Dimensionering av vassbäddar för slamavvattning har visat sig vara problematisk. Enrica Ugetti har i sitt doktorsarbete tagit hjälp av tre medarbetare vid den miljötekniska institutionen, Tekniska universitetet i Katalonien, Barcelona för att sammanställa erfarenheter från drift av 75 sådana bäddar.
Av: Jörgen Hanaeus
Målet med denna review-artikel är att ge en lägesbeskrivning av kunskapen om vassbäddar för slamavvattning år 2010. Bäddstorlekar för 400-125 000 pe har konstruerats, de största i Danmark, men sammanställningen inkluderar även Spanien, Polen och Italien. Främst mindre storlekar, < 1000m2. Parametrar som uppmärksammas är belastning (kg TS/m2, år), belastningscykel och utformning i höjd inkl olika partikellager. Vidare presenteras resultaten som TS-förändring för olika ingående slamtyper, förändringar i organiskt innehåll, tungmetallinnehåll (6 st) och N- och P-innehåll i färdig produkt. Jämförelse görs, för dessa parametrar, med slam som avvattnats i centrifug eller komposterats.
Bäddarna
Slamtorkbäddar med vassväxter inordnas under rubriken våtmarker för avloppsbehandling (Treatment Wetlands, TW). Författarna konstaterar avsaknad av standard för dimensionering och utformning.
Bäddarna är i stort byggda som grunda dammar med bottenlager av mineralpartiklar i olika skikt, totalt 0,3-0,6m. Skikten är sten, ca 5 cm diameter, som har till uppgift att skydda de dräneringsrör som ligger på botten och transporterar slammets dränvatten; ofta sker återföring till a-verket. Vanlig dränvattenkvalitet för sekundära slam är ca 100 mg/l COD, 7-25 mg/l PO4-P, < 10 mg/l TKN (Kjeldahl-kväve) men med tidvis höga nitrathalter där siffror som 280 och 2500 mg/l NO3-N nämns. Dräneringsledningarna tjänstgör även som en ingång för luftsyre till rotsystemen i vassbädden. Mekanisk förstärkning av denna luftström nämns (ref), men konceptet utvecklas inte vidare.
Ovanför stenlagret (15-20cm) finns 20-30cm grus och 10-15cm sand. Måttliga variationer i dessa värden verkar inte ha påverkat driftsresultatet. Ovanför detta filter reserveras ca 1,5m i höjd för slamtillförsel. Normalt lämnas 20cm till omgivande vallars överkant.
Kring 10cm/år lastas på under en period av 10 år, varefter tömning sker. Belastningsmönstret varierar, men kort belastningsperiod och lång viloperiod föredras. Cykler om 3dagar (last) + 3 veckor (vila) till 1 vecka (last) + 2 månader (vila) förekommer; stora variationer, alltså. Vanlig belastning är 50-60 kgTS/m2, år. För färskt slam (<20d) och fettrikt slam bör det lägre värdet användas.
Försök har gjorts att ersätta sandlagret med ett lager kompost av samma höjd. Detta gynnade vasstillväxten, men filterfunktionen (hydraulisk) försämrades. Avvattningen blev av ungefär samma storlek, så vidare försök kan motiveras.
Startåret bör lägre belastning (oklart vilken) tillämpas för att vassväxterna ska få möjlighet att etablera sig och växa till. De vanligaste växtslagen är bladvass (P. Australis) och kaveldun; den senare uppskattad för snabb initial tillväxt.
Vassväxterna bidrar främst med sin evapotranspiration som givetvis är starkt klimatberoende. En undersökning (ref) visar 4-12 mm/dygn i ett pilotskaleförsök. Växterna för också ner syre till sina rotsystem. Växtstammarnas rörelse i vinden bidrar till att den torkande slamytan spricker, vilket förbättrar dräneringen.
Refererade växtdensiteter är 4-10 rhizomer/m2.
Resultat
Avvattning är huvudsyftet med vassbäddarna, men de åstadkommer även en god nedbrytning av organiskt material i slammet.
Den initiala TS-halten har givetvis stor betydelse för torkresultatet. Riktigt våta (aktiv-) slam med TS knappt 1% har givit en slutprodukt av ca 20% TS medan slam med ingångs-TS om 3-4% uppnått 30%.
Det organiska innehållet varierar en hel del, men en minskning med ca 25% är vanlig; från ca 55% till ca 40% av TS-innehållet och angivet som % VS (Volatile Solids) eller % GF (Glödförlust).
Fosforinnehållet (Tot-P) efter vassbäddarna uppgick till 0,08% av TS. Motsvarande värde efter centrifugering var 1,84% och efter kompostering 2,3%. Kvävesiffrorna (Kjeldahl) var efter vassbäddarna 2,6-3,4% av TS; för centrifugerat slam 6,4% och för komposterat slam 2,5%. Vassväxterna ser ut att ta upp en god del fosfor och kväve.
Vassen förefaller alltså ta upp metaller. Tungmetallupptaget i bladvass rapporterades dock lågt vid en jämförelse med vanliga Salixarter.
Beträffande indikatorbakterier för fekal förorening finns en studie av slamavskiljarslam med prov efter 8 månaders torktid där patogen Salmonella bedömdes helt inaktiverad och att innehållet av E Coli hade minskat påtagligt. En annan studie visade i slam som lagts på för 1-4 månader sedan innehåll av Salmonella < 2 MPN/100g, av Enterococci < 10 CFU/g och av E Coli < 200 MPN/100g. Man drog där också slutsatsen att underliggande, tidigare utlagt slam inte rekontaminerades av påföljande utläggning.
Slutsatser
Slamtorkbäddar är i Sverige sannolikt mest intressanta för mindre samhällen av åtminstone två skäl. Det ena är förstås att relativt stor yta/pe åtgår; det andra är att ur det organiska materialet från större slamvolymer borde metan utvinnas i stället för att luftas ut från torkbäddar.
För det mindre samhället är dock tekniken intressant. Billig teknik med låg energiåtgång. En slamdammsmenu av vasstorkbädd, torkbädd och frysbädd finns tillgänglig och det verkar rimligt att ordningen i Sverige är från söder till norr. Växternas bidrag i torkbädden är även reduktionen av organiskt material, vilket bör minska risken för luktproblem. Den torkade slamprodukten har potential för någon form av odling.
Frysproblematiken finns inte analyserad i artikeln, vilket kanske inte förvånar med tanke på att författarna finns i Barcelona. En etablering i (södra) Sverige blir känsligare ur odlingssynpunkt och VA-projektören bör ha växtodlingskompetens med i arbetet.
Källa: Uggetti, E., Ferrer, I., Llorens, E. & Garcia, J. Sludge treatment wetlands: A review on the state of the art. Bioresource Technology 101 (2010) 2905-2912. Artikeln har ca 50 referenser.
Artikeln i Bioresource Technology finns att köpa här.
Författarna: Environmental Engineering Division, Technical University of Catalonia, Barcelona. Korrespondens: enrica.uggetti@upc.edu
