Vandrensning på Dambrug

Ole Grønborg, Jens Skjølstrup, Jørgen Riis-Vestergaard, Jens-Ole Frier, Jesper Laursen, Michael R. Rasmussen

Publikation: Bog/antologi/afhandling/rapportRapportForskning

Abstrakt

OVERORDNET PROBLEMSTILLING Dette projektets fase 1 har direkte beskrevet den eksisterende vidensmangel indenfor fire hovedområder, og har påpeget konkret vidensmangel på en lang række delområder indenfor hver af disse. Denne kortlægning af potentielle forskningsområder er baggrunden for udformningen af projektets fase 2, der afrapporteres i denne rapport. I tidsrummet mellem nærværende projekts fase 1 og 2 nedsatte folketinget et dambrugsudvalg (’Udvalget vedr. dambrugserhvervets udviklingsmuligheder’), hvis kommissorium var at søge en afklaring af ferskvands-dambrugserhvervets fremtidige produktionsvilkår, set i forhold til miljøkrav og andre brugeres interesser for vandløbet. Dambrugsudvalget fik teknisk assistance fra Aalborg Universitet til at udforme og dimensionere en række modeller for nybygning og renovering af dambrug. Modeldambrugene skulle sikre en forenklet tilladelsesprocedure. I forlængelse af universitetets arbejde blev nedsat en arbejdsgruppe, som modificerede modeldambrugene med henblik på i så høj grad som muligt at kunne tilfredsstille forvaltningernes krav til dokumentation af udledning til recipienten. Arbejdsgruppen kom med en omfattende betænkning (Bovbjerg Pedersen et al., 2003) der fungerede som oplæg til en bekendtgørelse fra miljøministeriet om modeldambrug (Anon., 2002). Der er tre typer modeldambrug. Til hvert af de tre modeldambrug er tilføjet en variant. Modeldambrug 1 og 1A er ekstensive jorddambrug med en omfattende lavteknologisk rensning. Modeldambrug 2 og 2A er intensive jord- eller betonanlæg med de nyeste renseteknikker implementeret og et pladsbesparende design. Modeldambrug 3 og 3A er udformet med henblik på nyanlæg. Udvalgets og arbejdsgruppens arbejde afdækkede en stor mangel på viden bl.a. om effektiviteten af de renseforanstaltninger, som modeldambrugene skulle bestykkes med, og det indgik i udvalgets anbefalinger (Anon., 2002 a), at der skulle gennemføres en række forsknings- og udviklingsprojekter vedr. bl.a. stofomsætning, vandrensning, vandindtag og vandforbrug. FORMÅL Da nærværende projekts fase 1 således i høj grad er indarbejdet i dambrugsudvalgets arbejde, tager projektets fase 2 udgangspunkt i de indsatsområder, der foreslås af ovenstående tekniske underudvalg. Formålet er at undersøge så mange af de nedenfor oplistede indsatsområder som muligt (Fra Bovbjerg Pedersen et al., 2003) og samtidig at udvikle og forbedre modeldambrugenes design og dimensionering. Indsatsen bør munde ud i anbefalinger der direkte kan implementeres i modeldambrugenes design og som vil være til gavn R-1 for miljøbelastningen på recipienten og for rentabiliteten af moderne dambrugsdrift i øvrigt. De enkelte delformål i deres helhed er oplistet i kapitel 1. Karakterisering af vand • Det bør undersøges, hvorvidt BI5 afspejler den reelle påvirkning af vandløbsmiljøet. • Der bør iværksættes undersøgelser af forholdet mellem COD og BI5 i fækalier, samt en generel karakteristik af produktionsbidraget i det hele taget. • Omsætningen af BI5 i vand- og sedimentfasen (slam) bør undersøges”. Renseforanstaltninger – dokumentation • Der bør hurtigst muligt skaffes mere dokumentation for en række renseforanstaltninger og processer i dambrug under danske forhold. • Der bør tilvejebringes dokumentation for betydningen af gentagne passager af produktions-vandet gennem nogle af renseforanstaltningerne, og for betydningen af forhøjede ligevægtskoncentrationer. • Biofiltre og kontaktfiltres funktion og effekt bør dokumenteres nøjere, ikke mindst i forhold til kvælstof. • Forholdet mellem de opløste og partikulært bundne fraktioner for især BI5, men også gerne kvælstof og fosfor fastlægges og betydningen heraf for rensegraderne