Rensningsanlæg

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Et af landets største og nyeste rensningsanlæg Mariagerfjord Rensningsanlæg i Hadsund, Nordjylland.
Rensningsanlæg i Castellar del Vallès i Spanien

Rensningsanlæg (eller renseanlæg) renser spildevand fra industri og husholdning. Spildevandet indeholder affaldsstoffer, giftstoffer, kemikalier m.m., som kan forurene vandmiljøet. I Danmark renses spildevandet både mekanisk, biologisk og kemisk på langt de fleste rensningsanlæg.[1] Mekanisk rensning er en grov rensning af vandet gennem en rist, hvor større partikler og faste ting fjernes. Det værste slam og sand fjernes ved bundfældning. Ved biologisk rensning fjernes organisk stof samt ammonium og nitrat. Kemisk rensning foregår ved tilsætning af et eller flere kemiske stoffer, som fjerner tungmetaller og uorganiske stoffer, bl.a. fosfat.[2]

Spildevandsrensning – Historisk[redigér | redigér wikikode]

Det er ikke mere end få årtier siden, at spildevand blev ledt ud i søer og vandløb.[3] Allerede i 1600-tallet begyndte man i de større byer at bygge afløbskanaler, som ledte vandet ud i nærmeste recipient, dog ledtes spildevandet stadig direkte ud på gaden de fleste steder. I løbet af 1800-tallet erfarede man de voldsomme sygdomsepidemier og det store sundhedsmæssige problem som var opstået pga. den manglende hygiejne. Som følge af dette blev der igangsat omfattende kloakeringer i de fleste storbyer i Europa for at beskytte borgerne mod sygdomme.[4] I samme periode blev vandklosettet opfundet, hvilket medførte et øget behov for bortledning af spildevand. Den øgede befolkningstilvækst og den stigende industrialisering skabte også et stigende behov for kloakker, da mængden af spildevand og den manglende hygiejne steg. Med denne kloakering reducerede man sundhedsfarer og lugtgener for borgerne i byen, men den egentlige rensning af spildevandet var stadig et problem. Det var ikke kun søer og vandløb, der viste tegn på plantetilvækst og eutrofiering, også i fjorde og indre farvande kunne man tydeligt se påvirkningen af forureningen. Specielt erhvervsfiskere og fritidsfiskere kunne mærke problemet.[5] Man arbejdede stadig på udviklingen af forskellige rensemetoder, men viden på dette område var begrænset.[6]

Spildevandscenter Avedøre: Forrest lager for biogas, bagved ægformede rådnetanke og til højre anlæg til forbrænding af udrådnet slam

I slutningen af 1800-tallet skete der noget, man begyndte i Danmark at benytte sig af bundfældningstanke til rensning af spildevand, de såkaldte septiktanke. Senere blev de første renseanlæg bygget i Danmark, og i 1948 blev det første egentlige mekaniske rensningsanlæg opført. Dette blev hurtigt udvidet med biologisk og delvist kemisk rensning af spildevandet. I 1960’erne blev alle de mindre bysamfund pålagt at lede deres spildevand til det kommunale rensningsanlæg.[7] Frem til ca. 1970 blev de fleste renseanlæg designet med fælles krav til rensningen dvs. uden at tage hensyn til det aktuelle vandområdes tilstand, selvrensningsevne mv.[8]

Med Vandmiljøhandlingsplanen, vedtaget af Folketinget i 1987, blev der stillet krav om fjernelse af næringssalte fra spildevandet. På baggrund af dette blev der de senere år lavet flere omfattende ombygninger og modernisering af rensningsanlæg landet over, så anlæggene nu fik et biologisk skærvefilter, der fjernede organisk stof. Desuden blev anlæggene udvidet til at fjerne kvælstof og fosfor.[9]

I de seneste år har spildevandets påvirkning på miljøet været afgørende for håndteringen af spildevandet, og i dag fastlægges der en række krav til afløbssystem og spildevand i de enkelte samfund. Kravene varieres dog i forhold til klima, beliggenhed, typer af bebyggelse mv.[10]

