Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor,...

45
Åtgärder för att minska fosforutsläppen från befintliga enskilda avlopp Rapport 5427 · December 2004 Efter den 1 juli 2011 ansvarar Havs- och vattenmyndigheten för denna publikation. Telefon 010-698 60 00 [email protected] www.havochvatten.se/publikationer

Transcript of Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor,...

Page 1: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

Åtgärder för att minska fosforutsläppen från befintliga enskilda avlopp

Rapport 5427 · December 2004

Efter den 1 juli 2011 ansvarar Havs- och vattenmyndigheten för denna publikation.Telefon 010-698 60 [email protected]/publikationer

Page 2: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

Åtgärder för att minska fosforutsläppen från befintliga

enskilda avlopp

Linda Malmén Karin Book Emilsson

Ola Palm, JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik

NATURVÅRDSVERKET

Page 3: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

Beställningar Ordertel: 08-505 933 40 Orderfax: 08-505 933 99

E-post: [email protected] Postadress: CM-Gruppen, Box 110 93, 161 11 Bromma

Internet: www.naturvardsverket.se/bokhandeln

Naturvårdsverket Tel 08-698 10 00, fax 08-20 29 25 E-post: [email protected]

Postadress: Naturvårdsverket, SE-106 48 Stockholm Internet: www.naturvardsverket.se

ISBN 91-620- 5427-9

ISSN 0282-7298

© Naturvårdsverket 2004

Tryck: CM Digitaltryck AB Omslag bild: Klas Gregerfalk/Windh

Page 4: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

3

Förord Naturvårdsverket har under 2002/2003 haft i uppdrag av regeringen att inom ramen för arbetet med den fördjupade utvärderingen av miljömålet Ingen övergödning revidera delmålet för fosforutsläpp till vatten. I denna underlagsrapport redovisas ett uppdrag till JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik att göra en litteratur-genomgång kring tänkbara kompletterande tekniker för att minska fosforutsläppen från markbäddar och infiltrationsanläggningar. Arbetet har koncentrerats på lös-ningar lämpliga för enskilda fastigheter. Litteraturgenomgången avser tillämpbar teknik, dvs. utvärdering av anläggningar eller pilotförsök vilka är i större skala än laboratorieskala. Dessutom redovisas ett förslag till nationellt kunskapscentrum för enskilda avlopp.

Arbetet har genomförts av Linda Malmén (projektledare), Karin Book Emils-son och Ola Palm, JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik, Uppsala. Författarna ansvarar själva för innehållet.

Page 5: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

4

Innehåll Förord 3 Innehåll 4 Sammanfattning 6 Summary 7 1 Bakgrund 9 2 Kriterier för val av kompletteringsteknik 10

2.1 Utsläpp från anläggningen 10 Fosforreduktion 10 BOD- reduktion 10 Smittämnen 10 Kvävereduktion 11 Lukt 11

2.2 Ekonomi 11 2.3 Skötsel och kontroll 11

3 Teknikernas funktion och ekonomi 12 3.1 Fosforreduktion 12

Kemisk fällning 12 Filter med fosforsorberande förmåga 12

3.2 BOD - reduktion 13 Kemisk fällning 13 Filter med fosforsorberande förmåga 13

3.3 Smittämnen 14 Kemisk fällning 14 Filter med fosforsorberande förmåga 14

3.4 Kvävereduktion 14 Kemisk fällning 14 Filter med fosforsorberande förmåga 14

3.5 Lukt 14 Kemisk fällning 14 Filter med fosforsorberande förmåga 14

3.6 Ekonomi 14 Kemisk fällning 14 Filter med fosforsorberande förmåga 15

3.7 Skötsel och kontroll 15 Kemisk fällning 15 Filter med fosforsorberande förmåga 15

4 Utvärdering och diskussion 16 4.1 Systemval 16 4.2 Kompletterande teknik till markbädd och infiltration 17 4.3 Funktion hos markbäddar och infiltrationsanläggningar 18

Page 6: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

5

Bilaga 1 20 Litteraturgenomgång – filter och filtermaterial samt funktion hos markbäddar och infiltration 21

Kemisk fällning som komplement 21 Filter med fosforsorberande förmåga 24 Litteraturstudie filtermaterial 27 Markbäddar och infiltrationsanläggningar 31

Bilaga 2 36 Behov av kunskapscentrum kring enskilda avlopp 37

Bakgrund 37 Regelverk 38 Kompetenscenter 39 Ekonomiskt eller annat stöd till fastighetsägare 40 Kostnader och förslag till finansiering 40

Referenser 41

Page 7: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

6

Sammanfattning Litteraturgenomgången i rapporten bygger på en tidigare gjord genomgång (Palm m.fl., 2002) där litteratur fram till ca. år 2001 sammanfattats och denna har kom-pletterats med nytillkommen litteratur. Främst har kompletterande lösningar till markbäddar och infiltrationsanläggningar som finns som färdiga produkter, alterna-tivt har testats i pilotskala, beaktats. I litteraturgenomgången ingår även referenser som rör funktionen hos markbäddar och infiltrationsanläggningar. Två huvudprinciper på kompletterande teknik har identifierats: I) tillsats av fäll-ningskemikalier i flytande eller fast form och II) filter med fosforsorberande för-måga.

Tekniken med tillsats av fällningskemikalier till avloppsvattnet finns som fär-diga produkter på marknaden. Tekniken kan ge upp till 90 % fosforreduktion över anläggningen. Påfyllnad av kemikalier samt en extra slamtömning per år förutsätts för att tekniken ska fungera.

Filter med fosforsorberande förmåga är produkter som håller på att testas och utvärderas, och därför finns de ännu inte ute på den svenska marknaden. Fosforre-duktionen över anläggningen verkar kunna bli i samma storleksordning som för tillsats av fällningskemikalier, dvs. ca. 90 %. Arbetet vid installation och byte av filtermaterial är mer omfattande än vid tillsats av fällningskemikalier. Däremot går det flera år innan filtermaterialet behöver bytas. Därför behöver en totalbedömning av arbetsinsats och ingrepp göras för att kunna jämföra de bägge systemen med varandra. Framställningen av många fosforsorberande filtermaterial är mycket energikrävande, och det är nödvändigt att livscykelanalyser utförs för dessa materi-al, samt en bedömning av dess lämplighet för jordbruksanvändning. Vid litteratur-genomgången inom detta projekt har inga resultat från fullskaleförsök med exem-pelvis halm eller torv som filtermaterial påträffats.

Litteraturgenomgången pekar mot att väl anlagda markbäddar och infiltrations-anläggningar har en långsiktig reduktionsförmåga av fosfor på i storleksordningen 50 %. För nyare anläggningar finns indikationer i litteraturen att fosforreduktionen kan vara större. Resultatvariationerna i undersökningar av markbäddars och infil-trationsanläggningars funktion är stora. Troligen beror detta på svårigheten att få representativa prover från en anläggning i drift, samt att funktionen hos olika an-läggningar varierar beroende på hur anläggningen är byggd.

Kunskap saknas om vilken livslängd man kan förvänta sig av en markbädd eller infiltrationsanläggning som är anlagd enligt anvisningarna, och i rapporten diskuteras behovet av ett uppföljningssystem för att möjliggöra värdering av livs-längden hos en specifik anläggning.

I rapporten diskuteras även behov av ett sammanhållande kunskapscentrum för enskilda avlopp. Kunskapscentrum skulle kunna bidra till att stärka både myndig-heter och enskilda fastighetsägare när enskilda avloppsanläggningar ska anpassas till miljöbalkens krav.

Page 8: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

7

Summary This report contains a review of the literature which is essentially an update of a previous review that summarized the literature to around year 2000 (Palm et al. fl., 2002). The up-date has focused primarily on supplementary technological solutions for sand filter beds and infiltration units that are available as ready-to-use products or have been tested in pilot studies. The literature review also includes references on the operational function of sand filter beds and infiltration units.

Two main types of supplementary technology have been identified: the addi-tion of chemical precipitates in liquid or solid form; and phosphorus-absorbent filters.

Chemical precipitates for addition to wastewater are available on the market as ready-to-use products. This technology can achieve phosphorus reductions of up to ninety per cent in a sewage treatment facility. For the technology to function prop-erly, replenishment of the chemicals and one extra removal of sludge per year are required.

Filters with the capacity to remove phosphorus are currently being tested and evaluated, and are not yet available on the Swedish market. The phosphorus reduc-tion achieved with this technology appears to be roughly the same as with the addi-tion of chemical precipitates, i.e. around ninety per cent. The work of installing and changing the filters is more extensive than that involved in adding precipitates. However, the filters last for several years without change or maintenance. Accord-ingly, it is necessary to evaluate total work inputs in order to compare the two sys-tems. Another consideration is that the manufacture of phosphorus-absorbent filters requires a great deal of energy; it is therefore necessary to conduct life-cycle analy-ses for such materials. Their suitability for use in agriculture must also be evalu-ated.

This review of the literature found no references to results of full-scale trials with, for example, the use of straw or peat as filtration material.

The review of the literature indicates that well-constructed sand filter beds and infiltration units have the ability to reduce phosphorus by something on the order of fifty per cent over the long term. For newer facilities, there are indications that the reduction can be greater.

There are wide variations in the results of research on sand filter beds and infil-tration units. This is probably due to the difficulty of obtaining representative samples from a facility while it is operating, and to the fact that facilities function differently depending on how they are constructed.

There is a lack of knowledge concerning the expected life span of a sand filter bed or infiltration unit which is constructed according to specifications; the need for a follow-up system to enable a life-span evaluation of a given facility is

discussed in the report. The report also discusses the need for a centre that would gather together all

knowledge relating to on-site sewage treatment facilities. Such a knowledge centre

Page 9: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

8

could help both public authorities and individual property owners to ensure that on-site sewage treatment facilities comply with the requirements of the Swedish Environmental Code.

Page 10: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

9

1 Bakgrund De miljö- och hälsomässiga motiven för åtgärder kring enskilda avlopp har beskri-vits i flera sammanhang av bl.a. Naturvårdsverket och i olika kommunala rappor-ter, utredningar och planeringsunderlag. Därför berörs inte motiven vidare.

Att minska utsläppen av framför allt närsalter och att förbättra den hygieniska situationen vid enskilda avlopp har visat sig vara svårt. Problemen är delvis av teknisk karaktär men de är även organisatoriska och möjligen även legala. Det saknas dessutom sammanhållande krafter som kan driva frågorna framåt och lösa de problem som finns.

Ytterligare en dimension är att det finns ca. 1 miljon enskilda avloppsanlägg-ningar och att den dominerande behandlingstekniken är infiltration eller markbädd. Vill man minska utsläppen från befintliga anläggningar är det troligen mest kost-nadseffektivt och lättast att få acceptans från fastighetsägarna om anläggningen kan kompletteras. Det bör även utvecklas system för uppföljning av funktionen i befint-liga och nya (alt. renoverade) anläggningar. Detta för att göra det möjligt för myn-digheterna att prioritera samt även kunna motivera fastighetsägarna om nödvändig-heten av åtgärder.

I detta uppdrag görs en genomgång av nationell och internationell litteratur kring kompletterande teknik för att minska fosforutsläppen från enskilda avlopps-anläggningar. Eftersom den dominerande behandlingstekniken för enskilda av-loppsanläggningar är markbädd och infiltration berör denna rapport endast kom-pletterande teknik till dessa bägge behandlingsmetoder. I rapporten diskuteras bara teknik som är så pass utvecklad att den antingen redan finns på marknaden eller bedöms vara så utvecklad att den inom något/några år finns tillgänglig.

Page 11: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

10

2 Kriterier för val av kompletteringsteknik

Vid prioritering av åtgärder är det i grunden miljöbalken som styr prioriteringsord-ningen. När en åtgärd vidtas ska alltid människa och miljö skyddas från skada eller olägenhet. Dessutom ska den som bedriver en verksamhet eller vidtar en åtgärd hushålla med energi och råvaror. I första hand ska material väljas som är möjliga att återvinna eller återanvända. Detta innebär att man vid val av exempelvis fäll-ningskemikalie eller filtermaterial även ska se över vilken typ av råvara som an-vänts, energi- och transportåtgång vid framställningen samt möjligheten att använ-da restprodukten. Skälighetsprincipen talar dock om att kostnaden för att vidta åtgärder inte ska vara orimlig.

2.1 Utsläpp från anläggningen Fosforreduktion En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges både som en halt (mg P/l) och en procentuell reduktion eller mängd per person (personekvivalent – pe) och år (g P/pe, år). Fos-forns ursprung i avloppsvatten kan härledas till: urin 365 g/pe, år, fekalier 183 g/pe, år och BDT-vatten 110 g/pe, år (Vinnerås 2002). Det ger en total fosformängd av 658 g/pe, år. En rimlig fosforhalt i hushållspillvatten som kommer in till en enskild anläggning är ca. 20 mg/l (Palm m.fl., 2002).