beskrives”. Renseforanstaltninger – teknik: • Muligheden for tilvejebringelse af foranstaltninger, der kan øge kvælstoffjernelse i dambrug uden nødvendigvis at skulle etablere plantelaguner bør undersøges. Ovenstående indsatsområder udgør ikke alle de områder, der oplistes i arbejdsgruppens rapport. De punkter, der vedrører udformningen af et relevant kontrolprogram for de første modeldambrug i fuld skala er blevet overført til et projekt specielt rettet mod dette. PROJEKTFORLØB Projektet har været opdelt i to dele. Del 1 (de første 12 måneder og en del af de efterfølgende 6) er blevet anvendt til at karakterisere det vand der kan forventes som ressource til modeldambrugene samt til at få et generelt indblik i hvorledes vandets kemi og fysik ændres når det bevæger sig rundt i dels ekstensive, dels intensive dambrug. Denne del af projektet har givet et indblik i vandressourcens betydning for fisk og filtre der har været helt afgørende for den efterfølgende tolkning af resultater i projektets sidste fase. R-2 I del 2 har projektet rettet sin indsats mod modeldambrug type 3, som i forhold til traditionelle dambrug repræsenterer de mest vidtgående ændringer vedr. vandforbrug, recirkulering, vandrensning og fisketæthed. Der blev på Døstrup Dambrug opbygget en skalamodel af et type-3 modeldambrug, og det eksperimentelle arbejde har været fokuseret på • at karakterisere ændringer i vandkvalitet mht. partikelstørrelse ved passage af dambrugets komponenter • at afprøve forskellige kombinationer af renseforanstaltninger • at fastlægge renseforanstaltningers evne til at tilbageholde partikulært stof • at fastlægge renseforanstaltningers evne til at nitrificere ammonium og nedbryde organisk stof NEDBRYDNINGSRATER FOR ORGANISK STOF Med henblik på at karakterisere nedbrydningen af organisk stof fra udløbet af forskellige typer dambrug og fra forskellige steder inde i dambruget blev der udtaget en lang række vand- og slamprøver fra Binderup Mølle Dambrug (både den konventionelt drevne del og den recirkulerede) og fra vores egen skalaopstilling på Døstrup Dambrug. Nedbrydningsrate Der blev påvist en betydelig forskel på nedbrydningsraten i det konventionelt drevne dambrug i forhold til de to recirkulerede; idet nedbrydningsraten for vandprøverne fra det konventionelt drevne dambrugs udløbsvand havde en betydeligt hurtigere nedbrydning end alle de andre udtagne prøver. Dette var ventet, da den gennemsnitlige alder af de organiske affaldsstoffer er væsentlig mindre i det konventionelle brug. Affaldsstofferne i de recirkulerede anlæg er derfor længere henne i nedbrydningsforløbet, de hurtigt nedbrydelige er forsvundet og resten har en relativt langsommere nedbrydningshastighed. Man må forvente en betydelig variation af de organiske affaldsstoffers alder også mellem forskellige konventionelle dambrug. Man kan derfor ikke bruge den målte værdi for dette som en standard på området, men må påregne store forskelle alt efter vandets opholdstid på det enkelte anlæg. I enkelte tilfælde, hvor vandets opholdstid er meget lille vil det give problemer overhovedet at udtage prøverne, idet det vil være svært at undgå en betydelig nedbrydning mellem prøveudtagning og analyse. For de recirkulerede anlæg blev der påvist meget ens nedbrydningshastigheder for organisk stof med en ratekonstant på mellem 0,09 og 0,11 t-1. Dette betyder, at man kan bruge denne værdi som et sikkert udgangspunkt for bestemmelsen af et givet anlægs R-3 belastning af en vandrecipient såfremt, man kender BOD5 for udløbsvandet. Også til internt brug, ved dimensionering af anlæg kan den målte ratekonstant anvendes med fordel. Koncentrationen af nedbrydeligt organisk materiale Uanset den store lighed i nedbrydningshastighed for organisk stof på alle steder i de målte anlæg kan projektet påvise meget betydelige forskelle i den absolutte mængde af nedbrydeligt materiale. Sammenlignet på volumenbasis er slammet fra slamkeglerne særdeles potent med en meget stor nedbrydelig organisk del og et BOD∞ på 5000 til 7500 mg O2 pr liter. I slammet fra tromlesigten er andelen af organisk stof (målt som BOD∞) meget mindre – 250 til 350 mg O2 pr l. og endeligt var vandprøverne tynde med et samlet indhold på 10 mg O2 pr l. Ved sammenligning mellem ufiltrerede og filtrerede vandprøver blev det konstateret, at mellem 40 og 50 % af det målte organiske stof fandtes på partikulær form. Denne procentdel ændredes kun marginalt ved en enkelt passage af en given renseenhed og var derfor ikke måleligt forskellig forskellige steder i anlægget. De enkelte rense enheders effektivitet overfor forskellige størrelser af partikler og overfor forskellige typer af organisk stof kan derfor ikke med rimelig nøjagtighed påvises ved en kemisk analyse på vandprøver taget før og efter renseenheden. Til gengæld kan det forholdsvis let ses ved direkte analyse af partikelstørrelsesfordelingen (kapitel 4) og ved kemisk analyse direkte på det frarensede slam (kapitel 6). BOD/COD forhold For at kunne kvantificere den ikke umiddelbart nedbrydelige del af det organiske stof blev udvalgte slam og vandprøver også analyseret ved kemisk nedbrydning (COD) og forholdet mellem det biologisk nedbrydelige og det totalt nedbrydelige organiske stof (BOD∞/COD) blev bestemt. I vandfasen svinger dette forhold en hel del men ligger på i gennemsnit 12 %. I slammet er forholdet større med en middelværdi på 39 %. Det vil sige at det cirkulerende vand er sammenligneligt med udløbsvand fra et moderne rensningsanlæg både mht. nedbrydningsrate og mht. BOD/COD forhold. UDFORMNING AF SLAMKEGLER Delprojektet har vist at de traditionelle pyramideformede slamkegler ikke altid har den mest velegnede geometri når sedimenterbart slam skal fjernes fra slamkegler i bunden af raceways. De skarpe kanter giver slammet lejlighed til at blive siddende, selvom de hydrauliske kræfter er betragtelige. En hybridkegle, hvor toppen starter som en pyramideformet kegle for så senere at gå over i en konisk kegle synes at være mere velegnet. Modelleringen viser at denne form for kegle kan reducere den daglige rengøring betragteligt. Hvis rengøringsprincippet er at lade vandet i R-4 racewayen skylle keglen ren, kan der opnås betragtelige vandbesparelser ved at vælge en hybrid kegle. Dette betyder først og fremmest en betydelig reduktion i vandindholdet af det meget energirige slam fra keglerne. Slambehandling fra dambrug vil i nogle tilfælde være forbundet med betydelige problemer. Disse vil kunne mindskes betydeligt, hvis slammet er mere koncentreret. PARTIKELFJERNELSE De forskellige filtre der anvendes i recirkulerede dambrug er ikke alene forskellige med hensyn til det slam de fjerner fra vandfasen, men også i høj grad med hensyn til hvilken størrelse partikler de fjerner. Nogle filtre som f.eks. slamkegler og tromlefiltre fjerner formodentligt overvejende store partikler, medens andre hvor partiklerne fanges i en biofilm på filtermediet er bedst til helt små partikler og tilstoppes af store. Disse forskelle er selvfølgelig helt essentielle når et opdrætsanlæg skal bestykkes med forskellige filtertyper, og præcise filtreringskarakteristika for hvert enkelt renseelement er vigtigt for den korrekte sammensætning og dimensionering af et recirkuleret anlæg. Nærværende projekt forsøger at nærme sig denne problemstilling dels ved at anvise og verificere metoder til karakterisering af partikelstørrelsesfordelingen og dels ved konkrete målinger af denne fordeling i forskellige anlæg og forskellige steder i det enkelte anlæg. Modellering af partikelfjernelse Med henblik på at kunne beregne og forudsige partikelrensepotentialet for filtre der indgår i modeldambrugene blev det besluttet at bruge en potensfunktion som beskrevet af Patterson et al, 1999. I første omgang var det nødvendigt at undersøge om modellering af partikelstørrelsesfordeling med en potensfunktion