utilization of wastewater nutrients, but also the water itself. In this study, a three-step greywater treatment, consisting of a biological aerated filter, an adsorption column with activated carbon and polonite, and a gravity driven ultrafiltration membrane was operated at 100 L/d. The performance was analyzed and compared with the action and limit values in the Norwegian Drinking Water Regulations as guidelines, in the absence of specific regulations for the reuse of domestic water. All measurements of pH, conductivity, turbidity, nitrate, total coliforms and E. coli are within these requirements. The maximum total ammonia nitrogen measured, was calculated to 0,58 mg ammonium per L, which only just exceeds the 0,5 mg/L action value.

With reference to the parameters tested, the treated greywater can be considered safe for non-potable uses. However, it had a faint smell which might makes it less attractive for certain purposes. For storage, it would be beneficial to add a suitable disinfection step.

Two backwash processes were tested on the biological filter. Using just air resulted in unstable operation, whilst a combination of air and water produced superior, stable results for the two remaining weeks of the study.

Another goal was to investigate how disinfection with hypochlorous acid, ozone and hydrogen peroxide affected submerged pipes with an established foundation for biofilm growth. The disinfected water was periodically replaced to simulate a simplified consumption. Uncertainties concerning the growth foundation, as well as the sample technique, led to incomparable results.