IP06 - Desinfektion af kloakoverløb (DesiCSO)


Formål
Formål med projektet DesiCSO har været at udrede om der findes et eller flere kemisk desinfektionsmiddel som det ud fra tekniske, økonomiske og miljømæssige overvejelser er muligt at anvende til at desinficere kloakoverløb med henblik på at bevare den mikrobiologiske badevandskvaliteten i bynære overfladevandsmiljøer.

Deltagere
Vidensinstitutioner:

  • DTU Miljø

Private:

  • HOFOR (Københavns Energi A/S)
  • Aarhus Vand
  • Kemira Water Danmark A/S
  • Bonnerup Consult ApS

Offentlige:

  • Københavns Kommune
  • Naturstyrelsen

Målgruppe
Projektet er rettet mod rådgivere, vandforsyningsselskaber og teknologileverandører.

Resultater
For at et desinfektionsmiddel kan anvendes til et kloakoverløb er kravene at midlet kan opbevares uden væsentligt tab, er hurtigt tilgængeligt (aktiverbart), kan desinficere vandet med kort kontakttid og at det enten nedbrydes hurtigt eller er relativt uskadeligt for vandmiljøet.

Projektet gennemgår anvendeligheden af fem desinfektionsmidler ved en litteraturgennemgang og en op følgende laboratorieundersøgelse for at fastlægge de udvalgte manglende parametre for stoffernes egenskaber. De fem midler der er undersøgt er natriumhypoklor, Chlordioxid, kaliumpermanganat, pereddikesyre og permyresyre.

Til de eksperimentelle undersøgelser har der især været analyse og henfald af det alternative desinfektionsmiddel kaliumpermanganat og de relativt nye desinfektionsmidler PAA og PFA der har være nødvendige at generere ekstra parameterdata for. For at sammenligne alle fem midler under identiske betingelser er der foretaget parallelle eksperimenter med desinfektionseffekt for badevandsindikatorbakterier og en modelvirus samt henfaldshastighed af alle kemikalierne i et simuleret CSO vand.

Opsummeret er konklusionen på anvendeligheden af de fem midler:

Natriumhypoklor er på trods af dannelse af kloraminer et effektivt desinfektionsmiddel. På trods af dette er den generelle uheldige biproduktprofil og især dannelse af kloraminer en hindring for anvendelsen.

Chlordioxid er bedre egnet til desinfektion af kloakoverløbsvand end natriumhypoklor da det ikke danner biprodukter, er tolerant for ammonium og pH udsving og tilmed har en henfaldshastighed omkring 10 min som kunne passe til en række overløbsbygværkers hydraulistiske opholdstid. Ulemperne er det væsentlige udsving i koncentrationsprofilen med mængden af råt spildevand. Desuden er det kendt at nedbrydningsproduktet klorit er giftigt men der er ikke fundet data der kan understøtte udledning af et vandkvalitetskriteria. Ved en videreudvikling af datagrundlaget er det muligt at klordioxid kan anvendes til desinfektion af kloakoverløb.

Pereddikesyres fordel er at det ikke danner biprodukter. Det henfalder for langsomt i vand til at kunne nedbrydes inden det kommer til overfladevandet. Desuden er indholdet af hydrogenperoxid som også nedbrydes langsomt problematisk fordi vandkvalitetskriteriet for hydrogenperoxid er lavt. Det er muligt at pereddikesyre kan anvendes til desinfektion af kloakoverløb i systemer hvor der findes en meget lang opholdstid inden vandet frigives til overfladevand i størrelsesordenen flere timer og der er en rimelig initial fortynding af det behandlede vand så økotoksiske effekter fra restproduktet hydrogenperoxid begrænses.

Permyresyre er bedre end pereddikesyre til desinfektion af kloakoverløb de det virker hurtigere og nedbrydes hurtigere and peredddikesyre. Problemet for anvendelsen er næsten kun de meget lave vandkvalitetskrav til restproduktet hydrogenperoxid. Det er muligt at permyresyre kan anvendes til desinfektion af kloakoverløb i systemer hvor der findes en opholdstid på mindst 20 min inden vandet frigives til overfladevand i størrelsesordenen og der er en rimelig initial fortynding af det behandlede vand så økotoksiske effekter fra restproduktet hydrogenperoxid begrænses.

Kaliumpermanganat er uanvendeligt fordi det har en meget langsom og svag virkning overfor indikatororganismerne. Desuden henfalder det meget langsomt i CSO vand hvilket betyder at alt doseret stof vil tilføres miljøet.  Stoffet er til gengæld let at måle i CSO vand, er let at opbevare, og har ikke bekymrende biprodukter.

Udover projektets egentlige arbejde er der en række spin-off fra projektet: 

FRODO projektet under Vandsektorens Teknologiudviklingsfond om demonstration af CSO desinfektion i fuld skala med anvendelse af permyre- og pereddikesyre hos tre forsyningsselskaber, KE, Nordvand og Greve baseret på dette projekts metoder.

  • Karakterisering af desinfektion med permyresyre på Nørre Lyngby renseanlæg, hvor der er lavet to rapporter om desinfektionen og permyresyrens kinetik i renset spildevand og havvand med anvendelse af metoder der er udviklet i dette projekt.
  • Karakterisering og optimering af desinfektion med pereddikesyre og flokkulering  med polyaluminiumklorid på CSO renseanlæg med Hydroseperator® ved Kærby, Middelfart Vand med anvendelse af metoder der er udviklet i dette projekt.
  • En del af arbejdet i projektet indgår i et PhD projekt som Ravi Chhetri har påbegyndt på DTU omkring desinfektion af CSO.
  • Tre videnskabelige publikationer er i forskellig grad baseret på resultater fra dette projekt:
    • Chhetri, RK, Thornberg, D, Berner, J, Gramstad, R, Öjstedt, U, Sharma, AK, Andersen, HR. Chemical disinfection of combined sewer overflow waters using performic acid or peracetic acids. Science of The Total Environment. 2014.
    • Chhetri, RK, Flagstad, R, Munch, ES, Hørning, C, Berner, J, Thornberg, D, Andersen, HR. Full scale evaluation of combined sewer overflows disinfection using performic acid in a sea-outfall pipe. The Chemical Engineering Journal, 2015.
    • Chhetri, RK, Bonnerup, A, Andersen, HR. Combined Sewer overflow treatment by a Hydroseparator® combined with flocculation and peracetic acid disinfection- A case study on chemical dosing optimization and efficiency characterization. Chemical Engineering Sciences, under udarbejdelse.

Kontakt
Henrik R. Andersen, DTU, hran@env.dtu.dk

Produkter/Leverancer