var rimeligt under danske forhold og i givet fald at bestemme størrelsesorden for eksponenten (β). Partikelstørrelsesfordelinger fra fire forskellige akvakulturfaciliteter blev undersøgt og resultatet viste at det er muligt at modellere partikelstørrelsesfordelingen på alle prøveudtagningssteder på vidt forskellige fiskeopdræt med en potensfunktion. Eksponenten varierede fra 2,3 til 4,1 i god overensstemmelse med rapporterede niveauer fra udenlandske kilder, Patterson et al., 1999. Korrelationskoefficienten varierede fra 0,952 til 0,998. Laveste eksponenter blev fundet i grundvand og højeste i de mest recirkulerede brug. Relativt høje eksponenter blev fundet i vandløbsvand. Partikler i de aktuelle vandresourcer Vand fra omfangsdræn og grundvand indeholder meget få partikler med ubetydelig masse. Til gengæld indeholder vandløbsvand fra de målte vandløb mange partikler og derfor en betydelig masse. R-5 Partikler, der kan suspenderes i vandløbet og dermed transporteres ind på dambrug, er generelt mindre, end de der kan fanges i tromlesigtens masker på typisk 100 mikrometer. Partikelmassen der kommer fra vandløbet må derfor forventes at bundfælde som sediment i damme og kanaler eller betyde en kraftig forøget belastning på kontaktfiltre og laguner.. Generelt set er vand fra boringer af langt bedre kvalitet end vandløbsvand, hvad suspenderet stof angår. I det omfang en dambruger har adgang til borevand enten fra undergrunden eller omfangsdræn, må det derfor anbefales at bruge dette. Det bør overvejes, om det er bedre at bruge mindre vand og dermed recirkulere mere, hvis vandløbsvandet så fuldstændigt kan undgås. Det er ikke muligt at måle forskel på partikelmassen i et intensivt dambrug henover dagen, uanset at der fodres. Det skyldes formentligt en udjævning på grund af temporær sedimentation i raceways mv. og kraftig recirkulering., men også en betydelig tidsmæssig udstrækning af selve fodringen, der umuliggør en fornuftig fastlæggelse af hvilken vandmasse, der svarer til før under og efter fodring. Tromlesigter er generelt effektive til fjernelse af store partikler. Gennemgang af flere hundrede analyser viser konsekvent og uden undtagelse at tromlesigten er i stand til at fjerne stort set alle partikler større end 70-100 mikrometer. Da disse partikler oftest udgør den væsentligste del af partikelmassen er det ofte et vigtigt filter. Sammenholdt med målingerne af organisk stof fra kapitel 3 må det dog konstateres, at selvom tromlesigterne fjerner meget materiale, så er dette materiale overvejende uorganisk og ville ikke medvirke til iltforbrug i anlægget. Kontaktfiltre er på samme vis som tromlesigten effektive. men fjerner i den sammenhæng, hvor de er målt i dette projekt, partikler med mindre diameter end tromlesigten. Hvor tromlesigten er effektiv fra ca. 70 μ som dugen er specificeret til er kontaktfilteret effektiv fra ca. 10 μ og op. Kontaktfilteret er imidlertid kun delvist effektivt på hver størrelsesklasse hvilket ses som et generelt lavere kurveforløb på graferne. I hvor høj grad kontaktfilteret er effektivt på de enkelte partikelstørrelser bør undersøges nøjere. Kontaktfilteret og tromlesigten kan reelt vise sig at være to filtre, der overlapper hinanden, således at tromlen kan undværes, hvis et dambrug er bestykket med et kontaktfilter. I den forbindelse er det vigtigt, at holde sig for øje, at selv om kontaktfilteret potentielt kan fjerne alle de ønskede størrelser af partikler, kan dets effektivitet sandsynligvis hæmmes, hvis det belastes med store mængder uorganisk materiale. Indtil videre må man derfor anbefale anvendelse af tromlesigte til at fjerne grovkornet organisk materiale og kontaktfilter til at fjerne de mellemstore partikler. Plantelaguner er ekstremt effektive partikelfiltre. Dette gælder også overfor små partikler. På Døstrup dambrug er de i stand til at rense vandet til et niveau tæt på det, der findes i grundvand. Det