Denne artikkelen er produsert og finansiert av De regionale forskningsfondene - les mer.
Et membranfilter kan fjerne rundt 90 prosent av fosfor og organiske stoffer fra avløpsvann. Det er mer enn de fleste renseanlegg klarer med andre metoder.(Illustrasjonsfoto: Colourbox)
Ny metode renser kloakken – og fjerner også mikroplast
Solide membraner med ørsmå hull renser kloakk og avløpsvann effektivt.
Den britiske statsmannen Winston Churchill skal ha omtalt det moderne kloakk- og avløpssystemet som en av menneskehetens største suksesser.
I enden av et slik system finner vi som regel et renseanlegg. Det skal fjerne skadelige stoffer fra avløpsvannet før det finner veien ut i elvene, fjordene og havet.
I denne enden av systemet kan altså membranfiltrering være en effektiv rensemetode.
En membran er en delvis gjennomtrengelig hinne som slipper væske igjennom, men stenger veien for partikler. Som stoffet i en nylonstrømpebukse, bare tettere, kraftigere og med veldig mye mindre porer.
Hvor effektivt en membran filtrerer, kommer blant annet an på størrelsen på hullene. I dette tilfellet er de virkelig små: 0,2 mikrometer – tilsvarende 0,002 millimeter – i diameter.
Deler av pilotrenseanlegget i Fredrikstad. I forgrunnen et sandfang, der tyngre partikler avsettes før selve renseprosessen. Trommelsilen er den «brødboksformede» innretningen oppe til høyre.(Foto: Frevar)
Må fjerne fosfor og organisk materiale
Forsøkene med membranfiltrering av avløpsvann er gjort med støtte fra Oslofjordfondet ved det kommunale foretaket Frevar i Fredrikstad. Der renses blant annet kloakk fra 80 000 innbyggere i Hvaler og Fredrikstad. Etterpå havner avløpsvannet i Glomma og Oslofjorden.
Målet med rensingen er først og fremst å fjerne fosfor og organisk materiale. Dette er stoffer som kan gi uønsket algeoppblomstring og gjør fjordbunnen mindre oksygenrik, slik at viktige arter som utgjør basisen i økosystemet, trives dårlig.
Mange renseanleggene i Norge er pålagt å fjerne minst 90 prosent av fosforet og minst 75 prosent av de organiske stoffene.
Noen anlegg har allerede krav om 95 prosent rensing av fosfor, og det forventes at kravene blir strengere fremover for alle.
Raymond Jørgensen er fagansvarlig for avløp og biogass ved Frevar.(Foto: Privat)
Vil forenkle renseprosessen
Raymond Jørgensen, som er fagansvarlig for avløp og biogass ved Frevar, forteller at det vanlige i dag er at rensingen skjer i to trinn.
– Du har et kjemisk trinn, der det typisk tilføres kjemikalier som binder fosfor og en del organiske stoffer. Det dannes små klumper som avsettes i bunnen av renseanlegget og dermed ikke finner veien ut i naturen, forklarer han.
Deretter kommer vanligvis et biologisk rensetrinn der avløpsvannet ledes ut i et basseng med bakterier. Det som for oss fremstår som dritt, er nemlig en real gourmetmiddag for disse mikroorganismene. De spiser rett og slett opp mange av de organiske stoffene.
Frevar har nå forsøkt å forenkle denne renseprosessen ved bruk av direkte membranfiltrering.
Koblet minianlegg rett på inntaket
– Vi laget et minianlegg og koblet det på en sidestrøm direkte fra innløpet til renseanlegget. Avløpsvannet gikk gjennom en standard forbehandling der vi blant annet brukte en såkalt trommelsil. Den grovfiltrerte avløpsvannet slik at tyngre partikler ble skilt ut. Deretter gjorde membranfilteret resten av jobben, sier Jørgensen.
Og den jobben gjorde membranen godt. Den fjernet langt over 90 prosent av både fosforet og de organiske stoffene, og fungerte dermed bedre enn de metodene de fleste renseanleggene bruker.
Annonse
– Den filtrerte dessuten effektivt bort mikroplast. Det er ikke krav om rensning av mikroplast i dag, men jeg tror vi må regne med at det kommer, sier Jørgensen.
Slike membranfilter renset kloakken effektivt under forsøk ved renseanlegget Frevar i Fredrikstad.(Foto: Frevar)
Kan passe for flere anlegg
Forskningsprosjektet ble ledet av Erik Johannessen fra forskningsselskapet Aquateam Cowi. Han betrakter resultatene av membranfiltreringen som gode, og tror dette er en metode som kan være aktuell for flere renseanlegg i Norge.
– Hvilke anlegg det passer for, er litt avhengig av blandingsforholdet mellom løst organisk stoff og organisk stoff i partikkelform i avløpsvannet. Dersom det kommer mye avløpsvann fra industrien inn i ledningsnettet, betyr det ofte mye løst stoff. Da er nok membranfiltrering mindre egnet, sier Johannessen.
Forskeren mener uansett at en del statsforvaltere i Norge (tidligere fylkesmenn) har vært litt kjappe på avtrekkeren når de har satt likhetstegn mellom rensing av organiske stoffer – såkalt sekundærrensing – og biologisk rensing.
– Denne forskningen viser at det er mulig å ta i bruk andre metoder enn de biologiske for å fjerne organiske stoffer, sier han.
Erik Johannessen er forsker hos Aquateam Cowi og ledet forskningsprosjektet Direkte membranfiltrering.(Foto: Aquateam Cowi)
Mild vinter spilte forskerne et puss
Avløpsvannet i Norge er både tynnere og kaldere enn i mange andre land. Det skyldes blant annet at hos oss løper kloakk, avløp fra industrien og overvann etter regnskyll sammen i felles ledningsnett.
Temperaturen påvirker hvor seigtflytende avløpsvannet er, og det er antatt at membranfiltrering fungerer dårligere ved lavere temperaturer. Hvor mye dårligere klarte ikke forskerne å finne ut av i denne studien.
– Dette fikk vi dessverre ikke så klare svar på som vi hadde håpet, for forsøkene falt sammen med en av de mildeste vintrene på lenge, forteller Erik Johannessen.
Energirikt slam gir mer biogass
For Frevar kan membranfiltrering være en mulighet til å slå to fluer i en smekk.
Annonse
– I tillegg til at membranfiltrering var effektivt, var slammet som lå igjen etter rensingen, mer energirikt enn før. For oss er det en god nyhet, for vi produserer biogass av slammet. Jo mer energi det inneholder, jo mer biogass blir det, sier Raymond Jørgensen.
Referanse:
Tobias Hey mfl.: Direct membrane filtration of municipal waste water in Norway. NORDIWA – Nordic Waste Water Conference 2019, Lund University Publications, 2019. (Sammendrag)
