Utfordrende kloakkrensing i fjellheimen

En ny type sanitærløsning basert på kildeseparering og gjenbruk av avløpsvann er utviklet og testet på en høyfjellshytte i Alpene. Toalettavløp ble behandlet med et mekanisk filtreringssystem fulgt av et biofilter som sekundærensetrinn. Filtreringssystemet kan være en robust og energieffektiv metode til partikkelfjerning. Sekundærbehandlingen av toalettavløp i et biofilter trenger derimot en evaluering, særlig i forhold til potensielle klimagassutslipp.

Utfordrende kloakkrensing i fjellheimen

Daniel Todt disputerer 29. mai 2015 for graden ph.d. ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet med avhandlingen «Source separating sanitary systems – energy efficient treatment of blackwater and minimizing green house gas».

Turisthytter i Alpene og i Norge har hatt et økende antall turister de siste årene. Dagens fjellturister forventer høy standard med fasiliteter som dusj eller vannklosett. Dette er utfordrende for miljøet siden håndtering av vann og kloakk i høyfjellet er krevende. Spesielt for hytter som bare kan nås til fots eller med helikopter, er ikke dagens renseteknologi tilfredsstillende. Dette gjelder særlig energi- og ressursforbruk, men også driftssikkerhet.

Formålet med det europeiske forskningsprosjektet Sanbox, (EU FP7) var å utvikle moderne og bærekraftige sanitærsystemer til høyfjellshytter og andre turistinstallasjoner uten tilknytning til offentlig avløp. Prosjektet hadde fokus på teknologi med kildeseparering som ga mulighet for gjenbruk av ressurser. Daniel Todts doktorgradsarbeid har bidratt til å finne en enkelt, robust og energieffektiv måte å rense toalettavløpet (svartvann) på slik at kvaliteten er god nok til å slippes ut i et sårbart høyalpint landskap.

Robust mekanisk filtreringssystem
Første del av arbeidet besto i å utvikle et mekanisk filtreringssystem som med minimalt energiforbruk fjerner storparten av partiklene i kloakkstrømmen. Filtermaterialet som benyttes er sagflis som kan fornyes og komposteres, og som er tilpasset vakuumtoaletter som bruker 0.5 liter spylevann. Filtreringen er et komplekst samspill av fysikalske og biologiske prosesser som blitt nærmere undersøkt i dette arbeidet.

En prototyp av filtreringssystemet ble testet på Britanniahytta som ligger på 3030 meter i Saas-Fee, Sveits. Filteret klarte å fjerne 60-80% av partikulært materiale fra kloakken, og energiforbruket for 100 personer lå på kun 5-6 KWh per dag. Dette inkluderte både filter og vakuumtoalett. Systemet viste seg også å være robust og taklet uten større problemer den store pågangen av skiturister i påskeuka.

Sekundært biologisk rensetrinn behøver evaluering
Når svartvann har passert filteret er det fremdeles å regne for kloakk som trenger videre behandling. Andre del av arbeidet har bestått i å teste ut et biologisk rensetrinn (aerob biofilm) av den filtrerte kloakken. I en biologisk renseprosess kan lystgass oppstå i sammenheng med nitrogenomdanning.  Dette er igjen et komplekst samspill mellom forskjellige mikroorganismer.

Lystgassdannelse er en bivirkning av renseprosessen som bør minimeres fordi lystgass er mistenkt for å ha en klimaoppvarmingseffekt som er 300 ganger sterkere enn CO2, pluss at den er involvert i ødeleggelse av det stratosfæriske ozonlaget.

Avhandlingen viser at det høye ammoniakkinnholdet i svartvann øker risikoen for uønsket nitrogenomdanning og lystgassproduksjon. Det trengs derfor en evaluering av prosesskjeden i svartvannbehandlingen som blir foreslått og testet i Sanbox-prosjektet. Både i henhold til energibruk og klimagassutslip bør det også vurderes alternative, anaerobe renseprosesser som omdanner organisk stoff til biogass. Slike prosesser har allerede vært vellykket implementert i flere europeiske pilotprosjekter som gjelder kildeseparerende avløpssystemer.

Published 15. mai 2015 - 10:58 - Updated 23. mai 2017 - 19:21