er specielt for Døstrup anlægget, at lagune C er signifikant mere effektiv end de to andre. Det peger på vigtigheden af en præcis udformning af plantelaguner til partikelrensning. R-6 Partikler i skalamodellen Billedet, hvad partikler angår, er tydeligt, men med små forskelle i skalamodelopstillingen af modeldambrug 3. Den intensive recirkulering over renseenhederne betyder, at forskellen på partikelmasse i et gennemløb er begrænset. Det er klart, at kontaktfiltre baseret på leca, eller plast, er livsnerven i et renseanlæg for modeldambrug. Filteret er i stand til at fjerne partikler fra ca. 10 μ og op. Det ser ud til at kontaktfilteret kan overtage tromlefilterets opgave vurderet ud fra den resulterende vandkvalitet alene. Biofiltre er i bedste fald partikelneutrale, når de sidder efter et kontaktfilter. Hvis mediet bevæger sig, ser de ud til at generere partikler, formentligt i form af afrevet filterhud. Den gennemsnitlige eksponent blev målt til -3,4 (+/- 0,3) i forårs/sommer målingen og til -3,8 (+/- 0,2) i vintermålingen. Eksponenterne kan bruges til at beregne forvente størrelses og massekurver for vandet i et modeldambrug 3. Ud fra kurverne kan filtrenes effektivitet og anlæggets udledning af suspenderet stof estimeres. Figur I. Principskitse for fjernelse af de forskellige partikelstørrelser i forskellige renseforanstaltninger. R-7 TILBAGEHOLDELSE AF SLAM Med dette delprojekt fremlægges en foreløbig dokumentation for rensekomponenters effekt vedr. stof- og partikelfjernelse på Modeldambrug type 3. Beregningen af rensegrader m.m. bygger på et ret lille datagrundlag, opnået i en skalamodel 1:50 af et type-3 modeldambrug. I Modeldambrugsrapporten (Bovbjerg Pedersen et al., 2003) har man ikke fundet belæg for at tillægge kontaktfiltrene en bestemt rensegrad. Rensegraderne beregnet i dette projekt er derfor formodentlig de først kendte, mens resultaterne for tromlesigte og slamkegler belyser de rensegrader, man i Rapporten ud fra et sikkerhedsprincip anbefaler benyttet ved godkendelse af modeldambrug. Det er i projektet påvist, at slamkegler, tromlesigte og kontaktfiltre fjerner så nogenlunde lige store stofmængder, når alle tre rensekomponenter er i drift. Det er sandsynliggjort, at det stof som normalt fjernes af tromlesigten, i fuldt eller væsentligt omfang kan fjernes af kontaktfiltre, men måske i aftagende grad ved høj belastning. Slamkeglernes rensegrad for organisk stof har i skalamodellen været højere end forventet i Modeldambrugsrapporten. Tromlesigtens rensegrad med foranliggende slamkegler svarede til Rapportens forventning til tromlesigte uden slamkegler med det resultat, at kombinationen af slamkegler og tromlesigte i skalamodellen havde en højere rensegrad for organisk stof end forventet. Den fundne rensegrad for kvælstof i kombinationen slamkegle+tromlesigte+kontaktfiltre var større end forventet ifl. Modeldambrugsrapporten. Kontaktfiltrene ydede det største bidrag hertil. Slamkeglernes rensegrad for fosfor var bedre end forventet i Rapporten, men tromlesigtens ringere, så kombinationen slamkegle+tromlesigte rensede ikke fuldt så godt som forventet. Rapporten opstiller ingen forventning til fosfor-fjernelse i kontaktfiltrene. Disses rensegrad svarede til tromlesigtens, så den samlede fosfor-fjernelse i skalamodellen oversteg det forventede. Plastlegemer som fyld i filtrene har vist sig at give en større stof-fjernelse end lecanødder, og med plastlegemer kunne den hydrauliske overfladebelastning (HOB, m3 vand/m2 overflade/time) øges fra 12 til 24 uden væsentlig forøgelse af tryktabet, i modsætning til lecanødder. Returskylning af plastfyld var effektiv blot ved at gennemboble med luft, mens lecafyld krævede mekanisk bearbejdning i tillæg til luftboblingen. PERSPEKTIV VEDR. TILBAGEHOLDELSE AF SLAM På Døstrup Dambrug er der én række slamkegler i hver kumme, mens der kræves en dobbeltrække på modeldambrug type 3. Dette kan give en