I dag er ca. 90 % af Danmarks ejendomme kloakeret, og Danmark har lidt over 1400 renseanlæg som i det daglige sørger for at rense spildevandet fra husholdninger, virksomheder og institutioner.[11] Rensningsanlæg (eller renseanlæg) renser spildevand fra industri og husholdning. Spildevandet indeholder affaldsstoffer, giftstoffer, kemikalier m.m., som kan forurene vandmiljøet. I Danmark renses spildevandet både mekanisk, biologisk og kemisk på langt de fleste rensningsanlæg.[1] Mekanisk rensning er en grov rensning af vandet gennem en rist, hvor større partikler og faste ting fjernes. Det værste slam og sand fjernes ved bundfældning. Ved biologisk rensning fjernes organisk stof samt ammonium og nitrat. Kemisk rensning foregår ved tilsætning af et eller flere kemiske stoffer, som fjerner tungmetaller og uorganiske stoffer, bl.a. fosfat.[2]

Spildevand[redigér | redigér wikikode]

Det er renseanlæggets funktion at fjerne de affaldsstoffer, som findes i spildevandet, inden det ledes ud i recipienten. Spildevandet på rensningsanlægget stammer fra byernes husholdninger og industrier samt regnvand. Spildevandet fra almindelig husholdning stammer f.eks. fra tøjvask, rengøring, toilettet m.m. Dette spildevand indeholder et højt indhold af næringssalte (specielt kvælstof og fosfor) samt organisk stof og kemikalier. Ligeledes indeholder spildevandet fra industrien også disse stoffer dog i en meget højere koncentration. Spildevand i form af regnvand indeholder, som regel sand, olie, grene, blade osv.[12]

Der er flere grunde til at spildevandet renses inden det ledes ud i recipienten. Spildevand indeholder bl.a. et højt indhold af næringsstofferne kvælstof og fosfor. Overdreven udledning af næringsstoffer til miljøet kan føre til eutrofiering. Eutrofiering i søer fører til stor plante- og algevækst. Når de dør, nedbrydes de, og der vil opstå iltsvind i søen, som bevirker at fisk og alt bundlivet vil forsvinde. Ligeledes vil havet og fjorde få en grim lugt og farve pga. forureningen. Derfor er det vigtigt at fjerne fosfor fra spildevandet inden det ledes ud i naturen. Nedsivende forurening fra spildevand vil på sigt påvirke vores grundvandsressourcer, hvilket vi også helst vil undgå.[13]

Renseanlæg og rensemetoder[redigér | redigér wikikode]

Oversigt over de typiske processer i et stort rensningsanlæg
ESQUEMPEQUE.jpg


Mekanisk rensning[redigér | redigér wikikode]

En tom bundfældningstank i rensningsanlægget i Merchtem, Belgien.

Det første trin i rensningsprocessen er den mekaniske rensning. Her frasorteres faste genstande og andre unedbrydelige partikler større end 3 mm igennem en rist. De frasorterede ting (såkaldt ristegods), som eksempelvis klude, bind, vatpinde m.m. opsamles i en container og køres væk til forbrænding. Herefter føres vandet videre gennem et sandfang, hvor uorganisk materiale, som sand og grus bundfældes.[14] Fra sandfanget føres spildevandet videre til en stor bundfældningstank (primærtanken som består af to forklaringstanke), hvori vandet iltes, så slam og lignende tunge partikler bundfældes. En mekanisk skraber kører hen over bunden og leder slammet ind mod midten, hvorfra det pumpes over i biogas-anlægget.[15] Vandet holdes nu i ro, så fedtpartiklerne lægger sig på vandoverfalden og kan skrabes væk. Det opsamlede fedt udnyttes i rensningsanlæggets rådnetanke, hvor det omsættes ved hjælp af bakterier, der producerer metangas. Den mekaniske rensning er nu slut, og spildevandet kan påbegynde den biologiske rensning.[16]

Ristetyper[redigér | redigér wikikode]

Der findes forskellige ristetyper, som benyttes til at tilbageholde diverse genstande i spildevandet. En grovrist kan bestå af et antal ristestænger med en afstand på 40-100mm mellem ristestængerne. Risten anbringes på højkant med en vinkel på 30-45°. Her tilbageholdes grove forureninger som cykelstel og gamle barnevogne. Ligeså sorteres mindre partikler igennem finriste med en afstand på 10-25mm mellem ristestængerne. Finristen anbringes ofte på en vinkel omkring 75°.[17]