Avskiljning av minst 90 % av fosforn kan anses vara en rimlig nivå eftersom det finns tillgänglig teknik som klarar detta krav. Detta bör motsvara ungefär 2 mg P/l som utsläppsvärde. BOD- reduktion När det gäller BOD finns de största mängderna i BDT-vattnet och fekalierna. An-läggningen bör utformas så att minst 90 % BOD avskiljs vid normal drift och att avskiljningsgraden aldrig får underskrida 70 %. Smittämnen För enskilda anläggningar kan det vara lämpligt att rätta sig efter de gränsvärden för smittämnen som finns i Naturvårdsverkets föreskrifter om badvatten. Smittäm-nen i avloppsvattnet härrör framför allt från fekalier.

Parameter Riktvärde Maxvärde Koliforma bakt. (totalt) ≤ 500/100 ml 100 000/100 ml Fekala koliforma bakt. eller e-koli ≤100/100 ml 1000/100 ml Fekala streptokocker ≤100/100 ml ≤300/100 ml

Page 12: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

11

Kvävereduktion Reduktion av kväve får anses vara av underordnad betydelse, jämfört med fosfor och BOD. Kvävereduktionen får dock inte försämras när anläggningen åtgärdas. Lukt När en befintlig anläggning kompletteras ska eventuella problem med lukt inte öka, och helst reduceras.

2.2 Ekonomi Det är rimligt att kostnader för den enskilda anläggningen inte väsentligt överstiger kostnader för anslutning till kommunalt reningsverk. Anslutningsavgiften för an-slutning till kommunalt VA varierar mycket mellan olika kommuner, men ligger vanligtvis mellan 40 000 och 100 000 kr. Medianavgiften 2003 för en villa med ytan 150 m2 var 72 000 kr. För samma hustyp var den genomsnittliga brukningsav-giften år 2003 ca. 3 800 kr/år (Svenskt Vatten, 2003).

En enskild anläggning består av en brunn för dricksvatten och en reningsan-läggning för avloppsvatten. Om en egen dricksvattenbrunn borras är den totala investeringskostnaden ca. 35 000 kr + moms, dvs. ca. 40-45 000 kr (Norra Dals Brunnsborrning AB). Driftskostnaden är mycket liten. Om man utgår från me-dianavgiften för kommunal anslutning innebär det att investeringskostnaden för en reningsanläggning för avloppsvatten blir ca. 30 000 kronor. Den faktiska kostnaden för att anlägga en enskild avloppsanläggning är högre och en mer realistisk kost-nadsnivå är ungefär 60 – 70 000 kr. Driftkostnaden kan däremot hållas i nivå med eller lägre än den årliga brukningsavgiften vid kommunal anslutning, dvs. ca. 3 800 kr/år.

2.3 Skötsel och kontroll En enskild anläggning måste vara robust samt enkel och hygienisk att sköta. Den ska också klara av variationer i tillförsel av avloppsvattenmängder och även kortare perioder då inget avloppsvatten tillförs.

Material som förbrukas, exempelvis filtermaterial eller fällningskemikalier måste vara enkelt att få tag på för den enskilde fastighetsägaren. Vad gäller filter-material är det en fördel om det använda materialet kan omhändertas lokalt.

Page 13: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

12

3 Teknikernas funktion och ekonomi

I det följande görs en bedömning av hur väl de i litteratursammanställningen un-dersökta tekniklösningarna (avser kompletterande teknik) uppfyller uppställda kriterier. Bedömningen görs utifrån förutsättningen att de undersökta teknik-lösningarna ska användas som komplement till en markbädds- eller infiltrations-anläggning.

3.1 Fosforreduktion Baserat på resultat från Aaltonen och Andersson (1995), Nilsson m.fl. (1998), Kris-tiansen (1978), samt litteraturuppgifter i Liss (2003) antas rätt anlagda markbädds-anläggningar (slamavskiljare och markbädden tillsammans) under 20 års ålder kunna reducera ca. 50 % av ingående fosfor. Fosforreduktionen i infiltrationsan-läggningar anges i Palm m.fl. (2002) till intervallet 25-100 %, baserat på den litte-ratursammanställning som genomfördes i anslutning till den rapporten. I bedöm-ningen av kriterieuppfyllandet antas rätt anlagda infiltrationsanläggningar ha en långsiktig fosforreducerande förmåga som ungefärligen motsvarar den hos rätt anlagda markbäddar under 20 års ålder, dvs. ca. 50 %. Kemisk fällning I litteratursammanställningen ingår följande system med kemisk fällning: Eko Treat, Aquastone och Wallax. Materialet i litteratursammanställningen tyder på att det finns system med kemisk fällning som tillsammans med markbädd eller infil-tration klarar en total fosforreduktion på minst 90 %. Detta skulle motsvara ett utsläpp av ca. 66 g P/person och år, samt utgående fosforhalter på < 2 mg/l.

Vid antagandet att de markbäddar och infiltrationsanläggningar som finns idag (inklusive slamavskiljare) reducerar fosfor med i genomsnitt 50 %, skulle om re-ningen förbättrades till 90 % reduktion, ytterligare 263 g fosfor per person och år reduceras.

Antag 2,5 personer per hushåll x 500 000 hushåll med markbädd eller infiltra-tion. Detta motsvarar en ytterligare fosforreduktion av drygt 300 ton fosfor per år i Sverige. Filter med fosforsorberande förmåga Av litteratursammanställningen framgår att många olika potentiella filtermaterial (däribland leca, kalksten, järnrik sand och rostjord) har undersökts i labskala och i vissa fall i fullskala. Resultaten visar att det finns material med god fosforsorbe-rande förmåga.

I Nilsson (1990) redovisas två fullskaleförsök där förbättring av befintliga markbäddar (dock dimensionerade för 128 respektive 250 personer) skett, genom

Page 14: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

13

att aluminiumhydroxidslam användes som mellanskikt i dem. Variationerna vad gäller fosforreduktionen var stora. En slutsats från försöken var att aluminiumhyd-roxidslammet var en effektiv tillsats till markbäddar för att öka fosforreduktionen.

Carlsson (1995) redovisar resultat från provtagning av en markbädd, med ett inlagt skikt som bestod av fiberduk och ett lager lecakross. Markbädden behandla-de slamavskiljt BDT-vatten och fekaliedelen från urinsorterande toaletter från två hushåll. Reduktionen av totalfosfor var ca. 24 %.

Filtermaterialet Polonite© har studerats i ett av få genomförda fullskaleförsök med filtermaterial. Polonite© tillverkas ur en kiselhaltig bergart, genom upphett-ning till 900 °C. Huvudkomponenterna i materialet är kiseloxider, SiO2, och kalci-umkarbonater, CaCO3. Eveborn (2003) har studerat den fosforsorberande förmågan hos ett Polonite©-filter som enda rening av slamavskiljt avloppsvatten från hushåll. Initialt var fosforreduktionen ca. 100 % men efter 7 veckor sjönk den till ca. 50 %. Därefter var fosforreduktionen stabil vid ca. 50 % till mätperiodens slut efter ytter-ligare 4 månader. Eveborn (2003) anger avloppsvattnets korta uppehållstid i filtret som en trolig orsak till att den initialt mycket höga fosforreduktionen inte kunde bibehållas.

I litteratursammanställningen ges exempel på pågående utvärderingsprojekt av filter med fosforsorberande förmåga i fullskala, vilket framöver kommer att resul-tera i fler erfarenheter från fullskaledrift. I Palm m.fl. (2002) redovisas exempel på utvärderingar av olika filtermaterial då de använts i fullskala i bevuxna rotzonsan-läggningar.

I nuläget är det svårt att bedöma hur väl ett filter med fosforsorberande materi-al, placerat före markbädd eller infiltrationsanläggning, skulle kunna uppfylla fos-forkriteriet, varför inga beräkningar av potentiell fosforreduktion utförs.

3.2 BOD - reduktion Kemisk fällning Någon negativ påverkan på BOD-reduktionen av kemisk fällning har inte rapporte-rats. Däremot ger tillsats av flytande fällningskemikalie till avloppssystemet en liten ökning i reduktion av BOD i slamavskiljaren. För Aquastone har inte denna effekt observerats. Filter med fosforsorberande förmåga Eftersom driftserfarenheterna är mycket begränsade för dessa system går det inte att bedöma om och hur ett filter eventuellt påverkar BOD-reduktionen. Troligen kommer den inte att förändras till det sämre.

Page 15: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

14

3.3 Smittämnen Kemisk fällning De flytande fällningskemikalier som används är mycket sura. Beroende på flödet och sammansättningen på avloppsvattnet (avgör buffringsförmågan) kan pH sän-kas, vilket kan ha en avdödande effekt. Troligen är denna effekt liten.

Filter med fosforsorberande förmåga Inga resultat från undersökning av bakteriereduktion i fullskala finns redovisade i litteratursammanställningen. Flera av de filtermaterial som testats i labskala har dock, på grund av ett högt pH-värde, också visat sig ha en god reduktion av bakte-rier.

3.4 Kvävereduktion Kemisk fällning Att komplettera en markbädd eller infiltrationsanläggning med ett system för ke-misk fällning borde inte ge upphov till en minskad total kvävereduktion för hela anläggningen. Filter med fosforsorberande förmåga Att komplettera en markbädd eller infiltrationsanläggning med ett fosforsorberande filter borde inte ge upphov till en minskad total kvävereduktion för hela anlägg-ningen.

3.5 Lukt Kemisk fällning Det finns inte tillräckligt underlag i den sammanställda litteraturen för att kunna bedöma detta kriterium. Filter med fosforsorberande förmåga Det finns inte tillräckligt underlag i den sammanställda litteraturen för att kunna bedöma detta kriterium.

3.6 Ekonomi Kemisk fällning Driftskostnader för ett system med kemisk fällning beräknades i projektet Bra Små Avlopp (Hellström m.fl., 2003) till mellan 3 400 – 4 500 kr/år. Dessutom tillkom-

Page 16: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

15

mer investeringskostnad för doseringsutrustning på ca. 15 000 kr. Driftskostnaden ligger i linje med motsvarande beräknade kostnad vid anslutning till ett konventio-nellt VA-system.

Filter med fosforsorberande förmåga På grund av få erfarenheter från fullskaleanläggningar, är det svårt att uppskatta investerings- och driftskostnader för ett fosforsorberande filter. I Palm m.fl. (2002) redovisas en kostnadsuppskattning från Västerviks kommun, på 60 000 kr exkl. moms, för slamavskiljare tillsammans med ett filter för fosforsorption och BOD-rening. Uppskattningen inkluderar dock inte material som rör etc., eller själva an-läggningsarbetet.

3.7 Skötsel och kontroll Kemisk fällning System med kemisk fällning har potential att vara ett driftssäkert system. Detta kräver dock antingen en motiverad brukare som är noggrann med påfyllning av fällningskemikalier, eller inrättande av något slags serviceavtal där en entreprenör har ansvaret för påfyllning/leverans av kemikalierna. Byte av fällningskemikalier behöver troligen ske flera gånger per år och slamtömning av slamavskiljaren en extra gång per år. Vid studier av anläggningar med kemisk fällning inom projektet Bra Små Avlopp (Hellström m.fl., 2003) framkom att de boende upptäckt tenden-ser till igensättning av avloppsröret där kemikalien doserats och att rensning av röret varit nödvändig. Filter med fosforsorberande förmåga Systemen med filtermaterial för fosforsorbtion har en klar potential. Potentialen verkar vara lika stor som för kemisk fällning och systemet kan troligen utvecklas till ett driftssäkert och robust system. Jämfört med kemisk fällning kräver ett system med filtermaterial dock mer omfattande arbete vid byte av filtermaterial. Byte av filtermaterial sker dock sällan jämfört med påfyllning av fällningskemika-lier.

Page 17: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

16

4 Utvärdering och diskussion

4.1 Systemval För att kunna värdera olika lösningar har ett antal kriterier formulerats, vilka sedan används i diskussionen av specifika tekniker. Reducering av fosfor är det centrala kriteriet i teknikvärderingen. Fosforreduktionen måste ske till ett för både fastig-hetsägare och samhället rimligt pris, vilket även är utgångspunkten i miljöbalken. Vidare är utgångspunkten vid diskussion, och bedömning gentemot kriterier, att den kompletterande tekniken används för redan befintliga markbädds- eller infiltra-tionsanläggningar.

Generellt bör utsläppshalter/mängder anpassas efter de lokala förutsättningarna, som bl.a. innefattar recipientens känslighet, övrig belastning på recipienten och om möjligt även hur fastigheten används.

Förutom att ställa krav på ytterligare reningsteknik är en stark rekommendation att fastighetsägare som har enskilda avloppsanläggningar utan höggradig fosforav-skiljning alltid ska använda fosfatfria disk- och tvättmedel.