bedre rensning end observeret i projektet. Der menes også at være et væsentligt potentiale i et forbedret hydraulisk design af bundfældningszonen ved slamkeglerne. På Døstrup Dambrug er der R-8 umiddelbart bag slamkeglerne en overfaldstærskel, som tvinger vandstrømmen opad, med negativ effekt på bundfældningen. Stof-fjernelsen fra kontaktfiltrene vil være afhængig af måden der returskylles på. Proceduren anvendt i projektet var optimeret til projektets videnskabelige behov, og der er ikke foretaget forsøg med at optimere slamfjernelsen f.eks. med hensyn til hyppighed, varighed og vandforbrug. Dette vil være værd at undersøge nærmere. Det er sandsynligt, at hyppigere og kortere returskylninger kan fjerne mindst samme stofmængde med mindre vandforbrug. Hermed stilles mindre krav til depot-volumen, og med mindre vandmængder afdrænet fra slamdepotet vil en mindre del at det deponerede stof føres tilbage til vandstrømmen gennem og ultimativt ud af produktionsafsnittet. En langt større reduktion af depot-volumen kan opnås hvis slamvandet fra returskylning med god effekt kan opkoncentreres ved at passere en tromlesigte. Dette er ikke afprøvet i projektet, men observation af prøver af slamvandet udtaget i 1-l glas viste, at slammet havde gode flokkuleringsegenskaber og bundfældedes på 10-15 minutter, efterladende en klar væske ovenover. Dette tyder på at mikrosigten vil kunne tilbageholde store andele af partiklerne. Foderbelastning på 2½ gange middelbelastningen gav ingen fornemmelse af at være i nærheden af det maximale. Der kan derfor være et driftøkonomisk potentiale i at optimere filterstørrelsen i forhold til udfodringen. STOFOMSÆTNING I BIOLOGISKE FILTRE For opdrætsfiskenes velfærd er nitrifikationen (omdannelse af ammonium til nitrat) den vigtigste effekt i filtre med biologisk aktivitet. Resultaterne i dette projekt viser, at evnen til nitrifikation er god i både kontakt og selvrensende biofiltre. En svag tendens til at de selvrensende biofiltre nitrificerer dårligere end kontaktfiltrene skal nok især henføres til, at disse modtog en lidt lavere ammoniumkoncentration. Nitrifikationen målt i g/m3/dag var klart lavere i Exponet-filteret end i de andre filtre, formentlig pga. materialets åbne struktur med mindre overflade hvor bakterierne kan finde fodfæste. De observerede forskelle mellem fyld af leca og plastlegemer er ikke konsistente og er formentlig mest forårsaget af perioder med ineffektiv returskylning af Lecafilteret. Returskylning blev gennemført 2 gange pr. uge, indledt med kraftig gennembobling i mindst 10 minutter, herefter under fortsat gennembobling en skylning med 4 gange filterets volumen, modsat vandets normale gennemløbsretning. Den biologiske stofomsætning umiddelbart efter returskylningen var ikke væsentligt lavere end før returskylning. Ammoniumkoncentrationen i det recirkulerende vand lå i intervallet 0,3-0,6 mg N/l, pænt under den kritiske grænse på 1 mg/l. Nitrifikationsraten var fuldt tilstrækkelig også i vinterperioden. Nitrifikationsraten voksede omtrent proportionalt med R-9 ammoniumkoncentrationen op til 0,8 mg/l. Modeldambrug type 3 har dermed formentlig en god overskudskapacitet for nitrifikation, herunder også evnen til at modvirke døgnsvingninger i fiskenes produktion af ammonium. En eventuel denitrifikation i de biologiske filtre var ikke så stor at den kunne påvises. Koncentrationsændringen af ammonium ved et enkelt gennemløb af filtrene var så lille, at beregning af nitrifikationen på dette grundlag er usikker. I projektet blev med gode resultater anvendt en forsøgsteknik, hvor det enkelte filter kobles ud af den generelle recirkulering, hvorefter der etableres et lukket kredsløb over filteret. Ved tilsætning af ekstra ammonium kan man fastlægge både den dagsaktuelle, maximale nitrifikationsrate (bestemt af vandtemperatur og den øjeblikkelige biomasse i filteret) og relationen mellem ammoniumkoncentration og