Sandfang[redigér | redigér wikikode]

Sandfanget har til opgave at udskille sand, grus, jord og lignende, så dette ikke slider rensningsmaskiner og ophobes i rør og tanke. Spildevandet ledes ind på langs af sandfanget, og ved at blæse luft ind i bunden af tanken sættes vandet i en spiralformet bevægelse med en bestemt hastighed, således kun de større partikler synker til bunds.[18]

Fedtfang[redigér | redigér wikikode]

Spildevandet ledes langsomt igennem fedtfanget, hvor olie og fedt, pga. dets lavere massefylde end vand, stiger til vandoverfladen, hvorfra skummet skrabes af. Indblæsning af luft i fedtfanget forøger fedtpartiklernes hastighed mod overfladen, derfor bliver sandfanget ofte kombineret med et fedtfang.[19]

Bundfældning[redigér | redigér wikikode]

Princippet i en septik tank

Bundfældning af slam sker i en bundfældningstank, hvor vandet bevæger sig så langsomt igennem tanken at opholdstiden bliver 1-2 timer. Disse tanke kan være forskelligt designet fra rensningsanlæg til rensningsanlæg. Bundfældningen kan f.eks. ske i en septiktank eller en emscherbrønd. I dag benyttes septiktanken ikke ret meget, da den ikke er særlig praktisk. Ulempen ved tanken er, at det friskt tilkommende spildevand forurenes med gæringsprodukterne fra det aflejrede slam. Dog er mængden af det organiske stof blevet reduceret, men gæringen efterlader tanken i en både iltfattig og ildelugtende tilstand. Denne ulempe undgås ved emscherbrønden, som består af to etager. Foroven løber det gennemstrømmende vand, mens det udskilte bundfald synker gennem slidser til den nederste del, hvor slamgæringen foregår. En anden bundfældningstank er Dortmundtanken. I denne tank ledes spildevandet ind i midten af tanken, hvor det tvinges ned ad et centralt rør, hvorfra det langsom begiver sig mod overløbskanten. På grund af den kegleformede tank, vil slammet samles i bunden af keglen, hvorfra slammet aftappes. Derfor skal slammet fjernes hyppigt for undgå anaerob gæring. Flydeslammet skabes i toppen væk af en mekanisk skaber.[17]

Biologisk rensning[redigér | redigér wikikode]

Den biologiske rensning foregår i luftningstankene.[20] Her bliver den resterende del af den organiske forurening fjernet. Mængden af næringssaltene kvælstof og fosfor bliver også reduceret, så det undgås at saltene forårsager eutrofiering og kraftig algevækst i de vandløb og søer, hvor det rensede spildevand bliver ledt ud. Dette sker ved anvendelse af aktivt slam som indeholder forskellige mikroorganismer.[21]

Ved den biologiske rensning behandles vandet i et eller flere biologiske filtre bestående af ca. 3 m tykt lag stenskærver, hvor vandet risler igennem. På skærvernes overflade sidder enorme mængder levende bakterier og andre mikroorganismer, der via respirationsprocessen nedbryder vandets indhold af organiske stoffer:

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + E

Fra de biologiske filtre ledes vandet videre til et aktiveret slamanlæg bestående af en procestank og to til tre efterklaringstanke.[22] I procestanken tilføres der ilt ved hjælp af store roterende propeller, og under de aerobe forhold vil det aktive slam starte en nitrifikation, hvor nitrificerende bakterier i det aktive slam omdanner ammonium i spildevandet først til nitrit af Nitrosomonas bakterien og derefter til nitrat af Nitribacter bakterien.

