Från Indien kommer denna litteraturgenomgång över olika våtmarkstypers förmåga att behandla vanliga komponenter i gråvatten. Framgång i avskiljningen kräver välutbildad personal.
Av: Jörgen Hanaeus
Med ökat tryck på vattenresurserna följer ett ökat intresse för återbruk av nyttjat vatten. En möjlig väg är att behandla och återföra gråvatten. En förhållandevis enkel och billig metod är då att använda anlagda våtmarker. Sådana kan utföras efter olika principer.
Här beskrivs huvuddragen för olika våtmarkslösningar liksom källorna till det gråvatten som ska behandlas och förväntad kvalitet i ett internationellt perspektiv.
Artikeln
Enligt en rapport från FN 2015 kommer den globala efterfrågan på färskvatten att öka med 55 % till år 2050. Av tillgångarna återfinns endast ca 3 % som sötvatten varav ca 2/3 är bundet till glaciärer och istäcken. Återbruk av sötvatten med god kvalitet är alltså av intresse. Våtmarker som alternativ till avloppsverk är intressant ur aspekten CO2-emissioner, som är avsevärt lägre.
Gråvatten beskrivs enklast som avloppsvatten från fastigheter exklusive toalettavlopp. Vanliga volymer är 150 L/p, d och kan utgöra mer än 50 % av avloppsvattnet från hushåll. Det rör sig alltså om vatten från tvättstugor, kök, städning, dusch, bad och tvättställ. Då det är vatten i stora volymer och med måttligt föroreningsinnehåll blir det intressant ur återbrukssynpunkt.
Utvecklade länder kan ha gråvattenvolymer kring 200 L/p,d i traditionella system, länder med vattenbrist i Afrika kan ha kring 15 L/p.d (värden från 28 länder anges). Temperaturer varierar mellan 15 och 38 ºC.
Detergenter i tvättvatten ger en höjning av pH; vanligt pH-intervall är 6-8. Turbiditeten varierar starkt, 25-619 NTU; störst bidrag från tvättstugorna. COD-värden, 25-3000 mg/L, får bidrag från disk- och tvättmedel samt matrester.
Kvävebidraget är måttligt, främst genom avsaknad av urin, men proteiner i matrester ger bidrag som har rapporterats mellan 2-36 mg N/L. Fosforhalter om 0,1-48 mg P/L har angivits. Tvätt av blöjor är en viktig källa till patogena bakterier i gråvatten. Sålunda har totalantalet coliforma bakterier uppgivits till 56 – 2,67 *107 /100 mL och antalet fekala coliforma bakterier till 0,21 – 1,23 * 105/100 mL.
Våtmarker
Anlagda våtmarker söker härma egenskaper från de naturliga våtmarkerna som är distinkta ekosystem och som temporärt eller permanent översvämmats med vatten. Biologiska, fysiska och kemiska processer är aktiva i vattenbehandlingen. Särskilt intressanta är de anlagda våtmarkerna i tropiskt eller subtropiskt klimat i utvecklingsländer. Slamhanteringen är betydligt blygsammare för våtmarker, vilket bidrar till deras låga kostnader.
Anlagda våtmarker kan klassas i fyra grupper med undergrupper:
- Nya typer. A) Gröna väggar. B) Gröna tak.
- Ytligt flöde med fri vattenyta (FWS).
- Undermarksflöde. A) Horisontellt flöde. B) Vertikalt flöde
- Flytande våtmarker.
Grupperna 2 och 3 kan dessutom kombineras i hybridvåtmarker.
FWS simulerar naturliga våtmarker tydligast och behöver förhållandevis stor markyta. Vanligen används 10-50 cm fritt vatten ovanför 30-40 cm substrat.
Botten brukar tätas; med lermaterial eller geomembran. Planterade växtslag kan vara starr (Typha spp.), kaveldun (Scirpus spp.), bladvass (Phragmites australis) och tågväxter (Juncus spp.).
Utmärkt reduktion av organiskt material och partiklar kan förväntas; god avskiljning också av kväve och patogena bakterier, något sämre för fosfor. Användningsområden är polering av verksbehandlade avlopp, jordbruksavlopp, motorvägsavrinning och, ovanligare, behandling av avfallsvatten innehållande olika kolväten.
Horisontellt undermarksflöde. Denna typ är vanlig i höginkomstländer som USA och Tyskland, troligen beroende på dess dyrare substrat. Tät botten med svag lutning, 30-100 cm substrattjocklek och vattenytan 5-10 cm under substratets överyta, alltså ingen kontakt med atmosfären. Utmärkt avskiljning av organiskt material, något sämre för närsalterna. Metoden har använts för industriavlopp, lakvatten från deponier och för förorenat grundvatten.
Vertikalt undermarksflöde (markbädd). Detta är den dyraste våtmarken. vattnet strömmar genom lager av successivt grövre material (totalt 30-180 cm) och dräneras slutligen genom perforerade rör på tät botten.
Flytande våtmarker. Här integreras våtmarken med en damm och har alltså en lägre densitet än vattnet. Den flyter, och arbetar oberoende av vattennivån. Ven-växter (Agrostis alba), Irisväxter (Iris ensata), (Carex strictavirgatum) och Vipphirser (Panicum) brukar väljas för ändamålet och det är biofilmen på rötterna som rör sig fritt under substratet och har kontakt med stor vattenyta som tar upp kväve och fosfor. Används mest för restauration av starkt eutrofa vatten.
Gröna väggar och tak. För att kunna använda våtmarksegenskaper även i urbana miljöer utvecklas växtsystem för väggar och tak, en del mest för dekorationsändamål. Årsuppföljning har visat på gott näringsupptag. Väggsystemen har långa vertikala växter, medan takväxterna normalt odlas i modulsystem med täta membran. Substrathöjden kan variera, 0,5 – 100 cm. Aktuella växter är canna liljor (Canna lilies), starr (Carex appressa), slingertry (Lonicera Japonica) och dekorativa vinrankor (Ornamental grapevine).
Slutsatser
Den relativt omfattande genomgången i artikeln innehåller även synpunkter på design och tillämpningar som inte kan få utrymme här. Således nämns problemet med frysning för anlagda våtmarker med horisontellt flöde i Skandinavien, men också att funktionen kan uppehållas rimligt även vintertid.
Källa: Uthirakrishnan, U.a), Manthapuri,V. b), Harafan, A.b), Chellam, P.V.c) & Karuppiah, T.d) (2022): The regime of constructed wetlands in greywater treatment. Water Science & Technology Vol 85, No 11, pp 3169-3183.
Department of Biotechnology, Karpaga Vinyaga College of Engineering and Technology, Chengalpattu, Tamil Nadu 603 308, India.
Environmental & Water Resources Engineering, Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology, Madras Chennai, TN 600 036, India.
Department of Biotechnology, National Institute of Technology, Adrapradesh, Tadepalliguden, Andra Pradesh, India.
Department of Civil Engineering, Vel Tech Rangarajan Dr. Sagunthala R&D Institute of Science and Technology, Avadi, Tamil Nadu 600 062, India.
Kontakt: dr.ushaniu [a] gmail.com