nitrifikationsrate. Ved samtidig måling af både iltforbrug og nitrifikation under lukket kredsløb kunne filtrenes iltforbrug til heterotrof nedbrydning af organisk stof fastlægges som differensen mellem total iltforbrug og iltforbruget til nitrifikation. Forskellige metoder til direkte måling af nedbrydningsraten gav ikke brugbare resultater. Nedbrydningen af organisk stof i kontakt og selvrensende biofiltre viste sig at være meget stabil, både fra måledag til måledag og inden for det enkelte forsøgs varighed. Den samlede nedbrydning i skalamodellens filtre svarede til 14 % af produktionsbidraget med organisk stof målt som COD – et ganske væsentligt bidrag til vandrensningen i betragtning af, at den samlede rensegrad ved slamfjernelse (slamkegler + tromlesigte + kontaktfiltre) udgjorde 26 %. Den samlede rensning fra slamfjernelse og biologisk nedbrydning målt som COD er således ca. 40 % af produktionsbidraget. Resten føres i recipienten. Når ratekonstanten for nedbrydnings af organisk stof er kendt for de forskellige fraktioner kan de tilsvarende fjernelsesgrader for BI∞ beregnes. Disse vil være væsentligt højere end for COD. Ved en sådan måling vil nedbrydningen i vandfasen få en endnu større betydning; idet denne måling er lavet direkte ud fra iltmåling og derfor er ens for COD og BI∞, medens BI∞ for slammet kun udgør ca. 1/3 af COD værdien. Til recipienten tilføres som før nævnt kun 12 % BI∞ i forhold til COD eller under 10 % af produktionsbidraget. En væsentlig del af dette må formodes at nedbrydes i plantelaguner, som ikke er medtaget i regnestykket. Man må derfor forvente at modeldambrug af type III i store træk ikke tilfører recipienten hurtigt nedbrydeligt organisk materiale. Om det langsomt nedbrydelige, der tilføres, også nedbrydes i vandløbet afhænger i meget høj grad af vandløbets transportevne. Hvis denne stoffraktion ender i bundsedimentet og udsættes for langvarig nedbrydning her vil det naturligvis medvirke til iltforbrug i vandløbets. Hvis det transporteres med vandet til fjord- og havområder vil det være en meget lille del af den samlede belastning. R-10 DRIFTSERFARINGER Der er gode driftserfaringer med projektets skalamodel 1:50 af et Modeldambrug type 3. Med alle renseforanstaltninger i drift var der god fisketrivsel og ingen væsentlige sygdomsudbrud. Det recirkulerende vand var generelt meget klart. Kontaktfiltrene menes at være den vigtigste rensekomponent for fiskenes velfærd, bedømt ud fra følgende testperioder i projektets fase 1: • En testperiode uden tromlefilter gav ingen synlige udslag på fiskesundheden eller vandets klarhed, og øget stof-fjernelse fra kontaktfiltrene kompenserede for det manglende tromlefilter. • En periode med tromlefilter, uden biologiske kontaktfiltre, med (små) kontakt biologiske filtre gav nogen dødelighed. • En periode uden tromlefilter, uden kontakt biologiske filtre, kun med (små) selvrensende bio biologiske filtre var katastrofal for fiskene. Plastlegemer som fyld i kontakt biologiske filtre kan klare højere hydraulisk belastning (større vandgennemstrømning) end lecasten, og de er lettere at arbejde med under returskylning. Der er ikke klare indikationer på, om den ene eller den anden type fyld er bedst vedrørende slamfjernelse og biologisk stofomsætning. De kontakt biologiske filtres rensegrader vedrørende stof-fjernelse med slam er på niveau med slamkegler og tromlesigte, og det samlede system renser i denne henseende bedre end forventet i Modeldambrugsrapporten. I tillæg er fjernelsen af organisk stof ved nedbrydning til kultveilte og vand i de biologiske filtre lige så stor som fjernelsen med returskyllet slam. R-11
OriginalsprogEngelsk
UdgivelsesstedAalborg
ForlagThe Environmental Engineering Laboratory, Aalborg University
Antal sider186
ISBN (Trykt)8790033418
StatusUdgivet - 2006
NavnReport - Environmental Engineering Laboratory, Aalborg University
Nummer2
ISSN1600-1850

Citationsformater