Husspildevand og rensning

De første forsøg med spildevandsrensning foregik i USA og England i slutningen af 1800-tallet. Tidligt fandt man ud af, at spildevandet kunne renses i filtre af grovkornet materiale, ofte sten og grus. På de faste overflader udvikledes en biologisk film af bakterier, svampe og smådyr, som ved tilgang af ilt nedbrød det organiske stof til CO₂ og vand og frigav fosfor, kvælstof og andre stoffer på opløst, uorganisk form (boks 3-1). Ved denne rensning modvirkede man det iltsvind, der opstår, når urenset spildevand med organisk affald ledes ud i vandløb og søer. Mange af de farlige bakterier i kloakvandet blev også fåtallige ved behandlingen.

Et såkaldt kontaktfilter i form af en lukket beholder med filtermateriale, hvor spildevandet opholdt sig i nogle timer og blev delvist renset, blev bygget ved Frederiksborg Slot i 1902 med kapacitet til at behandle spildevand fra 500 mennesker. Kontaktfiltre blev imidlertid hurtigt udkonkurreret af rislefiltre (skærvefiltre). Det var cylindriske beholdere pakket med store skærver, som spildevandet hele tiden rislede ned over. Spildevandet blev jævnt fordelt af en karrusel med fire arme forsynet med mange huller anbragt på en sådan måde, at når spildevandet løb ud, drejede karrusellen og fordelte vandet jævnt (figur 3-4). Det første rislefilter herhjemme blev taget i brug i Lyngby i begyndelsen af 1900-tallet. I 1930’erne fandt man ud af at øge rensningseffektiviteten ved at recirkulere det rensede vand.

Inden vandet nåede den biologiske rensning i rislefiltret, havde man behandlet det mekanisk ved hjælp af riste, skrabere, sandfang og bundfældning. Riste kunne fjerne de allerstørste genstande – cykler, barnevogne, kondomer og toi­letpapir. Skrabere kunne fjerne fedtstoffer fra vandets overflade, og sandfang kunne fjerne sand og grus, som ellers ville beskadige de mekaniske dele i anlægget. Endelig kunne man i særlige tanke bundfælde store, organiske partikler, som blev til slam på bunden. Slammet gik til afvanding og evt. videre til en såkaldt rådnetank. Alle de mekaniske rensningstrin indgår i dag fuldt udbygget i de moderne rensningsanlæg, mens de gamle rensningsanlæg kun havde nogle af trinene.

Det mest specielle og lidet effektive, nu nedlagte rislefilteranlæg lå i den sydvestlige udkant af Silkeborg. I dette anlæg løb spildevandet ned over et skrånende terræn, hvorpå man havde udlagt sten, og neden for stensætningen samledes vandet og løb ud i den lille Pøt Sø og videre til Ørn Sø. Pøt Sø var dengang iltfri i 30 cm’s dybde og rummede specielle planktonarter, der kunne tåle stor forurening. Tomaterne stod tæt i kanten af anlægget, fordi deres frø åbenbart spirede bedre efter en tur gennem vores tarmsystem. Hvorfor der også var mange giftige pigæbler, melder historien ikke noget om.

Samtidig med de tidlige rislefiltre benyttede man ofte septiktanke. I septiktanke ledes spildevandet ind i et underjordisk kammer, hvor partiklerne falder til bunds og nedbrydes under iltfrie forhold. Efter en tid tømmer man slamresten ud af tanken.

I dag har man forladt rislefiltre og anvender næsten udelukkende aktive slamanlæg til fjernelse af organisk stof (figur 3-5). I England opdagede man i 1914, at man kunne øge rensningseffektiviteten ved at recirkulere slammet gentagne gange og holde det organiske stof med tilknyttede mikroorganismer opslemmet i vandet ved at lede luft til det fra dyser. Aktive slamanlæg er altså store, åbne bassiner med heftig beluftning. Det første danske anlæg af denne art blev indviet i Søllerød i 1922.

I 1970’erne videreudviklede man de aktive slamanlæg, så de også kunne indgå i en videregående rensning, dvs. fjernelse af kvælstof og fosfor, ved at veksle mellem iltholdige og iltfrie forhold. Det kræver så enten to aktive slamanlæg efter hinanden med forskellige forhold, eller at man kan variere betingelserne i det enkelte slamanlæg over tid. Under iltholdige forhold omdannes ammonium til nitrat, og under efterfølgende iltfrie forhold omdannes nitrat til frit kvælstof ved den proces, som hedder denitrifikation. I processen anvender bakterierne nitrat som alternativ til ilt i deres energistofskifte. Er der ikke tilstrækkeligt med let omsætteligt organisk stof i anlægget til at reducere nok nitrat, kan man spæde op med sprit, eddikesyre eller industrielle spildprodukter. Frit kvælstof har ingen forurenende virkning, da det meste af atmosfæren (79 %) består af frit kvælstof (N₂).

I det vekslende iltholdige og iltfrie miljø lever der også bakterier, der kan optage fosfor fra vandet og oplagre det i sig, hvorved fosforen til slut havner i slammet sammen med bakterierne. Er denne fosforfjernelse ikke tilstrækkelig, kan man efterbehandle vandet med kalk, jern eller aluminium, som binder opløst fosfor til sig, og sammen bundfælder fosforen og det andet stof, så de havner i slammet.

Ved spildevandsrensning produceres der som antydet store mængder såkaldt råslam. Dette slam rummer bakterier og en stor del af spildevandets øvrige indholdsstoffer, især metaller og miljøfremmede stoffer. Inden råslammet behandles videre, er det vigtigt, at stabilisere – dvs. mindske volumenet – og afvande det, så det bliver lettere at håndtere. I visse anlæg stabiliseres slammet under beluftning, så der hersker iltholdige forhold. Men i mange større anlæg stabiliseres slammet i en rådnetank uden ilt, hvor der ved tilpas temperatur (ofte 35 grader) produceres metan og CO₂. Behandlingen ikke alene reducerer slammets volumen, den fjerner også lugtgener. Desuden får man metan ud af den, og det kan benyttes til opvarmning eller elproduktion på anlægget. Nogle anlæg importerer oven i købet ekstra slam, fordi det er økonomisk profitabelt at producere metan.

Efter stabilisering kan man afvande slammet ved centrifugering eller filtrering – de to processer anvendes nogenlunde lige hyppigt. Over længere tid kan slammet eventuelt efterbehandles, så det organiske stof undergår yderligere mineralisering til uorganiske bestanddele eller kompostering. Det er derimod blevet mindre almindeligt at brænde det tørrede slam.

Den samlede pakke med mekanisk-biologisk rensning, inklusive kvælstof- og fosforfjernelse, anvendes nu til at behandle langt det meste hus- og industrispildevand herhjemme med. Rensningseffektiviteten i de forskellige trin fremgår af tabel 3-1. I 2002 var 90 % af danskerne tilsluttet et rensningsanlæg. I alt var der 1267 anlæg i landet, hvoraf 274 var store anlæg.

Værket Naturen i Danmark i fem bind udkom i årene 2006-2013. Teksten ovenfor er kapitlet Husspildevand og rensning.

• Forrige afsnit er De ferske vandes forurening
• Næste afsnit er Vandmiljøplaner