En väl anlagd markbädds långsiktiga förmåga att reducera fosfor är ca. 50 %. Det finns studier som visar att en nyanlagd markbädd sannolikt har något högre förmåga att reducera fosfor. Underlaget kring detta är dock osäkert varför långtgå-ende slutsatser inte bör dras utan ytterligare detaljstudier. Om större fosforreduk-tion än ca. 50 % krävs i befintliga markbäddar kan markbädden kompletteras med kemisk fällning eller någon slags filtermodul. Kompletteringsteknik med kemisk fällning finns tillgänglig idag och visar på goda resultat (ger upp till 90 % fosforre-duktion). Filtermoduler är fortfarande under utveckling, men inledande studier är lovande och visar på god potential för tekniken.

Vid nyanläggning av en enskild avloppsanläggning finns även idéer om att ut-nyttja andra material än sand/singel för reningen. Framför allt olika organiska ma-terial som halm och torv har diskuterats. De organiska materialen har dock en mycket begränsad förmåga att binda fosfor och måste därför kombineras med ett oorganiskt material för fosforsorbtionen, alternativt kemisk fällning. Det är troligt att > 50 % fosforreduktion kan nås med ett sådant system. Det organiska materia-lets funktion i ett sådant system är att fungera som filter och framför allt som plats för biohuden (mikroorganismerna som bryter ned organiskt material) att utvecklas på. Här sker reduktionen av syreförbrukande ämnen (BOD-reduktion) samt pato-gener.

Till skiktet med organiskt material kan det vara möjligt att använda lokalt till-gängliga material, medan det oorganiska materialet för fosforsorbtionen, alternativt fällningskemikalien, behöver köpas in från annat håll.

Oavsett systemlösning behöver material i en avloppsanläggning bytas ut efter en tid. Det är då önskvärt att materialet kan omhändertas och användas lokalt utan miljöstörningar. Om en sådan utveckling sker, och om filtermaterialen lämpar sig för jordbruksanvändning, finns potential för lantbrukare att verka som entreprenö-rer för såväl omgrävning av filterbädd/markbädd som mottagare av använt filter-

Page 18: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

17

material. Vidare vore en standardiserad utbildning/ ”körkort” för just sådan entre-prenörsverksamhet önskvärd, för att säkerställa väl installerade/anlagda avloppsan-läggningar.

För bedömning av möjligheter samt forsknings- och utvecklingsbehov för ke-misk fällning som komplement, respektive filter med fosforsorberande förmåga, hänvisas också till tidigare redovisade synpunkter i Palm m.fl. (2002) samt i Hell-ström & Johansson (2002).

4.2 Kompletterande teknik till markbädd och infiltration

Av litteratursammanställningen framgår att det finns teknik för kemisk fällning som, tillsammans med slamavskiljare och rätt anlagd markbädd/infiltrations-anläggning, kan reducera upp till 90 % av inkommande fosfor. Det har observerats viss utfällning i rörledningar av de kemikalier som används. Detta bör utvärderas närmare. Potentialen för användning av filter med fosforsorberande förmåga som kompletterande rening av enskilt avloppsvatten bedöms vara stor, men ytterligare erfarenheter från fullskaleanläggningar krävs innan vidare slutsatser kan dras. Ex-empel på pågående utvärderingsprojekt finns i litteratursammanställningen.

För flera av de fosforsorberande filtermaterial som ingår i litteratursamman-ställningen krävs mycket energi för produktionen. Det är därför angeläget att ge-nom livscykelanalyser för dessa filtermaterial undersöka om dess potential till fosforreduktion och växtnäringsåterföring till jordbruksmark står i proportion till energiåtgången.

Vid litteraturgenomgången inom detta projekt har inga resultat från fullskale-försök med exempelvis halm eller torv som filtermaterial påträffats. Enligt Tord Magnusson (personligt meddelande) vid institutionen för skogsekologi, SLU, har normal torv inga särskilda egenskaper som skulle göra den lämplig som fosforab-sorbent. Möjligen skulle kärrtorv, med en stark naturlig impregnering av järn, kun-na sorbera fosforn. Kärrtorven är dock vanligen väl humifierad, vilket sannolikt skulle ge hydrauliska problem vid genomströmning av avloppsvatten (Magnusson, personligt meddelande).

Filter med fosforsorberande förmåga rekommenderas att placeras före en markbädd eller infiltrationsanläggning (dock konstruerat så att tillräcklig BOD-avskiljning erhålls innan avloppsvattnet når det fosforsorberande skiktet). Detta faller sig naturligt för infiltrationsanläggningen, som i sin konstruktion inte har något utlopp av behandlat avloppsvatten. Det är dock relevant även för markbäddar utan tätskikt i botten, eftersom de inte alltid fungerar som avsett, med ett samlat utgående flöde ifrån dem. Det är möjligt att en placering av filter före en mark-bädd/infiltration kan medföra en minskad tillväxt av biohud i markbäd-den/infiltrationsanläggningen, genom att fosforhalten in till markbädd/infiltration drastiskt minskar. Gäller det äldre anläggningar kan fosfor troligen frigöras om det skulle bli fosforbrist för mikroorganismerna.

Page 19: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

18

4.3 Funktion hos markbäddar och infiltrationsanläggningar

Det finns få publicerade undersökningar av funktionen hos markbäddar i Sverige eller andra länder. Undersökningar utförda av Aaltonen & Andersson (1995) och Nilsson m.fl. (1998) pekar mot att markbäddar anslutna till hushåll med normal vattenförbrukning, och med täta avloppsledningar, reducerar fosfor med ungefär 50 %, i stort sett oberoende av markbäddens ålder. En studie av en enskild mark-bäddsanläggning, utförd av Kristiansen (1978) visar på liknande fosforreduktion, liksom undersökningar och litteraturreferenser i Liss (2003), medan studier i Nils-son (1990) pekar mot något högre värden (medelvärde 66 %).

Infiltrationsanläggningar, byggda enligt Naturvårdsverkets allmänna råd, ger i princip en liknande funktion som en markbädd. Därför antas infiltrationsanlägg-ningars långsiktiga reduktion av fosfor vara i samma storleksordning som för markbädd, dvs. ca. 50 %. Detta stöds av Nilsson (1990), som undersökt åtta infil-trationsanläggningar och konstaterar att de efter fem år i drift hade minst en fosfor-reduktion av ca. 50 %.

Variationerna i resultat i de undersökningar som refereras till ovan är stora. Troligen beror detta på svårigheten att ta representativa prover från en anläggning i drift, samt att funktionen hos olika anläggningar varierar beroende på hur anlägg-ningen är byggd. Undersökningen av Aaltonen & Andersson (1995) avser dessut-om markbäddar för 25-300 personekvivalenter, medan undersökningarna av Nils-son m.fl. (1998) och Kristiansen (1978) avser markbäddar för enskilda hushåll.

Svårigheten att ta representativa prover från en anläggning kan ha olika orsa-

ker: – vid utplacerandet av provtagare (ofta en sugcell) i en infiltrationsanläggning kan det vara svårt att ta hänsyn till eventuell kanalbildning i material. Vidare kan själva omgrävningen i samband med att sugcellen placeras i anläggningen ha effekt på reningsresultatet. – vid provtagning från den utgående ledningen ur en markbädd, är det inte alltid säkert att det finns ett flöde att provta från eftersom vattnet kan ha tagit en annan väg, dvs. infiltrerats. – det kan förekomma att ovidkommande vatten kommer in till anläggningen (framför allt nederbördsvatten och i vissa fall även grundvatten), vilket ger en ut-spädningseffekt och därmed lägre utgående halter från anläggningen än vad som annars varit fallet. Detta innebär också att mätningar utförda under olika årstider och nederbördsmängder, kan vara svåra att rättvist jämföra med varandra.

Svårigheterna med att ta ut representativa prover från en infiltrationsanläggning eller markbädd gör att ytterligare studier av reningsresultat bara bör genomföras om man kan visa att provtagningen kan ske på ett korrekt sätt.

För att få resultat som inte påverkas av faktorerna ovan, kan provtagning från markbädd med tätskikt i botten (utfördes inom Bra Små Avlopp, Hellström m.fl. 2003), samt eventuellt spårämnesanalyser (t.ex. klorid) för att kunna beräkna om

Page 20: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

19

inläckage sker, vara lämpliga metoder. Detta innebär troligen att man enbart kan undersöka nyanlagda anläggningar, varför resultaten inte säger något om eventuell fosformättnad kopplad till anläggningens ålder.

Kunskap saknas om vilken livslängd man kan förvänta sig av en markbädd el-ler infiltrationsanläggning som är anlagd enligt anvisningarna, dvs. när det är dags att byta markbäddsmaterial eller att lägga om en infiltrationsanläggning. Markbäd-dar och infiltrationsanläggningar består av naturmaterial som varierar i samman-sättning och egenskaper. Dessutom varierar anläggningssättet. Därför är det troli-gen svårt att fastställa schablonvärden för en anläggnings livslängd. Det borde dock åtminstone gå att fastställa en kortaste livslängd under vilken en acceptabel fosfor-rening sker. Om fortsatt drift ska få ske kan en metod vara att kräva provtagning enligt en anvisad metodik, som tar hänsyn till svårigheterna med provtagning, för att visa om acceptabel fosforrening sker eller ej.

Ett flertal kommuner har de senaste åren inventerat enskilda avloppsanlägg-ningar, främst för bedömning om de kan antas fungera som avsett. Från dessa in-venteringar borde det vara möjligt att uppskatta hur stor andel av Sveriges mark-bäddar och infiltrationsanläggningar som är byggda enligt anvisningarna. Anlägg-ningar som inte är anlagda enligt Naturvårdsverkets anvisningar har troligen en betydligt sämre reduktionsgrad av fosfor. Åtgärdsbehovet hos dessa anläggningar är därför betydligt större än för anläggningar som är rätt anlagda.

Page 21: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

20

Bilaga 1

Page 22: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

21

Litteraturgenomgång – filter och filtermaterial samt funk-tion hos markbäddar och infil-tration Denna litteraturgenomgång bygger på den tidigare gjorda genomgången redovisad i Palm m.fl. (2002), kompletterad med nytillkommen litteratur.

Kemisk fällning som komplement

Teknikbeskrivning När kemisk fällning används inom småskalig VA-teknik kombineras den normalt med andra lösningar. Syftet är framför allt att reducera utsläppen av fosfor. Dessut-om sker en reduktion av BOD och partikulärt material. System för att dosera fäll-ningskemikalier (aluminium- eller järnbaserade kemikalier) direkt i avloppsvattnet finns för både enskilda hushåll och samlad bebyggelse. Kemikalien är normalt av samma typ som används vid rening av avlopps- eller dricksvatten, men speciellt utvecklade fällningskemikalier förekommer också (Palm m.fl., 2002). Slutsatser, möjligheter och FoU-behov från tidigare litteraturstudie Dosering av fällningskemikalier direkt till avloppsvattnet, och där slamavskiljaren används som fällningsreaktor och markbädd eller infiltration finns som slutsteg, förefaller vara en lovande teknik. En stor fördel med kemisk fällning jämfört med kemisk sorption är att det bildade slammet är pumpbart, varför det finns fungeran-de tekniska lösningar för hur det regelbundet skall avlägsnas från systemet. Dock behövs en lång utvärdering innan tekniken allmänt kan rekommenderas, eftersom det finns en uppenbar risk att markbäddens fördelningsledning och spridningsskikt sätts igen av restflockar och markbäddens livslängd därmed förkortas (Palm m.fl., 2002). Utvärderingen som rapporterats i Hellström m.fl. (2003) visar dock att nå-gon tendens till igensättning inte kunde konstateras. Inte heller studien av två markbäddars hydrauliska kapacitet vid kemisk fällning som redovisas av Sjöström (2003), tyder på problem med igensättning.

Utveckling av robust, driftsäker och lättinställd doseringsutrustning är viktigt. Vidare behövs en organisatorisk utveckling, t.ex. i form av serviceavtal, som säker-ställer att doseringen regelbundet kontrolleras och att fällningskemikalier fylls på (Palm m.fl., 2002).

Page 23: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

22

Eko Treat I projektet Bra små avlopp (Hellström m.fl., 2003) ingick bland annat utvärdering av kemisk fällning som komplement till två enskilda avloppsanläggningar med markbädd. På grund av svårigheter med provtagning på utgående vatten, avser värdena en av de två anläggningarna. Inkommande flöde var ca. 170-400 l/dygn, COD-belastningen <200 g/d och fosforbelastning på markbädden var <1 g tot-P/dygn då kemdoseringen fungerat.