Under anaerobe forhold vil denitrificerende bakterier i det aktive slam nu starte en denitrifikationsproces (anoxisk proces), hvor nitrat omsættes til frit kvælstof.[23] Spildevandet og det aktive slam føres nu over i efterklaringstankene (sekundærbundfældningstanke), hvor det aktive slam bundfældes og dermed kan pumpes væk fra vandet og bruges som gødning på marker efter en centrifugering eller pumpes tilbage til det aktive slamanlæg.[24]


Fosfor fjernes enten ved fældning med jern- eller aluminiumssalte eller ved biologisk fosforfjernelse. Den biologiske proces til fjernelse af fosfor er den billigste, nemmeste og bedste, men også den nyeste, så bruges derfor ikke på ældre rensningsanlæg.[25]

Polyfosfat-akkumulerende bakterier (PAO)[redigér | redigér wikikode]

Ved biologiske fosforfjernelse benytter man sig af en helt speciel bakterie kaldet aktinobakterier (tidligere aktinomyceter), en såkaldt PAO. Denne bakterie kan under bestemte forhold opsamle fosfat i sig, og dermed fjerne det fra spildevandet. Under aerob i procestanken opsamler disse bakterier store mængder fosfat som under energiforbrug kobles sammen polyfosfat, som lagres i cellerne. Når disse bakterier efterfølgende fjernes fra spildevandet, som biologisk slam, fjernes der samtidig fosfor.[26]

Biologiske filtre[redigér | redigér wikikode]

Biofiltersystem til rensning af spildevand.[27]

I de biologiske filtre er mikroorganismerne fastsiddende på filtermaterialerne. Biologiske filtre kan have flere udformninger:[28]


1. Traditionelt slaggefilter.

2. Filtre med "slagge" af kunststof.

3. Filtre, hvor det er "slagger", der bevæger sig, biotromler eller roterende biofiltre.

Aktivslam anlæg[redigér | redigér wikikode]

Ved aktivslam anlæg findes mikroorganismerne opslæmmet i vandfasen. Spildevandet føres igennem en stor tank med meget omrøring, for at få tiltrækkelig ilttilførsel, så mikroorganismerne kan leve og formere sig. Efter aktiv-slam anlægget ledes spildevandet til en efterklaringstank, hvor det aktive slam bundfældes. En del af slammet føres tilbage til luftningstanken og blandes med tilløbsvandet. Overskudsslammet føres til renseanlæggets slambehandlingsdel.[29]

Mikroorganismerne i aktivt-slam er:

Kemisk rensning[redigér | redigér wikikode]

Ved kemisk rensning tilsætter man spildevandet et eller flere kemiske stoffer, f.eks. jern eller aluminiumforbindelser. Derved startes en kemisk fældningsreaktion, som danner et tungopløseligt stof, der binder sig til det resterende slam, som bundfældes, i vandet.[30]

Oftest er det fosfor man ønsker at fjerne i den kemiske rensning. Fosfor findes i små mængder i organiske stoffer da det findes i bl.a. DNA. Dog kommer det meste fosfor fra industriproduktion, bl.a. tilsatte man tidligere fosfater som blødgøringsmiddel i vaskepulver, dette er dog blevet forbudt i dag. Fosfor fjernes enten med fældning med jern- eller aluminiumssalte eller ved biologisk fosforfjernelse. Den biologiske proces til fjernelse af fosfor er den billigste, nemmeste og bedste, men også den nyeste, så bruges derfor ikke på ældre rensningsanlæg.

Fosfat danner tungtopløselige forbindelser med de fleste metalioner, derfor fjerner man fosfat ved at tilsætte jern(III)chlorid til spildevandets indløb til forklaringstanken. Herved fælder fosfat ud som jern(III)fosfat, som bindes til slammet. Det aktive slam adskilles fra det rensede spildevand i sekundære klaringstanke, hvor slammet bundfælder og returneres til luftningstankene.[31]

Fe3+ + PO43- → FePO4

Kemisk fældning[redigér | redigér wikikode]

Fældningen kan foregå forskellige steder i renseanlægget afhængig af hvilken fældning, der er tale om. Hvis kemikalierne tilsættes et mekanisk-biologisk rensningsanlæg foran det biologiske trin, kaldes metoden for forfældning. Ved forfældning aflastes det biologiske trin, og man opnår en besparelse på kemikalier.

Forfældningsmetoder giver store slammængder, hvilket kan give problemer i næringsbalancen i de efterfølgende trin. Hvis kemikalierne derimod tilsættes i luftningstankene eller umiddelbart foran aktivslam-anlægget, således fældningen foregår samtidig med den biologiske proces, kaldes det en simultanfældning. På grund af den effektive omrøring i tankene er udnyttelse af kemikalier god. Ligesom forfældning kan simultanfældning også indpasses i et eksisterende anlæg. Simultanfældning giver slammet gode bundfældningsegenskaber og en meget lille forøgelse af slammængderne.

