Minskning av oönskade mikroföroreningar i avloppsvatten kan ske med ozon, aktivt kol i pulverform (PAK) eller granulerat aktivt kol (GAK) i filter. Filtrering genom GAK har vissa fördelar som redovisas i denna artikel. Den viktigaste dimensioneringsparametern för GAK-filtrering är uppehållstiden i filtren (utan kolfyllning, EBCT), som bör vara minst 20 minuter.
Av: Hans Holmström
I Schweiz har under fem år undersökningar utförts vid två avloppsreningsverk över hur effektivt mikroföroreningar kan avskiljas genom filtrering med granulerat aktivt kol (GAK).
I reningsverket Furt fylldes två (av sex) sandfilter istället med GAK, varefter funktionen studerades i full skala. I det andra reningsverket (Glarnerland) utvärderades olika typer av GAK i en pilotanläggning med fem höga kolonner.
En fördel med GAK över pulverkol (PAK) är att klimatavtrycket är betydligt lägre. Det beror på att kolbehovet (g/m3) är likvärdigt och att förbrukat GAK kan återanvändas efter reaktivering.
En vanlig metod att sänka halten av oönskade mikroföroreningar är att oxidera vattnet med ozon. Vid en sådan oxidation kan dock skadliga biprodukter bildas. Adsorption på aktivt kol ger inga biprodukter, vilket får ses som en fördel.
Erfarenheter från Furt
Reningsverket i Furt belastas huvudsakligen av hushållsspillvatten. Det biologiskt renade avloppsvattnet, som leds till filtersteget, har därför en stabil DOC-halt på ca 5 mg/l (DOC = Dissolved Organic Carbon). Kolfiltren i Furt har GAK som är tillverkat från brunkol.
En viktig dimensioneringsparameter för GAK-filtrering är EBCT (Empty Bed Contact Time, uppehållstiden i ett filter utan fyllnadsmaterial). Med en EBCT på 13 minuter blev efter en filtrerad vattenmängd på ca 4000 bäddvolymer (BV) avskiljningsgraden för 12 indikatorämnen lägre än det i Schweiz gällande kravet på minst 80 %. Med en EBCT på ca 22 minuter underskreds kravet på minst 80 % först vid ca 20000 BV. Fortsatt filtrering till ca 75000 BV medförde att avskiljningsgraden stabiliserades på 60 – 70 %. Orsaken antogs vara biologisk aktivitet i kolfiltren så att DOC-halten minskar. Härigenom avtar konkurrensen för mikroföroreningarna om adsorptionsplatserna på kolpartiklarna.
Ett sätt att förlänga kolets livstid (öka antalet BV) innan regenerering behövs är att dosera ca 0,2 g ozon/g DOC. Lättnedbrytbart organiskt material från ozonbehandlingen kan då brytas ned biologiskt i kolfiltren. Adsorptionskapaciteten för mikroföroreningar förblir då intakt under en längre tid.
Ett sätt att parera begränsade flödestoppar är att låta ett GAK-filter med nytt eller reaktiverat kol stå stand-by. Vid behov kan det kopplas in så att den sammanlagda avskiljningsgraden för filtersteget kan hållas över 80 %. Nytt eller regenererat GAK ger vanligen en avskiljning på ca 90 % för de 12 indikatorämnena. Vid stora flödestoppar får man dock räkna med att leda vatten förbi filtreringssteget. Det gäller att normalt hålla EBCT över 20 minuter.
Erfarenheter från Glarnerland
Reningsverket Glarnerland har ett stort bidrag av industriellt processavloppsvatten. Det medför att DOC-halten i biologiskt renat avloppsvatten varierar kraftigt mellan 5 – 15 mg DOC/l. För att minska belastningen av partiklar på filterkolonnerna placerades en sil på det biologiskt renade vattnet uppströms filtren.
Den varierande DOC-halten medförde att redan vid 12000 – 15000 BV underskreds ibland 80 % reduktion vid en EBCT på 24 minuter. En höjning av EBCT till 36 minuter gav ingen påtaglig förbättring. Höga flöden vid regn och snösmältning påverkade också avskiljningen negativt.
Med EBCT på 10 – 15 minuter (som för konventionella sandfilter) blev resultatet snabbt otillfredsställande. Kapaciteten för GAK bestämdes i normalfallet till 15000 – 20000 BV. Det kan jämföras med förhållandena i Furt, där lägre DOC-halter medgav ca 25000 – 30000 BV innan regenerering behövs.
I Glarnerland undersöktes GAK från trä, brunkol och stenkol samt reaktiverade kol av dessa typer. Träbaserat kol gav i början bra avskiljning (ca 90 %) men den avtog snabbt. Adsorptionsplatserna minskade med ca 50 % på grund av kolförluster, vattenupptag i kolet och förändrad form på kolpartiklarna.
GAK från brun- och stenkol fungerade bra och reaktivering återställde goda adsorptionsegenskaper. Kolpartiklarna minskade dock i storlek genom slitage vid reaktiveringen. Tillskottet av nytt kol efter reaktiveringen låg vanligen på 10 – 20 % av volymen före reaktiveringen. Det motsvarar en dosering på 10 – 15 mg GAK/l, samma som vid användning av PAK för samma syfte.
Källa: Böhler, M. A. m fl (2022): GAK-filter fur die Spurenstoffentfernung. Aqua & Gas, nr 1/22, sid 48 – 54.