I slamavskiljt och kemfällt avloppsvatten har, under perioder då kemdoseringen fungerat, fosforhalten alltid legat under 4 mg P/l,och vanligtvis under 2 mg P/l, och fosfathalten under 1 mg PO4-P/l. Utgående halter från markbädd har genomgående varit mycket låga. Den högsta halt som noterats är 0,36 mg P/l och medianvärdet är 0,03 mg P/l (Hellström m.fl., 2003).

Fosforreduktionen över markbädden har varit >90 %. Dessutom erhålls en re-duktion då kemfällt avloppsvatten passerar slamavskiljaren, vilken torde vara ca. 50 - 90 %. Detta ger en total fosforreduktion på minst 95 % för detta system. Base-rat på 3 analyser, fastläggs 13 g tot-P/ kg TS i slamavskiljarslammet. Ut från slam-avskiljaren går 0,35 g tot-P/d. Enligt massbalanser (med relativt stor osäkerhet) fastläggs 80-90 % av fosforn i slamavskiljarslammet (Hellström m.fl., 2003).

Kemdoseringen förbrukar 30 kWh per år oavsett hur många som bor i hushål-let. Kemdosen för systemet är ca. 550 g/m3. Vid användning av LCA-data för PAX-21 (saknas för verklig produkt), innebär ett flöde på 500 l/d att det krävs ca. 125 kWh/år för att producera fällningskemikalier till anläggningen (Hellström m.fl., 2003).

Markbädden är större än normalt, och har dessutom en tät duk för att förhindra okontrollerat utsläpp till grundvattnet. Enligt uppskattningar från Styrhytten AB minskar kostnaden med ca. 12 000-15 000 kr (inkl moms) för en hälften så stor markbädd. I Tabell 1 redovisas kostnaden för den större markbädden. Kortare livs-längd för mindre markbädd gör dock att totalkostnaden inte behöver bli högre med en större markbädd (Hellström m.fl., 2003). Driftskostnader visas i Tabell 2.

Tabell 1. Investeringskostnad för Eko Treats avloppssystem (från Hellström m.fl., 2003).

Kostnadsslag Kr inkl moms Markbädd och slamavskiljare Ca. 105 000 Doseringsutrustning, inkl installation Ca. 15 000 Summa Ca. 120 000

Tabell 2. Driftskostnader för Eko Treats avloppssystem

Kostnadsslag Kr/år inkl moms Tömning av slamavskiljare 2 000-3 000 El och kemikalier 1 000 - 1 100 Service och tillsyn (garantitid 2 år) 375 Summa 3 400 - 4 500

Page 24: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

23

Boende har upplevt ljudet från kemikaliedoseringen som störande. Boende berättar om tendenser till igensättning av avloppsröret där kemikalien doseras. Rensning av röret varit nödvändig. Erfarenheter från Stockholm Vattens personal: • Doseringsutrustningen enkel att installera • Brukarens uppgift är att vid behov byta kemikaliedunk, vilket är mycket

enkelt • Kan vara lätt att glömma kontrollera kemikalienivån om dunken står

gömd • Slamtömning måste ske minst 2 ggr per år • Risker för omgivningen bedöms som små

Aqua Stone I ett finskt projekt undersöktes den fosforreducerande förmågan hos ”Aqua Stone”, baserat på aluminiumsulfat (Röpelinen m.fl., 2003), hos sex hushåll med enskilda avlopp. Aluminiumsulfaten tillförs avloppsvattnet via en liten kassett som hängs i toaletten. När toaletten spolas följer små mängder aluminiumsulfat med avlopps-vattnet. Effekter av olika doseringar (olika antal kassetter i toaletten) undersöktes. Provtagning skedde i sista facket i respektive slamavskiljare.

Ingående avloppsvatten till slamavskiljarna innehöll mellan 13,2 och 22 mg tot-P/l och mer än 230 mg BOD/l. pH-värdena var relativt höga, mellan 7,4 och 8,5. Med en kemikaliedosering av mellan 250 och 260 g/m3 minskade fosforinne-hållet till 5-7 mg/l, vilket skulle innebära en kemikalieförbrukning av 2,3-7 kg/pe, år. Tillförseln av kemikalier hade inte samma effekt på andra studerade parametrar (BOD) som på fosforinnehållet.

I vissa fall behövde stenarna i toaletten bytas ett par ggr i veckan. I vissa hus-håll observerades beläggningar i toalettskålen orsakade av kemikalierna. Belägg-ningarna kunde inte tas bort med vanliga rengöringsmedel. Wallax I Norge införde Statens forurensningstilsyn 1986 ett system för godkännande av behandlingsanläggningar vilka behandlar avloppsvatten från mindre än 35 personer (Paulsrud & Haraldsen, 1993). Systemet har tre klasser för godkännande och byg-ger på 6 månaders testperiod (i verklig drift) av anläggningarna. En godkänd an-läggning är "Wallax W1" som består av en försedimentering, tillsats av aluminium-sulfat före en fällningstank, vilket följdes av en enhet för eftersedimentering. An-läggningen belastades med 671 l/d, från ett hushåll på fyra personer. I utgående vatten var halten av fosfor 0,84 mg/l och av COD 260 mg/l. Markbäddars hydrauliska kapacitet vid kemisk fällning Sjöström (2003) undersökte markbäddar som ingick i utvärderingsprojektet ”Bra Små Avlopp”. Den hydrauliska kapaciteten hos markbäddar med föregående ke-misk fällning, jämfördes med den hos markbäddar med föregående källsortering av urin (dvs. ingen urin belastade markbädden). Försöken visade att kemisk fällning

Page 25: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

24

som komplement inte gav svåra igensättningsproblem, och att ingen av markbäd-darna hade satt igen mer än normalt. Kemiska analyser visade på ett litet upptag av fosfor i markbäddssanden, vilket kan betyda att sanden inte har någon större för-måga att binda fosfor. Av de jämförda markbäddarna visade de med kemisk fäll-ning i medeltal en lägre totalfosforhalt i markbäddssanden, vilket visar att kemfäll-ningen fungerar bra som komplement. De höga totalfosforhalterna till markbäddar-na med föregående urinsortering, antogs bero på dessa markbäddars högre belast-ning av totalfosfor och fosfat.

Filter med fosforsorberande förmåga Teknikbeskrivning För att förbättra framför allt befintlig teknik (markbäddar och infiltration) utvecklas olika filtermaterial som har en fosforsorberande förmåga. Med kemisk sorption menas att man får fosfor att reagera kemiskt med ämnen som finns bundna i ett material som avloppsvattnet rinner igenom. Sorptionsmaterialet kan antingen blan-das in i t.ex. markbäddsmaterialet, och på så sätt bli en del av mark- eller filterbäd-den, eller också kan sorptionen utformas som ett eget steg i reningen. Oftast place-ras detta steg efter reningen av biologiskt lättnedbrytbart material, för att inte bio-film ska blockera sorptionsmaterialets bindningsytor. En annan fördel med att pla-cera sorptionsmaterialet i ett eget steg är att det på så sätt lättare kan bytas ut när det mättats. Ett sådant sorptionssteg kan också kombineras med andra typer av reningsanläggningar än markbädd och infiltration (Palm m.fl., 2002). Slutsatser, möjligheter och FoU-behov från tidigare litteraturstudie Potentialen för system med fosforsorberande filter kan vara stor, men den är myck-et osäker då kunskapsunderlaget är dåligt och de praktiska erfarenheterna motstri-diga. I Norge har man med FILTRALITE (bränd naturlig minerallera) erhållit god fosforreduktion, ca. 0,5-1 g P/kg material, i rotzonsanläggningar med mättat flöde (Zhu, 1998). Däremot har flera praktiska försök i Sverige inte visat på en god fos-forreduktion, t.ex. i Östhammar (Carlsson, 1995) och Vibyåsen (Nykvist, pers. medd., Palm m.fl., 2002). Uppgifter om den exakta sammansättningen hos FILTRALITE eller FILTRALITE P har inte påträffats i litteraturen.

Områden som är dåligt utredda är sorptionsmaterialens potential som gödsel-medel, deras hydraulik på kort och lång sikt, samt hur sorptionen påverkas av bio-film och av åldrande. Forsknings- och utvecklingsbehovet är således stort på alla delar av systemet, vilka material som kan användas, hur en bra hydraulik och uthål-lig sorption kan erhållas, hur sorptionen av smittämnen och tungmetaller är, hur systemen skall utformas för att materialet på ett smidigt sätt skall kunna återföras till och spridas i odling, vilket växtnäringsvärde materialet har och hur det före sådan återföring bör hygieniseras. Möjligheten att utvinna och rena fosforn ur sorp-tionsmaterialet bör också undersökas, då det inte alls är säkert att sorptionsmateria-let direkt kommer att accepteras som fosforgödselmedel (Palm m.fl., 2002).

Page 26: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

25

Försök i labskala har visat att sorptionsförmågan för FILTRALITE är 2,2 g P/kg vid jämviktshalten 0,32 g P/l lösning och ca. 0,5 g P/kg (Zhu m.fl., 1997) vid en för hushållsspillvatten rimlig halt av P (ca. 20 mg/l). Detta innebär att per person och heltidsdygn mättas ca. 3,6 kg av filtermaterialet, eller ca. ett ton per person och år.

Skötsel- och underhållsbehovet är litet för system med fosforsorberande filter jämfört med system med kemisk fällning, och de är troligen robusta. Detta förutsät-ter dock att de fungerar långsiktigt ur hydraulisk synpunkt (Palm m.fl., 2002). POLONITE© - KOLONNFÖRSÖK Polonite© är ett material som har sitt ursprung i en kiselhaltig sedimentär bergart som bryts i Polen där den kallas för Opoka. Huvudkomponenterna i materialet är kiseloxider, SiO2, och kalciumkarbonater, CaCO3. Vid tillverkning av Polonite© upphettas Opokan till 900 °C, varpå koldioxid avgår från materialet och större delen av kalciumkarbonaten förväntas övergå till kalciumoxid (kalcinering). Kalci-nerad Opoka är mindre reaktivt med vatten än kalcinerad kalksten (cement), vilket är så pass reaktivt att filtermaterialet snabbt blir ogenomträngligt. Det förmodas att det är det höga kiselinnehållet i Opokan som bidrar till att igensättningen av Polo-nite© hämmas (Eveborn, 2003).

Renman m.fl. (2004) undersökte kapaciteten, hos sex typer av material, att re-ducera fosfor ur slamavskiljt kommunalt avloppsvatten. De undersökta materialen var sand, Opoka, Polonite©, kalk, samt kristallin respektive amorf masugnsslagg. Försöket utfördes i kolonner med omättat intermittent flöde (belastning varannan timme), och pågick under 58 veckor. Den genomsnittliga belastningen var 85 l/m2och dygn. Reduktionen av fosfor minskade successivt i de flesta studerade materialen, och den utgående halten ortofosfat passerade 0,5 mg/l efter ett par veckor. Undantaget var Polonite© som uppvisade utgående halter på under 0,5 mg/l under hela försöket.

Innehållet av totalfosfor mättes i olika lager av materialen. Innehållet av tot-P var störst i det översta lagret (0-5cm) av Poloniten, där det hade ökat från ursprung-liga 0,2 mg/g till 1,3 mg/g. I bottenlagret (40-50 cm) hade ingen förändring skett jämfört med utgångskoncentrationen.

Efter behandling i respektive filtermaterial hade bakterierna reducerats med föl-jande procentandelar:Polonite 99,5 %, sand 98,3 %, tunn kristallin slagg 95,6 % och Opoka 65,9 %. Denna provtagning utfördes då försöket pågått i 32 veckor. Den höga bakteriereduktionen för Poloniten kan troligen förklaras av dess höga pH-värde, vilket är effektivt vid avdödning av bakterier (Renman m.fl., 2003). I arti-keln uppges även att laborationsförsök visar att den maximala sorptionskapaciteten hos Polonite är 119g PO4/kg material. Enligt Eveborn (2003) avser denna sorp-tionskapacitet pulvriserad Polonite, vilket inte torde vara en praktiskt tillämpbar form i fullskaleanvändning.

Brogowski & Renman (2004) konstaterar att halterna av tungmetaller i oan-vänd Polonite inte är högre än i jordbruksjordar. Däremot är det inte klarlagt hur mycket tungmetaller som binds vid materialet vid rening av avloppsvatten.

Page 27: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

26

POLONITE© - FÖRSÖK VÄXTTILLGÄNGLIGHET I anslutning till ovan beskrivna kolonnförsök genomförde Hylander m.fl. (2003) även försök på växttillgängligheten av fosfor från de material som använts i ko-lonnstudien. Försöken utfördes i krukor med fosforfattig jord. Efter en grundgöd-ning av samtliga krukor, planterades havre. Därefter tillsattes ytterligare fosfor: till hälften av krukorna i form av mineralgödselmedel och till resterande i form av den fosfor som sorberats till respektive material, vid reningen av avloppsvatten i ko-lonnförsöket. Det konstaterades att störst skörd återfanns i krukorna gödslade med mineralgödselmedel. Nästan lika bra skörd gav krukorna som gödslats med fosfor som sorberats till slaggmaterialen i kolonnförsöket. Skördarna från krukor gödslade med sorberad fosfor till Polonite var betydligt lägre, och ännu lägre var skördarna från krukor gödslade med fosfor sorberad till opoka. Skördarna var dock fortfaran-de större än från ogödslad jord. Hylander m.fl. (2003) konstaterade att Poloniten är fördelaktig som kombinerat gödsel- och kalkmedel på sura jordar. POLONITE© - FULLSKALEFÖRSÖK I ett examensarbete vid KTH undersöktes rening med Polonite©-filter av slamav-skiljt avloppsvatten från ett hushåll (Eveborn, 2003). Ingen ytterligare rening följde efter filterbehandlingen. Filtret var konstruerat som en fristående modul eller kassetkonstruktion, placerad i en yttre reningsbrunn. Filtret var uppbyggt av (upp-ifrån och ner): 10 cm halm, 10 cm mineralull, 40 cm Polonite© och därefter ett 10 cm lager av leca. Den hydrauliska belastningen på filtret antogs till 113 l/m2·d. Filtret belastades stötvis, under ungefär en minut per timma.

Under de första sju veckorna då filtret var i drift (november 2002 – januari 2003), reducerades fosfathalterna i allmänhet med närmare 100 procent. Därefter skedde en radikal försämring av provresultaten, och reningsgraden sjönk till ca. 50 % av ursprungskoncentrationen. Ungefär samtidigt uppmättes lägre halter av kalci-um i utgående vatten från filtret än tidigare. Utgående fosfathalter låg ungefär mel-lan 1 och 3 mg/l. Denna reningsgrad bestod under de provtagningar och analyser som genomfördes de följande fyra månaderna.

En av slutsatserna från försöket var att det sannolikt var den korta uppehålls-tiden (bedömd till 1-2 minuter) som varit avgörande för den bristfälliga reningen. I början fungerade filtret antagligen på grund av det reaktiva kalciumoxid som finns i materialet. Därefter var kontakttiden i filtret förmodligen för kort för att kalcium skulle upplösas i tillräcklig mängd för att möjliggöra en god fosforrening. Korn-storleken var 2-7 mm vilket var för grovt material att använda i en filterbrunn med omättat flöde. Brunnens tekniska utformning hade också brister, vilket orsakade sämre reningsgrad än den förväntade. FULLSKALEFÖRSÖK MED LECAFILTER Ett urinsorterande VA-system för ett parhus i Östhammars kommun (Uppland) undersöktes av Carlsson (1995). Fekaliedelen från de urinsorterande toaletterna samt BDT-vatten behandlades i slamavskiljare och därefter i markbädd. Markbäd-den innehöll en fiberduk för tillväxt av biohud samt ett lager av lecakross för att öka fosforfastläggningen. Provtagning utfördes vid sju tillfällen, under juni samt

Page 28: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

27

halva juli, för in- och utgående vatten till markbädden. Provtagningen utfördes två månader efter att lecalagret och fiberduken bytts ut. Inflödet av totalfosfor till an-läggningen var ca. 15 mg/l och utflödet ca. 11,4 mg/l, dvs. motsvarande en fosfor-reduktion av ca. 24 % (från Palm m.fl., 2002). MASUGNSSLAGG I ett examensarbete undersökte Rastas (2003), potentialen hos masugnsslagg från tackjärnframställning för användning som fosforreducerande filtermedia vid av-loppsvattenrening. Vid studien användes avloppsvatten från ett reningsverk, där avloppsvattnet hade passerat ett sandfilter. Försöket utfördes i pilotskala, med en slaggmängd av ca. 10 kg. Avloppsvattnet passerade en slamavskiljare i pilotskala, innan det spreds över filterbädden.

Under de första 5-6 veckorna var halterna av tot-P och PO4-P under 0,5 mg/l, samtidigt som motsvarande halter i inflödet varierade mellan 1-3 mg/l. Efter tre månaders drift av filtret översteg utgående halter 1 mg/l när ingående halter låg över 3 mg/l. Reduktionen av tot-P och PO4-P var efter 3 månader över 70 %. Efter avslutat försök undersöktes hur mycket fosfor som sorberats till slaggen. Av totalt 1 204 mg tot-P återfanns 773 mg sorberat till slaggen.

Slutsatser från studien var att en kontakttid på 2-4 timmar är nödvändig för att masugnsslaggen ska kunna reducera fosfor. Längre kontakttid än så förväntas inte öka fosforreduktionen. Det konstateras att vattenmättade förhållanden kan ha bi-dragit till att förlänga livslängden hos filtret, och därmed en högre sorptionskapaci-tet. Kapaciteten hos masugnsslagg att sorbera fosfor från avloppsvatten kan vara 100-200 mg/kg slagg. Lakning av tungmetaller från masugnsslagg behöver utredas vidare in situ innan användning av slagg i jordbruk kan ske (Rastas, 2003).

Johansson m.fl. (1999) har för bl.a. kristallin masugnsslagg mätt upp en sorp-tionsförmåga kring 0,6-0,75 g P/kg, vid fosforkoncentrationer på ca. 20 mg P/l lösning (se även senare stycke).

Litteraturstudie filtermaterial Johansson Westholm (2002) beskriver i en litteraturstudie ett tjugotal olika filter-material för fosforreduktion. Det är till största delen erfarenheter från laboratorie-försök som redovisas, och ett behov av studier av enskilda filtermaterial i fältförsök konstateras. Detta för att erhålla bättre kunskap om filtermaterialens praktiska till-lämpning i avloppsanläggningar.

Ecobox® F3 Ett exempel på en kombinerad slamavskiljare och biologiskt filter är anläggningen Ecobox® F3 (Ecobox, 2001) vilken består av en trekammarbrunn med ett stenulls-filter i mitten. Tillverkaren refererar till en provning av enbart filtret i anläggning-en, utförd av Svenska Miljöinstitutet AB (IVL), i en pilotskalemodell nedskalad med en faktor 14 jämfört med fullskaleanläggningen. Vid provningen användes

Page 29: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

28

vatten, vilket innehöll upp till 170 mg BOD/l. Enligt tillverkarens uppgifter visade testet att BOD-reduktionen i biofiltret var 48-88 % beroende på yttre omständighe-ter, där den lägre siffran gällde för låga belastningar. Oavsett "yttre omständighe-ter" översteg inte utgående halt av BOD 20 mg/l under IVLs tester. Reduktionen av P låg mellan 82-94 % under testerna, vilket innebar en utgående fosforhalt på under 0,2 mg/l. Reduktionen förefaller dock hög jämfört med annan litteratur. Slamav-skiljaren har en våtvolym på ca. 2,1 m3 och är anpassad för ett flöde på upp till 0,8 m3 per dygn av BDT- och klosettvatten, eller upp till 1,6 m3 per dygn av enbart BDT-vatten. Enligt tillverkarens informationsbroschyr behöver det biologiska filt-ret bytas efter fyra års användning. Man uppger vidare att 1 kg filtermaterial ger ca. 10 300 m2 aktiv yta (från Palm m.fl., 2002). Laboratoriestudie av olika sorbenter I en laboratoriestudie testades olika material (sorbenter) med avseende på fosfor-sorberande förmåga (Johansson m.fl., 1999). Sorptions- och uthållighetsegenskaper studerades i skak- och kolonnförsök medan växttillgängligheten undersöktes i ex-traktions- och kärlförsök (odlingsförsök med korn). De fosforsorberande material som testades var; naturlig och bränd kalk, naturlig och upphettad opoka, rostjord, masugnsslagg (amorf och kristallin i olika fraktioner) och Leca. Resultaten från skakförsöken visade att med undantag för den naturliga opokan (0,1 gP/kg eller ca 10 % reduktion och Lecan vars resultat inte redovisas i artikeln) hade alla de un-dersökta materialen hög sorptionskapacitet (0,35-0,75 gP/kg eller 35 - 75 % reduk-tion), vilken avtog med ökande P-koncentration i lösning. Kalksten och kristal-linslagg, 0,25-4 mm, hade högsta sorptionsförmåga (ca. 75 %). I artikeln hänvisas även till tidigare resultat där bränd opoka hade hög sorptionskapacitet, vilket för-klaras av att bränd opoka består av CaO som binder fosfor mer effektivt än den naturliga opokans CaCO3. Resultaten från skakförsöken visade att Leca hade låg fastläggningskapacitet, medan slaggmaterialen visade en fortsatt hög fastlägg-ningskapacitet vid försökets avslut. I Tabell 3 visas den ungefärliga sorptionskapa-citeten för olika material, baserat på skakförsöken. De värden som anges för pro-centuell reduktion och sorption har utlästs ur diagram i artikeln eller beräknats med hjälp av denna.

I stort sett all sorberad fosfor kunde med en aluminiumlaktatlösning extraheras från bränd opoka (som jämviktats med en P-lösning med 20 mg P/l). Vid samma jämviktslösning kunde även stora mängder fosfor extraheras från kristallint slagg och kalksten. Studierna av växttillgängligheten indikerade däremot ett överlägset stort upptag av fosfor från det kristallina slagget.

Page 30: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

29

Tabell 3. Driftdata från laboratorieförsök med P-sorberande material (från Palm m.fl. 2002).

Källa Typ av material P-koncentration mg/l

P-sorberande förmåga g/kg

P-reduktion %

Zhu, 1997 UTELITE 320 3,5 20 ca. 0,5a Zhu, 1997 Lehigh Cement VA 320 2,9 20 ca. 0,25 a Zhu, 1997 FILTRALITE 320 2,2 20 ca. 0,5 a Zhu, 1997 Leca 320 0,6 20 ca. 0,1 a Zhu, 1997 järnrik sand 320 0,5 20 Framgår ej Johansson m.fl., 1999 amorfslagg 0-0,125 mm 20 0,45 b) ca. 45 a) Johansson m.fl., 1999 amorfslagg 0,25-4 mm 20 0,35 b) ca. 35 a) Johansson m.fl., 1999 kristallinslagg 0-0,125 mm 20 0,6 b) ca. 60 a) Johansson m.fl., 1999 kristallinslagg 0,25-4 mm 20 0,75 b) ca. 75 a) Johansson m.fl., 1999 Opoka (naturlig) 20 0,1 b) ca. 10 a) Johansson m.fl., 1999 kalksten 20 0,75 b) ca. 75 a) Johansson m.fl., 1999 rostjord 20 0,4 b) ca. 40 a)

a) utläst ur diagram b) egna beräkningar utifrån värden i diagram och uppgifter i artikeln

Light Weight Aggregates (FILTRALITE) Light weight aggregates, eller lättklinker, är ett kulformigt granulat som består av lera vilken behandlats i roterande ugnar vid 1 100-1 200ºC. Det är det totala me-tallinnehållet i lättklinkern som är starkast korrelerat till kapaciteten för P-sorption (Zhu m.fl., 1997).

FILTRALITE är en typ av lättklinker som sedan 1993 tillverkas i Norge, och är speciellt framtagen för vattenrening. Lättklinker består till största delen av kvarts-, aluminium- och järnföreningar men innehåller även en del kalcium, magnesium, kalium och natrium. Innehållet varierar något beroende på vilken lera som använts vid tillverkningen (Book & Utsi, 1997).

Zhu m.fl. (1997) genomförde försök i laboratorieskala. Tester utfördes på 10 lättviktsmaterial (LWA: Light Weight Aggregates) med avseende på deras potenti-ella förmåga att reducera fosfor. Tre av lättviktsmaterialen var av FILTRALITE-typ bestående av bränd naturlig minerallera, tre av materialen var av Leca-typ och två av materialtyperna var järnrik sand. Testen visade att det amerikanska materia-let UTELITE hade högst P-sorberande förmåga av materialtyperna (3,16 g P/kg) när en fosforlösning med koncentrationen 320 mg P/l användes. Ur ett diagram i artikeln kan utläsas att vid en mer normal fosforkoncentration på ca. 20 mg P/l var sorptionsförmågan högst (ca. 0,5 g P/kg) för FILTRALITE och UTELITE.

Mätningar av Zhu m.fl. (1998) i en verklig våtmark med mättat flöde styrker att sorptionsförmågan för FILTRALITE är 0,5-1 g P/kg. Avlopp från två hushåll be-lastade anläggningen och under de första fyra åren mättades ca. 7 m3 material/år.

Page 31: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

30

En nyare typ av FILTRALITE, FILTRALITE P, har i labskala (Jenssen & Krogstad, 2001) visat sig ha nästan fyra gånger så hög fosforsorptionsförmåga (8,2 g P/kg) som i de försök som utfördes av Zhu m.fl. (1997). Försöken utfördes dock med en fosforlösning i jämvikt (0,32 g P/l), och har ej testats vid så låga fos-forhalter som normalt hushållsspillvatten. Detta innebär att per person och heltids-dygn skulle 0,5-1 kg av filtermaterialet mättas med fosfor (Palm m.fl., 2002).

Med FILTRALITE P antas dessutom den fosforreducerande förmågan vara mer långtidsverkande än vad som visats med andra typer av lättklinker i laborato-rieförsök (Jenssen & Krogstad, 2001).

Enligt anvisningar från Optiroc ska ett system med septiktank, förfilter och fil-terbädd med FILTRALITE P, reducera inkommande halter av BOD med minst 80 %, totalkväve med 30-70 % och termostabila bakterier ska minska med mer än 99 %. Dessa procentuella minskningar ger för normalt hushållspillvatten typiska utsläppskoncentrationer enligt <1 mgP/l, <20 mg BOD/l och < 1000 TCB/100 ml (Broschyr från Optiroc). Ovanstående gäller för en familj och en 40 m3 (4,5m x 8,9 m x 1 m) stor FILTRALITE P-bädd. Med ökande antal hushåll kan FILTRALITE P-mängden minskas något per hushåll (Magnhild Føllesdal, personligt meddelande och broschyr från Optiroc). Reduktion av BOD och kväve sker främst i förfiltret, medan fosfor till övervägande del reduceras i FILTRALITE P-bädden (Magnhild Føllesdal, personligt meddelande). Det pågår för närvarande norska studier kring reduktion av bakterier i FILTRALITE-filter (Magnhild Føllesdal, personligt med-delande).

FILTRALITE P finns i dagsläget inte som kommersiell produkt, men i framti-den kan det bli aktuellt att börja tillverka och sälja den i Sverige (Magnhild Følles-dal, personligt meddelande). Priset på FILTRALITE till förfilter ligger på mellan 450-550 NOK/m3, och för FILTRALITE till filterbädd på mellan 600-700 NOK/m3 (Petter Arne Kjølseth, personligt meddelande). Om FILTRALITE används som filtermaterial kommer utgående vatten från anläggningen att ha ett mycket högt pH-värde (10-12) under de första åren. Detta kan vara värt att notera om utloppet mynnar i en känslig recipient.

Kvarnström (2001) studerade totalt fyra olika filtersubstrat från infiltrations-bassänger eller konstruerade våtmarker (constructed subsurface flow wetlands). Innehållet av tungmetaller var lågt i filtermaterialen. På grund av det likaså låga innehållet av total-P kunde bara ca. 14 % av behovet av ett vattenlösligt fosforgöd-selmedel ersättas av filtersubstraten, med hänsyn till de svenska gränserna för tungmetalltillförsel till åkermark. Pågående utvärderingsprojekt Optiroc leder ett projekt, stöttat av Nordic Industrial Fund, där FILTRALITE P undersöks i fullskala. Tanken är att räta ut de frågetecken som finns kring FILTRALITE i fullskala och få fram gemensamma nordiska resultat och riktlinjer, eftersom forskningsresultaten hittills varierat mycket mellan de olika länderna. En avsikt med projektet är också att ta reda på om produkten behöver vidareutvecklas. Projektet ska pågå oktober 2002-juni 2005 med totalt nio anläggningar i Norge, Danmark, Finland och Sverige. Anläggningarna är dimensionerade för 1-5 hushåll.

Page 32: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

31

Innan avloppsvattnet når fram till FILTRALITE P-bädden passeras slamavskiljare och biofilter med vertikalt flöde. Det har ännu inte publicerats några resultat från studien, där bland annat N, P, COD/BOD och bakterier provtas (Magnhild Følles-dal, personligt meddelande).

Finlands Miljöcentral koordinerar ett projekt där bland annat Nordkalk är in-blandade. Projektet avslutas i juni 2004. Försöken består av tillsats av ett filterma-terial (granulat av storleken 2-13 mm), Filtra P, till minireningsverk. I studien ingår ett radhus (6 pers), ett mjölkrum (50 kor) och en cateringrestaurang med 17 000 besökare per år. Resultaten från projektet är ännu inte publicerade men enligt Nordkalk (Mikkola Pasi, personligt meddelande) tyder tidigare studier på god för-måga att reducera fosfor och BOD (Mikkola Pasi, personligt meddelande).

Materialet är tänkt att användas som ett enskilt filter efter septiktankar eller markbädd. Fosforsorptionsförmågan är enligt tillverkarens uppgift 10 kg P/m3 och 1 m3 material/hushåll, år rekommenderas. Därefter måste materialet bytas ut (Mik-kola Pasi, personligt meddelande).

Vid Ångersjöns rastplats i närheten av Hudiksvall har en ny reningsanläggning färdigställts, vilken inkluderar sprayfilterteknik för biologisk behandling och fos-forrening i reaktiva filter. Anläggningen består av två behandlingslinjer för att möjliggöra jämförande test av olika filtermaterial. Från och med 2004 kommer provtagning att pågå under minst tre år. De filtermaterial som börjar provas är FILTRALITE P och masugnsslagg (Ebba af Petersens, personligt meddelande).

Markbäddar och infiltrationsanläggningar I litteraturen finns endast ett fåtal svenska undersökningar redovisade av markbäd-dars funktion. Eftersom åtgärdsbehovet till stor del grundar sig på slutsatserna från dessa studier har vi valt att redovisa varje studie separat. De flesta av litteraturrefe-renserna i detta avsnitt har tidigare redovisats i Palm m.fl. (2002).

I Palm m.fl. (2002) konstaterades att funktionen hos markbäddar och infiltra-tionsanläggningar överensstämmer till stor del. Resultaten från studierna av mark-bäddar kan därför översättas till att även gälla infiltrationsanläggningar. Därför redovisas inte infiltrationsanläggningar separat. Teknikbeskrivning Markbäddar består av ett rörsystem för att fördela avloppsvatten till ett konstruerat filter huvudsakligen bestående av sand, samt ett dränerande skikt och dränerande rörsystem för att leda ut det behandlade vattnet ur markbädden. Vattenrörelsen är vertikal och ska normalt vara omättad. Reningen av avloppsvattnet sker genom en kombination av biologiska-, kemiska- och fysikaliska processer i markmaterialet. I ytskiktet, där avloppsvattnet fördelas, bildas en biohud, där de biologiska proces-serna och huvuddelen av BOD- och COD-reduktionen sker. Fosforreningen sker huvudsakligen genom kemiska processer i sanden. Infiltrationsanläggningar består av ett ledningssystem för att fördela avloppsvatten till ett avgränsat markavsnitt med lämpligt markmaterial. Rening av avloppsvattnet sker på likartat sätt som i en

Page 33: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

32

markbädd. Det som skiljer de bägge anläggningstyperna åt är att avloppsvattnet i en infiltrationsanläggning inte samlas upp, utan tillåts infiltrera med grundvattnet som recipient (Palm m.fl., 2002). Naturvårdsverket och Aaltonen och Andersson (1995) I Naturvårdsverkets Allmänna Råd 87:6 och 91:2 anges ungefärliga reduktionsvär-den och utgående halter från en markbädd, se Tabell 4. Fosforreduktionen minskar med tiden, och hur stor den genomsnittliga reduktionen förväntas vara återfinns i Tabell 4 (NV, 1987; NV, 1991). Aaltonen & Andersson (1995) sammanställde data från över 60 kommuner, angående funktionen hos 122 markbäddar, huvudsakligen belägna i södra och mellersta Sverige. Antalet personekvivalenter anslutna till anläggningarna varierade mellan 25 och 300 pe. Den genomsnittliga fosforreduk-tionen var 61 % under sommarsäsongen och 38 % under vintersäsongen. Reduk-tionsdata har även grupperats på samma sätt som Naturvårdsverket gjort för sina antaganden om reningsgradens förändring över tiden, se Tabell 4. I undersökningen framkom att kontroll av denna typ av anläggningars funktion förekommer sällan eller inte alls. Författarna efterlyser också bättre regler och standardiserade mätme-toder (Aaltonen & Andersson, 1995).

Tabell 4. Fosforreduktion i markbädd enligt Naturvårdsverket (1987, 1991) och mätningar utförda på 122 markbäddar i södra och mellersta Sverige (Aaltonen & Andersson, 1995).

Drifttid i antal år Genomsnittlig P-reduktion enligt Naturvårdsverket

Genomsnittlig P-reduktion enligt Aaltonen & Andersson

0 – 5 80 % 51 % 5 – 10 50 % 47 % 10 – 20 25 % 46 % (10-17 år)

Nilsson m.fl. (1998) En studie av markbäddar i södra Sverige (Uppsala och söderut) inkluderade 10 markbäddar som behandlade BDT- och klosettavloppsvatten från permanentboende enfamiljshushåll (Nilsson m.fl., 1998). Studien omfattade två provtagningsom-gångar; en i mars och en i april. Vissa av resultaten ansågs som osannolika och sorterades bort av författarna när de genomsnittliga reduktionsgraderna beräknades; totalfosforreduktion 51 % (med extremvärden 36 %), totalkvävereduktion 62 % (med extremvärden 46 %) samt 91 % reduktion av BOD (78 % med extremvärde). I studien har man inte statistiskt kunnat påvisa något samband mellan anläggning-ens ålder och reduktionsförmåga (Nilsson m.fl., 1998).

För mikrobiologisk analys togs vid första provtagningstillfället prover på utgå-ende flöde. Den inbördes variationen mellan analysresultaten var stor, och vissa extremvärden ströks. Medelvärdet av antalet fekala streptokocker för alla anlägg-ningar (med alla extremvärden på >10 000 st. samt 5 000 och 6 100/100 ml struk-na) var 460 st/100 ml. Medelvärdet för antalet colifager (bakterievirus som angri-per E-coli) var 32 för alla prover, och 13 när två extremvärden strukits. Slutsatsen i rapporten är att hygienkvaliteten på vatten behandlad i markbädd är god (Nilsson m.fl., 1998).

Page 34: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

33

Kristiansen (1978) Kristiansen (1978) undersökte under drygt ett år funktionen hos en försöksanlägg-ning i form av en markbädd som kontinuerligt belastades med ca. 400 l avloppsvat-ten per dygn. Markbädden hade en area på 3,2 m2 och var ca. 1 m djup. Under försöksperioden analyserades 13 prover på utgående vatten från markbädden. Me-delvärde för utgående totalfosforhalt var 10 mg/l och för COD 69 mg/l. Ingående halter redovisas inte i Kristiansen (1978), men vid antagandet att inkommande avloppsvatten hade en fosforhalt av 20 mg/l, innebär detta att ca. 50 % fosfor redu-cerades i markbädden. Liss (2003) Liss (2003) redovisar i ett examensarbete analysresultat dels från egna provtag-ningar av två markbäddar och en infiltrationsanläggning, och dels från annan litte-ratur.

Liss litteratursammanställning inkluderar en undersökning utförd av Blom-ström där fosforreduktionen hos fyra av fem markbäddar var ca. 50 %, medan den femte anläggningens fosforreduktion varierade mellan 0 och 65 %. Markbäddarna var 5-6 år gamla och var dimensionerade för 55-225 pe (Liss, 2003).

I litteratursammanställningen (Liss, 2003) ingår även analysresultat från Fred-riksson som två gånger i veckan, under elva veckor, provtog en ca. 5 år gammal infiltrationsanläggning. Anläggningen uppvisade en total fosforreduktion på mellan 69-97 % (Liss, 2003).

De två markbäddar som Liss (2003) undersökte var dels en anläggning som an-lades 1981 och vars övre skikt byttes ut år 2001. Denna belastades av två personer. Den andra markbädden anlades 1984 och belastades av fem personer. Den om-grävda anläggningen reducerade totalfosfor med ca. 65 %, och den andra anlägg-ningen med 41 %. Provtagning skedde en gång i timmen under ungefär en veckas tid.

Den infiltrationsanläggning som undersöktes av Liss (2003) anlades 1980-1981 och belastades av fem personer. Fem lysimetrar användes för provtagningen, och vattenprov från dem samlades in ungefär en gång per vecka under sex veckor (pro-ven från den första veckan användes dock inte). Fosforreduktionen var 91-99 %. Det konstateras dock att den verkliga reningseffekten kan vara något lägre p.g.a. utspädning via nederbörd (Liss, 2003).

Nilsson (1990) I en undersökning av åtta svenska och norska markbäddar, dimensionerade för mellan 4 och 85 personer och där den äldsta varit i drift i åtta år, konstaterades att anläggningarna gav en mycket god reduktion av organiskt material (Nilsson, 1990). BOD-reduktionen var 92 % hos de svenska anläggningarna och COD-reduktionen hos de norska 88 %. Det konstateras att såväl nitrifiering som reduktion av total-kväve visade på en god funktion, samt att reduktion av tot-P och fosfat (PO4-P) var relativt hög. Variationerna i anläggningarnas reningsförmåga var stor; för totalfos-for varierade reduktionen med mellan 0 och 97 %. Om anläggningen med 0 % fosforreduktion undantas, varierade reduktionsförmågan mellan 40 och 97 %, med

Page 35: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

34

ett medelvärde på 66 %. Det är rimligt att undanta anläggningen med extremvärdet 0 %, då denna i Nilssons undersökning konstaterades vara mestadels vattenmättad, på grund av grundvatteninträngning (Nilsson, 1990). Nilsson konstaterar också att det i alla undersökta markbäddar förekom infiltration nedanför markbäddens upp-samlingslager. I många fall uppskattades infiltrationen till mer än hälften av flödet, även då det naturliga jordlagret konstaterats för att vara tätt för infiltration (Nils-son, 1990).

Nilsson undersökte även åtta infiltrationsanläggningar, där de två äldsta an-läggningarna varit i drift i sju år. Vid fyra av anläggningarna analyserades prover från omgivande grundvatten. En slutsats var att det tydligaste tecknet på grundvat-tenpåverkan från anläggningarna var ökade koncentrationer av NO3-N, klorid och tot-P i grundvattnet. De anläggningar som var väl konstruerade och skötta, hade hög nitrifikation. Vidare konstateras att grundvattenpåverkan var relativt liten även från de äldsta anläggningarna. I grundvattnet nerströms anläggningarna uppmättes totalkvävehalter mellan 0,1 och 6,3 mg/l, samt totalfosforhalter mellan < 0,3 och 0,94 mg/l. Nilsson (1990) konstaterar att infiltrationsanläggningarnas fosforreduk-tion var åtminstone 50 % efter 5 års drift. Naturbasert avløpsteknologi (NAT 1998) Reduktionskapaciteten hos nyanlagda infiltrationsanläggningar undersöktes i Nor-ge (NAT, 1998). En nyanlagd infiltrationsanläggning, som belastades med blandat avloppsvatten från ett hushåll, reducerade totalfosfor med > 95 %. Motsvarande reduktionsvärden för totalkväve var > 35 % och för BOD > 90 %. Dessa resultat grundade sig på ca. 20 provserier, uppmätt 1-2 m under ytan.

För en nyanlagd, upphöjd, infiltrationsanläggning blev reduktionen av totalfos-for och BOD > 95 % och för totalkväve > 85 % (NAT, 1998). Dessa resultat grun-dade sig på 7 provserier, uppmätt ca. 0,3 m under filterytan.

Analyser av tarmbakterier vid en vanlig infiltrationsanläggning och tre upphöj-da anläggningar, visade att vattnet några meter ner i anläggningarna höll, enligt Statens Forurensningtilsyns normer, mellan badvattenkvalitet eller god badvatten-kvalitet (NAT, 1998). Förbättring av befintliga markbäddar/infiltrationsanläggningar Nilsson (1990) undersökte en teknik för att öka fosforreduktionen, tillämpbar för både markbäddar och infiltrationsanläggningar, som bestod av att lägga lager av fosforsorberande material i marken. I två fullskaleförsök användes aluminiumhyd-roxidslam som mellanlager i markbäddar dimensionerade för 128 respektive 250 personer. Totalfosfor reducerades med 95 % och kväve med 68 % (beräknat från medelvärden) i anläggningen dimensionerad för 250 personer. I den andra anlägg-ningen konstaterades att infiltration ägde rum nedanför markbäddens uppsamlings-zon, varför resultaten från den undersökningen inte tas med här. En slutsats från försöken var att aluminiumhydroxidslam är en effektiv tillsats till markbäddar. Det konstaterades vidare att viloperioder är viktiga för att upprätthålla god hydraulisk förmåga och fosforreduktion, samt att den hydrauliska belastningen bör vara ca. 25-35 l/m2 och dygn under doseringsperioder. För att undvika kapacitetsproblem är

Page 36: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

35

det viktigt att begränsa tillförseln av suspenderad substans till markbädden (Nils-son, 1990).

I en rapport från Nordiska Ministerrådet (NORD, 1998) anges de reduktioner som kan förväntas vid olika typer av förbehandling med efterföljande markbädd (sandfilter) eller infiltration. I Tabell 5 visas vilka reduktionsvärden som kan för-väntas med olika kombinationer av behandling.

Tabell 5. Förväntad reduktion av fosfor respektive COD för olika kombinationer av förbe-handling plus markbädd eller infiltration (NORD, 1998).

Typ av anläggning Fosfor COD Slamavskiljare och markbädd 10-30 % 80-95 % Slamavskiljare och infiltration 90 % 90 % Lågbelastad biologisk förbehandling och markbädd 20-50 % 95 % Lågbelastad biologisk förbehandling och infiltration 90 % 95 % Kemisk förbehandlingsanläggning och markbädd 90 % 95 % Kemisk förbehandlingsanläggning och infiltration 95 % 95 % Kombinerad biologisk/kemisk förbehandling och markbädd 95 % 95 % Kombinerad biologisk/kemisk förbehandling och infiltration 95 % 95 %

Page 37: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

36

Bilaga 2

Page 38: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

37

Behov av kunskapscentrum kring enskilda avlopp

Bakgrund De miljö- och hälsomässiga motiven för åtgärder kring enskilda avlopp har beskri-vits i flera sammanhang av bl.a. Naturvårdsverket och i olika kommunala rappor-ter, utredningar och planeringsunderlag. Därför berörs inte dessa motiv vidare.

Miljöbalken (och tidigare miljöskyddslagen) riktar sig primärt till näringsidka-re. Att privatpersoner ska uppfylla miljöbalkens krav (tidigare miljöskyddslagen) är därför ovanligt, undantaget är de allmänna hänsynsreglerna. Utsläpp av avloppsvat-ten är dock ett sådant exempel där lagkraven riktas direkt till privatpersoner efter-som bl.a. förhandsgodkända anläggningar saknas. En näringsidkare har helt andra möjligheter i miljöbalksärenden när det gäller ekonomi och kompetens än vad en privatperson har. Därför finns ett stort behov av stöd till privatpersoner i frågor som rör bl.a. utsläpp av avloppsvatten. Myndigheter har delvis arbetat utifrån detta behov av stöd och rekommenderat - och ibland även föreskrivit - vilka lösningar som skall användas för att uppfylla kraven. Miljökontoren har iklätt sig en dubbel roll dels som konsumentvägledare och dels som beslutande myndighet i ett miljö-ärende. Detta är en olycklig sammanblandning av roller som bl.a. hämmar utveck-ling av nya lösningar.

När Naturvårdsverket gav ut allmänna råd för små avloppsanläggningar (1987:6) uppfattades rådet som att endast vissa typer av anläggningar kunde god-kännas (markbädd eller infiltrationsanläggning). Råden var samtidigt så pass detal-jerade att de till stor del fyllde privatpersoners behov av stöd för att kunna anlägga en avloppsanläggning. Däremot saknade många privatpersoner de kunskaper som behövdes för att kunna förstå, dimensionera och beställa eller själva uppföra en anläggning. Frågorna till myndigheter på lokal, regional och central nivå blev där-för många.

Miljömyndigheternas roll har förändrats under slutet av 1990-talet. Idag är de centrala och regionala myndigheternas roll att sätta mål och följa upp så att de nås. Tidigare var inriktningen mer åt att föreslå åtgärder, kompetensförsörja och beskri-vande/inventerande och i viss mån även driva teknikutveckling.

Teknikutvecklingen kring enskilda avloppsanläggningar har varit svag. En vik-tig orsak är troligen att både kommuner och privatpersoner uppfattat att de huvud-sakliga metoderna är markbädd eller infiltrationsanläggning (jämför de allmänna råden). Dessa metoder anses som väl beprövade, kräver lite (läs inget) underhåll, de är kostnadseffektiva och uppfyller de krav som formulerades i miljöskyddsla-gen. En privatperson som idag skall anlägga eller förändra en avloppsanläggning har därför i praktiken små möjligheter att välja andra alternativ än markbädd eller infiltrationsanläggning.

Page 39: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

38

Miljöbalken har delvis andra utgångspunkter än miljöskyddslagen hade. Hus-hållning med naturresurser samt återanvändning och återvinning är nya utgångs-punkter. Detta gör att t.ex. åtgärder vid utsläpp av avloppsvatten från enskilda av-lopp ska betraktas även ur dessa perspektiv.

Ny kunskap och nya utgångspunkter för miljöskyddet har drivit fram ny teknik för enskilda anläggningar. Några kommuner har varit aktiva för att få till stånd prov av nya lösningar, bl.a. inom LIP-programmet. En utvärdering av satsningarna på enskilda avlopp inom LIP-programmet blir klar under våren 2004. Miljöteknik-delegationen tillsammans med Stockholm Vatten AB har genomfört en praktisk utvärdering av olika nya principer för enskilda avlopp (Hellström m.fl., 2003).

Sammanfattningsvis finns ett stort behov av samordning av pågående och fram-tida aktiviteter och stöd till miljökontor, leverantörer, entreprenörer och privatper-soner. Idag finns ingen part som gör detta, vilket gör att privatpersoner som ska anlägga eller förändra en avloppsanläggning och är skyldiga att följa miljöbalkens utgångspunkter saknar det stöd som de borde få. Konsekvenser blir att åtgärdsarbe-tet går mycket långsamt, risken för felinvesteringar blir stor (drabbar privatperso-ners ekonomi mycket hårt), en ökad misstro till myndigheter, en allmän ineffektivi-tet etc.

Regelverk Innehåll och tolkningen av olika lagstiftningar samt föreskrifter och allmänna råd som berör enskilda avloppsanläggningar diskuteras inte i denna rapport. Det som däremot kan konstateras är att regelverk har en avgörande betydelse för om och hur en utveckling/åtgärdsarbete sker. En klarhet behövs antingen genom ändringar och/eller nya regelverk alternativt prejudicerande rättsfall som slår fast vilken tolk-ning som gäller.

Man kan inte förvänta sig att privatpersoner generellt bygger om sin enskilda avloppsanläggning frivilligt utifrån en allmän miljömedvetenhet. Tydliga riktlinjer och uppföljning av hur dessa efterlevs behövs dels av detta skäl och dels av rättvi-seskäl. De krav som ska uppfyllas bör formuleras utifrån nationella principer och gälla oavsett i vilken kommun en fastighet ligger. Så är inte fallet idag.

Regelverket bör om möjligt ta hänsyn till: – lokala förhållanden (t.ex. en fastighet med stort avstånd till övrig bebyg-

gelse alternativt ett fritidsområde) – recipientförhållanden (grundvatten, ytvatten, känsligt, mindre känsligt etc.) – vilken typ av fastighet det gäller (fastboende, fritidsboende) – att förutsättningarna kan förändras i framtiden (t.ex. förtätning, ändrade

recipientförhållanden, ändrade miljöprioriteringar) Rättviseskälet gäller inte bara på vilken sida en kommungräns en fastighet är

belägen utan även att nya och befintliga anläggningar ska omfattas av samma krav. Antalet avloppsanläggningar som nyanläggs varje år är mycket litet jämfört med de

Page 40: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

39

befintliga anläggningarna. Genom att det inte heller har ställts funktionskrav på en markbädd eller infiltrationsläggning vid anläggningen utan enbart tekniska krav innebär det svårigheter att vänta på att dessa anläggningars tekniska funktion ska fallera och därmed tvinga fastighetsägaren att byta anläggning. Om strängare tek-niska krav alternativt funktionskrav bara kommer att gälla vid nyanläggning kom-mer därför miljöförbättringarna att bli mycket små även på lång sikt.

Kompetenscenter Syftet med ett kompetenscenter för enskilda avlopp är att kunskapsförsörja samt värdera nya lösningar så att kommuner och fastighetsägare får nödvändigt stöd och kan uppfylla regelverk och miljökvalitetsmålen.

Kunskapsförsörja innebär bl.a.: • bedriva informations- och viss utbildningsverksamhet riktad till kommu-

ner, fastighetsägare, entreprenörer, konsulter och leverantörer • följa FoU samt bedriva strategisk egen FoU • fånga upp och förmedla vidare frågor inom området

Kunskapsförsörjning innebär inte detaljerad teknisk eller juridisk rådgivning (pro-jekteringstöd). Detta är en uppgift för konsulter.

Samverkan med IHE och Kommunförbundet bör ske, speciellt kring kunskaps-försörjning till kommunerna.

Om funktionskrav bli styrande vid t.ex. tillståndsgivning för avloppsanlägg-ningar måste både rutiner och teknik för provtagning av funktionen utformas. För-slag till hur detta utformas bör tas fram inom ramen för ett kompetenscenter. Beslut om rutinerna fattas sedan av Naturvårdsverket. Kompetenscentrats uppgift kan sedan bli att stödja kommunerna i kontrollarbetet (teknisk rådgivning, återföring av erfarenheter, metodutveckling etc.), regelbundet sammanställa uppgifterna från kontrollen på nationell basis, informera fastighetsägare alternativt stödja kommu-nerna i deras informationsarbete mm.

Det är troligt att åtminstone vissa typer av anläggningar kräver regelbunden tillsyn av fackkunnig personal för att man ska kunna uppfylla vissa funktionskrav. Serviceavtal kan då bli aktuellt. Den personalen behöver kunskapsförsörjas och eventuellt kan det även vara aktuellt med certifiering eller diplomering. Detta kan kompetenscentrat ansvara för. Eventuellt kan ett fristående bolag bildas som, i samarbete med leverantörer, erbjuder fastighetsägare serviceavtal.

Värdering av nya lösningar innebär bl.a.: • Teoretisk och praktisk värdering av nya lösningars funktion enligt funk-

tionskrav som antingen formulerats av myndigheter alternativt av tillver-kare/leverantör

• Oberoende testning av hela system eller komponenter ska kunna erbjudas • Uppföljning av befintliga anläggningars resultat samt drifterfarenheter

(bl.a. i samverkan med kommuner, leverantörer, resultat från funktions-kontrollen, ev. enkäter) för att kunna värdera nya lösningar under faktis-ka driftförhållanden

Page 41: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

40

Huvuddelen av uppgifterna ovan kräver både teknisk och juridisk kompetens i nära samverkan. Denna kombination är viktig för att kunna avlasta centrala myndigheter och få genomslag för de regler och normer som finns.

Ytterligare en uppgift är att vara mötesplats för kommuner för utbyte av erfa-renheter. Nätverk finns redan idag och troligen kommer fler att skapas. Kompe-tenscentrats uppgift är inte att ta över kontaktytorna utan snarare att stötta och initi-era nya nätverk samt vissa frågeställningar. Exempel på en central fråga som kom-petenscentrat bör driva och stimulera utbyte kring är när gemensamhetsanlägg-ningar är att föredra framför enskilda anläggningar. Frågor som inrättande av sam-fällighet, ekonomi, resursutnyttjande, driftstabilitet, skötsel etc. tjänar på att belysas via den bredd på erfarenheter som landets kommuner besitter idag och i framtiden.

Ekonomiskt eller annat stöd till fastighetsägare Någon form av ekonomiskt stöd till fastighetsägare för upprustning av befintliga avloppsanläggningar bör övervägas. Motivet är framför allt att undvika överkla-ganden alternativt förelägganden, vilket annars är en trolig utveckling då myndig-hetsprofilen tidigare varit låg på detta område. Förståelsen för nya krav är därför liten. Ytterligare ett motiv är att stöd förekommit i andra sammanhang när nya skärpta krav införts, t.ex. katalysatorer på bilar. Stödet bör vara tidsbegränsat för att stimulera en snabbare upprustning.

Storlek och utformning bör utredas närmare. Flera modeller är tänkbara – allt ifrån en kombination av minskad avgift för bygglov, förändrade byggrätter (aktu-ellt i bl.a. förtätningsområden), direkta subventioner (har använts i flera LIP-program).

Kostnader och förslag till finansiering För att ge kompetenscentret en drivkraft och möjlighet att få genomslag får inte storleken vara för liten. Åtminstone 3 – 4 årsarbetare bör engageras för att kunna ta hand om de uppgifter som skissats ovan. Om även testverksamhet ska ingå måste vissa basresurser i form av utrustning och lokaler finnas.

Page 42: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

41

Referenser Aaltonen, J. & Andersson, P. (1995) Långsiktig reningskapacitet hos markbäddar och infiltrationsanläggningar. Rapport, Institutionen för anläggning och miljö, Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm.

Book, K.& Utsi, A. (1997) Undersökning av fosforupptag i lättklinker med hjälp av skak- och kolonnförsök. Examensarbete 1997:208 CIV. Institutionen för samhälls-byggnadsteknik, avdelningen för VA-teknik. Luleå Tekniska Universitet.

Brogowski, Z.& Renman, G. (2004) Characterization of opoka as a basis for its use in wastewater treatment. Polish Journal of Environmental Studies, 14(1), (2004), in press.

Carlsson, A.L. (1995) Näring, kadmium och bakterier i hushållsavlopp – en fält-studie av ett urinsorterande avloppssystem med Lecabädd i Östhammar. Medde-lande från jordbearbetningsavdeleningen Nr. 19. Inst. för markvetenskap, Sveriges Lantbruksuniversitet, Uppsala.

Ecobox, (2001) Informationsmaterial från Ecobox.

Eveborn, D., 2003. Småskalig rening av avloppsvatten med Polonite©-filter. TRITA-LWR Master Thesis, ISSN 1651-064X. KTH, Stockholm.

Hellström, D & Johansson, M. (2002) PM angående FoU-projekt om filterbädds-teknik för små avlopp. Daniel Hellström, Stockholm Vatten AB och Mats Johans-son, Verna Ekologi AB.

Hellström, D., Jonsson, L., Sjöström, M. (2003).. Bra Små Avlopp, slutrapport. Rapport nr 13. Stockholm Vatten, Stockholm.

Hylander, L.D., Renman, G., Simán, G.& Kietlinska, A. (2003). Phosphorus reten-tion in filter materials for wastewater treatment and its subsequent plant-availability. Submitted to: Bioresources Technology (Elsevier Journals).

Jenssen, P. D. & Krogstad, T. (2001) Design of constructed wetlands using phos-phorous sorbing lightweight aggregate (LWA). I: Mander, Ü. & Jenssen, P.D. (red.). Computational Mechanics Publ. (under tryckning).

Johansson, L., Hylander, L.& Renman, G. (1999).. Små avlopp för kretslopp - sorption till reaktiva filter. VATTEN, Vol 55, pp 173-179.

Johansson Westholm, L. (2002) Filtermaterial för fosforreduktion – en litteratur-studie. Forskningsrapport IEt MdH 2002:1. Institutionen för energiteknik, Mälarda-lens högskola.

Kristiansen, R. (1978) Sandfiltergrøfter - studier av økologiske forhold og renseef-fekter i et forsøksanlegg. Norges landbrugshøgskole (NLH). Ås.

Page 43: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

42

Kvarnström, E. (2001) Plant-Availability of Phosphorus Removed from Wastewa-ter by Different Processes. Doctoral thesis 2001:18, Tekniska Högskolan i Luleå.

Liss, B. (2003) Kvantifiering av kväve- och fosforbelastning från enskilda avlopp. Examensarbete. UPTEC W 03 033. ISSN 1401-5765. Institutionen för geoveten-skaper, Uppsala Universitet, Uppsala.

NAT, (1998) Naturbasert avløpsteknologi 1994-1997, sammendrag av program-mets prosjekter. Jordforsk. Ås.

Nilsson, P. (1990) Infiltration of wastewater - an applied study on treatment of wastewater by soil infiltration. Report No 1002, Department of environmental engineering, Lund University.

Nilsson, P., Nyberg, F.& Karlsson, M. (1998) Markbäddars funktion – kontroll och utvärdering av markbäddar. Naturvårdsverkets rapport 4895, Naturvårdsverkets förlag. Stockholm.

NORD, (1998) Veiledning ved bygging og drift av større jordrenseanlegg. NORD 1998:51. VA-rapport 1998:1, Nordisk Ministerråd.

Naturvårdsverket, (1987) Små avloppsanläggningar, hushållsspillvatten från högst 5 hushåll. Allmänna råd 87:6. Naturvårdsverket. Stockholm.

Naturvårdsverket, (1991) Rening av hushållsspillvatten, infiltrationsanläggningar och markbäddar för fler än 25 personer. Allmänna Råd 91:2. Naturvårdsverket. Stockholm.

Palm, O., Malmén, L.& Jönsson, H. (2002) Robusta, uthålliga, små avloppssystem, en kunskapssammanställning. Rapport 5224. Naturvårdsverket, Stockholm.

Paulsrud, B. & Haraldsen, S. (1993). Experiences with the Norwegian approval system for small wastewater treatment plants. Water Science and Technology, Vol. 28, No. 10, pp. 25-32.

Rastas, L. (2003) Investigation of Blast Furnace Slag as a Filter Media for Phos-phorus Removal in Small Wastewater Treatment Plants. Master´s Thesis. 2003:215 CIV. Luleå University of Technology.

Renman, G., Kietlińska, A.& Cucarella Cabañas, V. (2004) Treatment of phospho-rus and bacteria by filter media in onsite wastewater disposal systems. In: Ecosan closing the loop. Proceedings of the 2nd international symposium, 7th-11th April 2003, Lübeck, Germany, pp. 573-576.

Röpelinen, J., Lakso, E.& Sallanko, J. (2003) Removing phosphorus in septic tanks by using Aqua Stone. Vatten 59: 175-181. Lund 2003.

SFS 1998:808. Miljöbalken.

Sjöström, M. (2003) Minireningsverks funktion samt markbäddars hydrauliska kapacitet och fosforbindande förmåga. Examensarbete. 2003:161 CIV. Institutio-

Page 44: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

N A T U R V Å R D S V E R K E T R a p p o r t Å t g ä r d e r f ö r a t t m i n s k a f o s f o r u t s l ä p p e n f r å n b e f i n t l i g a e n s k i l d a a v l o p p

43

nen för samhällsbyggnadsteknik, Avdelningen för VA-teknik. Luleå Tekniska Universitet.

Svenskt Vatten, (2003) Taxestatistik, sammanställning över kommunala vatten- och avloppstaxor gällande den 1 januari 2003.

Vinnerås, B. (2002) Possibilities for Sustainable Nutrient Recycling by Faecal Separation Combined with Urine Diversion. Doctoral thesis. Department of Agri-cultural Engineering, Swedish University of Agricultural Sciences.

Zhu, T., Jenssen, P.D., Mæhlum, T. & Krogstad, T. (1997) Phosphorus Sorption and Chemical Characteristics of Lightweight Aggregates (LWA) - Potential Filter Media in Treatment Wetlands. Water Science and Technology, Vol 35, no 5, pp 103-108.

Zhu, T., Mæhlum, T., Krogstad, T. & Jenssen, P.D. (1998) Fate of phosphorus i light-weight aggregate (LWA) wastewater treatment wetland. In: Zhu, T. Phospho-rus and nitrogen removal in light-weight aggregate (LWA) constructed wetlands and intermittent filter systems. Doctor Scientiarum Thesis 1997:16, Norges Landb-rukshøgskole. Ås, Norge.

Personliga meddelanden och internetreferenser

af Petersens Ebba. WRS Uppsala AB. Tel: 018- 60 41 03.

Føllesdal Magnhild, Optiroc Group AB. Norge.

Kjølseth Petter Arne, Filtralite, maxit Group AB, Norge.

Magnusson Tord. Universitetslektor vid institutionen för skogsekologi, SLU Umeå. Tel: 090-786 63 75.

Mikkola Pasi. Nordkalk. Finland. [email protected]

Norra Dals Brunnsborrning AB

Nykvist Miriam. Verna Ekologi och Miljökonsult AB. Tel: 08-641 75 00.

Onsite wastewater treatment for houses and holiday homes in rural areas. Broschyr från Optiroc Group AB. www.filtralite.com

Page 45: Åtgärder för att minska fosforutsläppen från …...En maximal nivå för utsläpp av fosfor, oberoende av anläggningens ålder, måste kunna säkerställas. Nivån kan anges

R a p p o r t 5 4 2 7

Åtgärder för att minska fosforutsläppen från befintliga enskilda avlopp

Enskilda avlopp är en betydande källa för fosforbelastningen på våra vatten. I denna rapport redovisas en litteraturstudie om möjligheterna att förbättra reningen i befintliga anläggningar genom tillsats av fällningskemikalier och fosforabsorberande filter. Litteraturgenomgången pekar på att väl anlagda markbäddar och infiltrationsanlägg- ningar har en långsiktig reduktionsförmåga av fosfor i storleksordningen 50 procent, men genom de nämnda tilläggsteknikerna kan reningen ökas till cirka 90 procent. Arbetet med installation och byte av filter är mer omfattande än vid användning avfällningskemikalier. Däremot behöver inte filtren bytas förrän efter flera år. Rapporten har använts som ett underlag för Naturvårdverkets redovisning av ett regeringsuppdrag om fosforutsläpp till vatten som genomförts inom den fördjupade utvärderingen av miljökvalitetsmålet Ingen övergödning. Uppdraget redovisades till regeringen i februari 2004 (Fosforutsläpp till vatten år 2010 – delmål, åtgärder och styrmedel. Naturvårdsverket rapport 5364).

ISBN 91-620-5427-9 ISSN 0282-7298 NATURVÅRDSVERKET