Hvis fældningen foregår efter den biologiske rensning, kaldes det efterfældning. Ved efterfældning anvender man ofte flotation som sidste trin, i stedet for en bundfældningstank.[32]

Efterklaring[redigér | redigér wikikode]

I efterklaringstankene bundfældes de sidste små slampartikler. Dette sker ved en efterpolering, hvor spildevandet ledes igennem et sandfilter, hvor de resterende partikler tilbageholdes. Størstedelen af slammet føres til rådnetanken, mens en del føres tilbage til de biologiske luftningstanke, hvor de skal bruges som aktivt slam dvs. nedbryde endnu mere organisk stof og næringsstoffer. Før vandet er helt renset for fremmede stoffer, der kan skade miljøet og mennesker, skal vandet ledes igennem en UV-desinfektion. Her bliver vandet ledt ind imellem UV-metalhalogen lamper, der udsender ultraviolet lys, som dræber alle bakterier. Det fjerner samtidigt hormonforstyrrende stoffer, herunder de østrogenlignende stoffer, som er stærk mistænk for at påvirke fisk. Til slut iltes vandet, inden det sendes ud i naturen. Desuden tages der prøver af vandet, for at se om vandet er rent nok til at lede ud i naturen.[33]

Rodzoneanlæg[redigér | redigér wikikode]

Rodzoneanlæg er et lavteknologisk anlæg til rensning af spildevand. Oftest er rodzoneanlægget efterfulgt af et bundfældningsanlæg. I et rodzoneanlæg renses spildevandet ved at sive igennem et vandret anlæg med sand, grus og beplantning som f.eks. tagrør, dunhammer m.m. Nogle stoffer i vandet bindes til sand og grus, samtidig med jordens mikroorganismer nedbryder en del organisk stof i spildevandet.[34]

Slambehandling[redigér | redigér wikikode]

Under renseprocessen udskilles der to forskellige slags slam, det primære slam fra den mekaniske rensning og det biologiske slam. Det biologiske slam genbruges som aktivt slam, mens det primære slam bliver ført over i store rådne tanke, hvor det nedbrydes samtidig med der dannes biogas (metangas og kuldioxid). Det resterende slam fra rådnetankene bliver afvandet i centrifuger til det er tørt, hvorefter det brændes. Behandlingen af slammet, inden det bliver genanvendt eller deponeret til askedepot, er meget vigtig, da det indeholder en række miljøbelastende stoffer.[35]

Energiudnyttelse[redigér | redigér wikikode]

Biogassen, som produceres i rådnetankene, opsamles i en gasbeholder og bruges til at skabe el og varme på renseanlægget. Overskudsvarmen, fra forbrænding af slam, genanvendes ligeledes til opvarmning af rådnetank og fjernvarme til borgerne i den nærtliggende by.[35]

Se også[redigér | redigér wikikode]

Kilder[redigér | redigér wikikode]

