Sådan renser vi regnvandet mest effektivt
Er regnvand skadeligt for vandmiljøet? Hvad sker der, når regnvand fra byer ledes ud i vandmiljøet?

Selvom man umiddelbart kunne tro, at regnvand er rent, så indeholder det en hel del forskellige stoffer. (Foto: Colourbox)

 

Er regnvand rent? Eller kan det være skadeligt? Tja, når det rammer København med 150 millimeter på et par timer, vil der være en del mennesker, som mener, at det er skadeligt.

I hvert fald dem der får oversvømmet deres kældere, og dem der ikke kan komme frem på grund af vandmasserne.

Men er regnvand skadeligt for vandmiljøet? Og hvad sker der egentlig, når regnvand fra byer ledes ud i vandmiljøet?

Regnvand fra marker er flere dage om at løbe ud

Afstrømningen af regnvand afhænger i meget høj grad af arealanvendelsen.

Hvis vi for eksempel sammenligner to lige store arealer, hvor det ene er mark, og det andet er by, så kan regnvandet fra marken være flere dage om at løbe til nærmeste recipient (vandløb eller sø), mens regnvandet fra byen kun vil være nogle få timer om det, selvom afstanden er den samme.

På marken vil regnvandet sive ned i jorden og eventuelt via dræn løbe til nærmeste recipient, som på denne måde modtager en jævn tilførsel af vand.

I byerne har vi derimod en meget stor andel befæstede arealer, såsom hustage, terrasser og parkeringspladser, som alle leder regnvandet direkte i kloakken og videre ud i recipienten.

Dyr og planter rives væk af strømmen

Denne hurtige afledning af regnvandet forhindrer oversvømmelser, men det bevirker også, at recipienten nu modtager regnvandet på én gang i løbet af ganske få timer.

Det er de færreste vandløb, der kan holde til så kraftige flow, og ofte bliver resultatet at dyr og planter rives med af strømmen, og at bund og brinker eroderes.

For at undgå de skadelige effekter af de voldsomme vandmængder begyndte man i 70’erne at etablere regnvandsbassiner, som skulle fungere som en stødpude mellem by- og vandmiljø.

Alle regnvandsbassiner er forsynet med en form for vandbremse, der begrænser flowet ud af bassinet til et mere naturligt niveau. Dermed kan vandet hurtigt ledes bort fra byerne, så der ikke opstår oversvømmede veje og kældre, men samtidig tilbageholdes vandet i bassinerne, så de hydrauliske problemer undgås.

Regnvandet skal renses

Fakta

Med denne artikel fik Melanie Jette Sønderup 3. pladsen i ErhvervsPhD Foreningens formidlingspris 2013. Priserne blev uddelt ved ATV’s årsmøde 5. maj.

Selvom man umiddelbart kunne tro, at regnvand er rent, så indeholder det en hel del forskellige stoffer. Disse er opsamlet i atmosfæren og på tage og parkeringspladser, herunder eroderede partikler fra biler og andre overflader.

Der er forskel på, hvilke stoffer og i hvilke koncentrationer de findes i regnvandet afhængigt af oplandstypen. Det reneste vand kommer fra natur- og landsbyområder, mens det mest forurenede kommer fra bymidter og industriområder.

De forurenende stoffer i regnvand begynder at spille en stadig større rolle i forhold til vandkvaliteten i de ferske områder. Dette skyldes at:

1) Andelen af befæstede arealer er stadig stigende.
2) Nedbørsmængden er øget og mere intensiv pga. klimaændringerne.
3) Spildevandsrensningen i det åbne land er forbedret og derfor ikke bidrager med så høje koncentrationer som tidligere.

Eftersom vi i Danmark har forpligtet os til at opfylde EU’s Vandrammedirektiv, skal alle vandområder i de kommende år opnå god økologisk tilstand.

Det betyder at dyr, planter og den fysiske tilstand kun må være svagt mærket af menneskelig aktivitet. En af måderne at leve op til Vandrammedirektivets krav er ved at rense regnvandet, før det udledes til vandmiljøet.

Regnvandsbassiner fra en ny vinkel

Hidtil er regnvandsbassiner oftest kun blevet dimensioneret til at kunne tilbageholde og forsinke vand.

Så det store spørgsmål er nu, om eksisterende regnvandsbassiner også kan fjerne næringsstoffer og tungmetaller fra regnvandet, og om der er bestemte designs, der er mere effektive end andre.

På Syddansk Universitet har vi gennem det seneste år, i samarbejde med Arwos (forsyningen i Aabenraa), undersøgt over 60 af de 100 regnvandsbassiner, som ligger i Aabenraa kommune.

De første resultater har vist, at det er begrænset, hvor effektive bassinerne er mht. stoffjernelse. Hovedparten af det, der dog fjernes i bassinerne, er partikler.

Udledes for mange opløste stoffer

De opløste stoffer vil derimod blive skyllet direkte videre ud i recipienten, uden nogen fjernelse af betydning. I sommerhalvåret vil man ligefrem kunne observere, at der udledes flere opløste stoffer, end der tilføres, fordi dødt plantemateriale og andet organisk materiale omsættes af mikroorganismer ved bunden og derefter frigives til vandfasen.

Der er forskel på, hvilke stoffer der findes og i hvilke koncentrationer i regnvandet afhængigt af oplandstypen. Det reneste vand kommer fra natur- og landsbyområder, mens det mest forurenede kommer fra bymidter og industriområder. (Foto: Colourbox)

Konklusionen på undersøgelserne er derfor, at partikler kan tilbageholdes, mens opløste stoffer passerer uhindret. Dette er et stort problem med hensyn til næringsstoffer, da for eksempel mindst halvdelen af den tilførte fosfor findes på opløst form.

Algevæksten i danske søer er ofte begrænset af fosformængden, så jo mindre fosfor der udledes til vandmiljøet, jo færre algeopblomstringer vil vi opleve henover sommeren.

 

Forbedring af renseeffektiviteten

Undersøgelsen af bassinerne har dog også tydeligt vist, hvad der kan gøres bedre. Det kan være helt simple ting – men med meget stor betydning.

For eksempel er det afgørende, at ind- og udløb ligger så langt fra hinanden som muligt for at opnå den optimale renseeffektivitet. Resultaterne viser også, at store bassiner er mere effektive end små. Begge dele er med til at forlænge vandets opholdstid i bassinet, så partikler får tid til at bundfældes.

Det lyder måske indlysende, men det er faktorer, som man først nu er begyndt at blive opmærksomme på i forsyningsbranchen.

 

Tester to filtermaterialer for effektivitet

Med hensyn til fjernelsen af opløste stoffer, og især fosfor, er Syddansk Universitet og Arwos gået sammen om at lave et forsøgsbassin i Padborg. Bassinet er et sedimentationsbassin med filterzone, hvilket betyder at vandet skal sive igennem et filtermateriale, før det ledes ud til recipienten.

Vi har valgt at teste to forskellige filtermaterialer – sand og knust beton – for at se, hvad der er mest effektivt. Filtersand bruges allerede i mange regnvandsbassiner, men det fjerner stort set intet opløst fosfor. Knust beton, som er et restprodukt fra nedrivning af bygninger, er derimod yderst effektivt.

Vores foreløbige laboratorieforsøg har vist, at det fjerner op til 90 procent af det opløste fosfor. Forsøgene tyder også på, at betonen kan fjerne tungmetaller.

 

Vandet neutraliseres efterfølgende

Der er dog en udfordring ved at anvende knust beton. Det bliver meget basisk ved kontakt med vand, hvilket vil sige, at vand, der har været gennem betonfilteret, får en pH på 10-12. Det er så højt, at dyre- og plantelivet kan tage skade.

Det er desværre ikke muligt at sænke pH’en i beton, da det blandt andet er den høje pH, der gør beton så effektivt.

Det er derimod muligt at neutralisere vandet efterfølgende vha. syretilsætning, beluftning eller infiltration gennem pH-neutraliserende materialer, så vandet får neutral pH, inden det ledes ud i recipienten.

Forsøgsbassinet startes op i marts 2013 og skal moniteres over et år, hvor neutraliseringen og fosforfjernelsen følges tæt. Hvis resultaterne viser, at knust beton er et effektivt filtermateriale, kan det være en ny, effektiv og innovativ miljøteknologisk løsning til at sikre kvaliteten af vores vandmiljø.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud