Rensning af byspildevand vha. alger forår 2012

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Rensning af byspildevand vha. alger forår 2012"

Karina Michelsen
7 år siden
Visninger:

1 Rensning af byspildevand vha. alger forår 2012 Under Grønt Center projektet: Algeinnovationscenter Lolland, AIC Malene L Olsen og Marvin Poulsen 1

2 Indledning: I vinteren 2011 udførte Grønt Center i forbindelse med det treårige algeinnovations projekt: Algeinnovationscenter Lolland, AIC forsøg med bioremediering af by-spildevand vha. mikroalger på Søllested renseanlæg. Her opnåede man lovende resultater der viste at algerne, trods det danske klima, effektivt assimilerede og fjernede kvælstof såvel som fosfor fra spildevandet. Dette forsøg er en parallel til vinterforsøget i 2011 og skal give et billede af, hvorledes bioremedieringen med alger om foråret adskiller sig fra det vi så i vinterforsøgene. Hvordan ændres bioremedieringens effektivitet sig som følge af længere og lysere dage samt øgede temperaturer? Forsøgsopstilling: 600 liters kar blev sat op på renseanlægget i Søllested. Spildevandet udtages igen fra sandfang og har dermed et repræsentativt indhold af næringsstoffer til sammenligning med konventionel rensning af spildevand. Der er ligesom i vinterperioden tale om batchforsøg, hvor spildevandet tilføres ad en omgang ved forsøgets start. Der opstilles i alt 6 kar; S1-S6, hvoraf S5 og S6 er kontrolforsøg hvor der ikke tilsættes alger. Kar S1-S4 er ens; 470 liter spildevand + 60 liter algekultur Der tilføres løbende CO 2 til alle kar. Tilsætningen af CO 2 reguleres ud fra ph-værdien, således at ph holdes på 8.0 +/- 0.2, hvilket er en ændring i forhold til forsøgsopstillingen i vinterperioden, hvor ph ikke blev reguleret og steg op til omkring 10 under forsøgsperioden. Karrene blev inokuleret med samme algekultur som i vinterforsøget: en blandingskultur af forskellige arter af mikroalger tilpasset vækst i spildevand. Her er primært tale om forskellige arter af slægterne: Scenedesmus, samt Closterium sp. 2

3 Forsøgsopstilling: Kar S1 S4 er ens (firedobbeltbestemmelse) Kar S5-S6 er negative kontroller med spildevand, der ikke tilsættes algekultur. Kar spildevand (liter) Algekultur (liter) Volumen (liter) Start ph S S S S S S Resultater: Algevækst/OD-værdi: Optisk densitet OD, målt spektrofotometrisk ved 665 nm. 3

Ud fra OD-målingerne ses det at algevæksten i de fire forsøgskar: S1-S4, falder kraftigt den første uge, hvorefter væksten tiltager ligeså kraftigt.

4 Ud fra OD-målingerne ses det at algevæksten i de fire forsøgskar: S1-S4, falder kraftigt den første uge, hvorefter væksten tiltager ligeså kraftigt. OD-værdien ved 665nm i de to negative kontrolkar uden tilsat algekultur falder til et minimum de to første uger. Men efter 3. uge begynder værdien også at stige i disse kar. Temperatur og lysforhold: Gennemsnitsdata (DMI) for vejret i regionen i forsøgsperioden: marts og april Sammenholdes vækstkurverne for algerne (OD 665 nm) med data over vejrforholdene kan man se, at det især er aftagende nattefrost og tiltagende antal of solskinstimer der har positiv indflydelse på algernes vækst. Nattefrosten bliver mindre hård fra omkr. d. 23 marts, hvor den ikke længere når ned under - 5 C, fra dette tidspunkt sker en markant stigning i algevæksten i de fire forsøgskar S1-S4. 4

Iltkoncentration: Iltkoncentrationen målt i dykningskarrene ved forsøgets start og afslutning. Kar O 2 % start O 2 % slut S1 0.4 148 S2 1.1 156 S3 0 138 S4 0 140 S5 0.3 27 S6 2.

5 Iltkoncentration: Iltkoncentrationen målt i dykningskarrene ved forsøgets start og afslutning. Kar O 2 % start O 2 % slut S S S S S S Iltkoncentrationen for alle seks kar ligger omkr. 0-2 % ved forsøgets start. Ved forsøgets afslutning er den gennemsnitlige ilt koncentration i de fire kar S1-S4 på 146 %. Derimod er den endelige iltkoncentration i mediet i kontrolkarrene S5 og S6 i gennemsnit kun oppe på 43 %. Forsøgene blev udført i åbne kar. Alle kar var forsynet med plastbokse, der fungerede som CO 2 -reservoir. 5

6 Kvælstofkoncentration: Ved forsøgets start er kvælstofniveauet i spildevandet mellem mg/l, hvilket er fuldstændig samme niveau som i vinterforsøgene. Efter få dage begynder kvælstofkoncentrationen langsomt at falde i de fire kar inokuleret med algekultur. Efter 9 dage, omkring d.29 marts øges hastigheden af kvælstoffjernelsen frem til den 16. april, hvor koncentrationen er under 5 mg N/L, der er under grænseværdien på 8 mg N/L. Sammenholder man mediets indhold af kvælstof med vækstkurverne for algerne, ser det ud til, at kvælstofindholdet i mediet begynder at blive begrænsende for algevæksten ved ca.. 5 mg/l, omkring d 16. april. Kvælstofindholdet i karrene hen overforsøgsperioden: 6

7 Høst af algebiomasse: Kar Høstet algebiomasse Vådvægt (gram) Tørstof (TS) (%) Biomasse (gram TS) Total N (g) TS total (g) S S S S S S Tabel: grundet problemer med høstsystemet mangler høstresultater fra kar S6 Kar Spildevand tilført kar liter Totalt indhold af N i spildevandet ved forsøgsstart mg/l Mængde kvælstof i spildevand ved forsøgsstart gram Kvælstof i høstet algebiomasse gram akkumuleret kvælstof fra spildevand i algebiomasse % S % S S % S % S % S Tabel: Kvælstofbalance i forhold til tilført og fjernet kvælstof: konvertering (akkumulering af kvælstof fra spildevand til algebiomasse). 7

8 Artssammensætning af algekultur ved forsøgets afslutning: Ved mikroskopering kunne det konstateres, at den tilpassede algekultur i spildevandet, næsten udelukkende bestod af en blanding af arter af de to slægter: Scenedesmus og Closterium: 8

9 Sammenfatning: På grundlag af resultaterne fra efterårsforsøget 2011 havde vi forventet en hurtigere og kraftigere reduktion af kvælstofindholdet i foråret end det observerede. Lysforhold og temperaturer er højere under dette forsøg end i efteråret, herudover tilsættes alle kar denne gang CO 2. Dette har dog ikke medført effektivisering af fjernelsen af kvælstof fra spildevandet. OD-kurven afslører, at denne relativt langsomme fjernelse af kvælstof ikke skyldes lavere algevækst end i efterårsforsøget. I efteråret kom OD-værdien ikke op over 0,4, hvorimod der i foråret måles OD-værdier oppe på næsten 0,6. OD-værdien ved 665nm er ved forsøgets start ens for alle seks kar. Dette vil sige at der, på trods af manglende tilsætning af alger i de negative kontroller (S5 og S6) stadig absorberes lys i dette område. Det kan altså konkluderes, at turbiditeten af det ubehandlede spildevand interfererer en del i dette måleområde. På den anden side kan vi ud fra vores observationer i forsøgsperioden slå fast, at den stigende OD-værdi i kontrolkarrene ved forsøgets afslutning rent faktisk skyldes algetilvækst, hvilket tydeligt kunne ses idet mediet ændrede sig fra gråbrunt til græsgrønt. Dette skyldes at algerne fra de inokulerede kar efterhånden finder vej over i kontrol-karrene, der oprindeligt ikke var tilsat algekultur. Denne kontaminering er svær at undgå i denne type forsøg, idet spildevandet, pga. risiko for smittefare, ikke umiddelbart må fjernes fra renseanlægget. Manglen på sammenhæng (efterårs/forårsresultater) mellem optimeret algevækst og kvælstoffjernelse kan muligvis forklares med en reduceret ammoniakemission i forårsforsøget. Ammoniakemissionen tiltager efterhånden som mediets ph-værdi bevæger sig op over 7,5. Da der i forsøget i efteråret ikke tilsættes CO 2 og ph værdien dermed ikke blev reguleret, steg den som nævnt kraftigt. Forsøget fra foråret indikerer sandsynligvis, at den målte kvælstofreduktion i vinterforsøget ikke alene kan tilskrives optagelse og assimilering i algebiomassen, men også er et resultat af ammoniak-afdampning. 9

Relaterede dokumenter

Rensning af byspildevand med alger efterår 2012

Rensning af byspildevand med alger efterår 2012 Udført under Grønt Center projektet: AlgeinnovationscenterLolland (AIC) Malene L. Olsen og Marvin Poulsen Indledning Alger har i de senere år fået massiv