  1. http://www2.mst.dk/blst_databaser/mstmiljoedata/renseanlaeg/renseanlaeg.htm. Hentet 14. april 2011.
  2. http://www.miljoerejsen.dk/wm142741. Hentet 14. april 2011.
  3. http://www.vandetsvej.dk/Udledning-46.aspx. Hentet 19. april 2011.
  4. http://www.kloakviden.dk/historisk_oversigt.htm. Hentet 19. april 2011.
  5. PDF: Spildevand – anvendelse af renseprincipper. Hentet 19. april 2011.
  6. http://ibog.teknologihistorie.systime.dk/index.php?id=271. Hentet 19. april 2011.
  7. http://www.vestforsyning.dk/Default.aspx?ID=2012&Printerfriendly=1. Hentet 19. april 2011.
  8. http://www.mim.dk/NR/rdonlyres/9A4E3DD9-8A3E-4271-8FC1-B836300A4290/0/Notat1BFysiskverdenspildevand051010.pdf. Hentet 19. april 2011.
  9. http://ura.horsholm.dk/Historie/Omusserodrenseanlaeg.htm. Hentet 19. april 2011.
  10. http://www.atv.dk/uploads/1214948004C125-Aflobsrapporten.pdf. Hentet 19. april 2011.
  11. http://www2.mst.dk/blst_databaser/mstmiljoedata/renseanlaeg/renseanlaeg.htm. Hentet 19. april 2011.
  12. http://www.biokube.dk/Husejer/Hvorfor_skal_spildevand_renses%7Bq%7D.aspx. Hentet 21. april 2011.
  13. http://www.frederikssund.dk/content/dk/omrader/teknik_miljo/miljo/spildevand. Hentet 21. april 2011.
  14. http://www.vandetsvej.dk/Mekanisk-rensning-51.aspx. Hentet 20. april 2011.
  15. http://www.isker.dk/Proces/MekaniskRens.html. Hentet 20. april 2011.
  16. http://ura.horsholm.dk/Renseanlaegget/Primaerrensning/Primaerslam.htm. Hentet 20. april 2011.
  17. 17,0 17,1 PDF: Spildevand – anvendelse af renseprincipper. Hentet 22. april 2011.
  18. http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:Ex96YWGys40J:www.kloakviden.dk/Brugervenligt%2520kopi/downloadarkiv/Sandfang.doc+sandfang&hl=da&gl=dk&pid=bl&srcid=ADGEEShTOyPFW_u5k21wIyaqHZR9P8IkemBVQwJUvbDMVlk_sQD2uL10DjGY-YiQqn_TbSAhiu4JsNLbo9pTpfcqGjsA7RT5sVMPZ8Qd-AvC5qBzhvpd1ovlyAK2ZsWQZbSPMGwIDiRl&sig=AHIEtbTWVscTTiM7PO206LZKHdMBm6_TVg. Hentet 22. april 2011.
  19. http://www.laer-it.dk/fag/bio/eks/biotekn/sand.htm. Hentet 22. april 2011.
  20. http://www.vandetsvej.dk/Biologisk-rensning-52.aspx. Hentet 20. april 2011.
  21. http://ura.horsholm.dk/Renseanlaegget/Biologiskrensning/Biologiprincip.htm. Hentet 20. april 2011.
  22. http://greveforsyning.dk/for_borgere/spildevand/afloebssystem_og_renseanlaeg/renseanlaeg/drift.html. Hentet 20. april 2011.
  23. http://ura.horsholm.dk/Renseanlaegget/Biologiskrensning/Kvaelstof.htm. Hentet 20. april 2011.
  24. http://www.wolsing.dk/biologi/opslag/s/spildevandsrensning.html. Hentet 20. april 2011.
  25. http://en.wikipedia.org/wiki/Sewage_treatment. Hentet 20. april 2011.
  26. Bent Rasmussen: Natursyn 2001, s. 138-139. Hentet 22. april 2011.
  27. Beychok, Milton R. (1967). Aqueous Wastes from Petroleum and Petrochemical Plants (1st Edition udg.). John Wiley & Sons Ltd. LCCN 67019834. 
  28. PDF: Spildevand – anvendelse af renseprincipper. Hentet 23. april 2011.
  29. http://www.denstoredanske.dk/Natur_og_milj%C3%B8/Milj%C3%B8_og_forurening/Vandmilj%C3%B8,_spildevand_og_olieforurening/aktiv_slamanl%C3%A6g. Hentet 23. april 2011.
  30. http://www.globalemiljoe.dk/flash/rensning/default.htm. Hentet 21. april 2011.
  31. Bent Rasmussen: Natursyn 2001, s. 138-139. Hentet 21. april 2011.
  32. http://www2.dmu.dk/1_om_DMU/2_akt-proj/ordspec.asp?ID=1301. Hentet 23. april 2011.
  33. http://www.herningvand.dk/efterklaring. Hentet 24. april 2011.
  34. http://www.orbicon.dk/Publikationer.589.aspx?recordid589=177. Hentet 24. april 2011.
  35. 35,0 35,1 http://www.lyn-is.dk/Milj%C3%B8/Slambehandling.aspx. Hentet 24. april 2011.
Wiktionary-logo.svg Se Wiktionarys definition på ordet: