Hospitalsspildevand Bedste tilgængelige teknik og udvikling af renseteknologier Reningstekniker för läkemedel i avloppsvatten och slam Lund 4. Oktober 2011 Ulf Nielsen DHI uln@dhigroup.com
Deltagere, udgivelse og finansiering Deltagerne var udover DHI: Hvidovre Hospital Rigshospitalet Hvidovre Kommune Københavns Kommune Lynettefællesskabet Lunds Universitet Grundfos Herlev Kommune Gennemført: Januar 2010 til februar 2011 Rapport er afleveret til Naturstyrelsen Planlægges udgivet som miljøprojekt i maj 2011 Finansiering: Deltagerne (50%) samt MST Miljø- effektiv Teknologi
Formål Hvad ville vi gerne have afklaret? Tre hovedspørgsmål i relation til hospitalsspildevand: 1. Kan man med kombinationer af renseteknologier reducere indholdet af lægemiddelstoffer til under eksisterende miljøeffektgrænser? (+ fjerne resistente bakterier) 2. Økonomi/omkostninger til rensningen? 3. Er urinseparation (toiletvand) med tilknyttet rensning en omkostnings-effektiv metode til at reducere afledningen af lægemiddelstoffer? Hospital Kloakarbejdere Renseanlæg Vandområde Overløbshændelser Overvømmelser
Projektforløb Test af teknologi Kemisk analyse AE Hospital Laboratorie-test Ozonering (O 3 ) AOP (O 3 /H 2 O 2 ) Klordioxid Aktivt kul Kemisk analyse AE Kemisk analyse Antibiotikaresistens AE Pilot MBR Kemisk analyse Antibiotikaresistens AE
Analyseprogram Spildevands- Parametre DHI Online for ilt, ph, temperatur og tryk Flow Grundfos COD, TN, TP, Chlorid, SS alkalinitet EUROFINS - COD - BI5 - TN - TP - Alkalinitet - Chlorid - NVOC Lægemidler IUTA (Tyskland) -Screening (ca. 93 stoffer) UMEÅ (Sverige) -Screening (ca. 120 stoffer) Mikrobiologi DHI - Res. E-coli - Type bestemmelse Rigshospitalet - Resistenstest - Hæmningstest EUROFINS - E-coli - Total kim
Samlet antibiotisk effekt som svarer til den målte koncentration af antibiotika (24-30 µg/l) Profil af urenset samlet spildevand Lægemiddelstoffer (forbrug: ca. 750 aktivstoffer altså udpluk!) Forekomst af 41 ud af 93 stoffer i måleprogrammet 11 blev målt over miljøeffektgrænser (PNEC) 6 blev målt mere end en faktor 20 over PNEC (Antibiotika: Azithromycin, ciprofloxacin og sulfamethoxazol; Gigt: Diclofenac; Hjertemedicin: Propanolol; Hormon: Estradiol) Kontrastmidler: Målt hvad der svarer til 2/3 af forbruget af kontrastmidler (600 kg/år) Cytostatika: Svagt med kemiske analyser. Forbrug 216 kg/år (forbrug fordoblet fra 2005 til 2009) Antibiotikaresistens og samlet antibiotisk effekt Resistente E. Coli (29% cipro.-, 51% cefuroxim- og 35% sulfamethoxazol-resistente) Resistente enterokokker (3,5% vancomycin-resistente)
Anlægsopbygning MBR-pilotanlæg i Bjerringbro Tankbil med spildevand Spildevandstank Buesi Ristestof Recirkulering MBR 30/10 Luft Slamudtag Afgasning Permeattank Permeattank Permeat Fordele: Kompakt Altid meget lavt SS i udløb sikker forbehandling Hygiejnisering Generelt bedre fjernelse MF-stoffer end konventionelle renseanlæg
Udvikling i COD Driftperiode 1: 14 dage kommunalt spildevand Driftsperiode 2: 14 dage hospitalsspildevand fra tankvogn Driftsperiode 3: 3 dage hospitalsspildevand fra tankvogn
Resultater mikrobiologi Efter MBR Overordnet god hygiejnisering Reduktion af Kim/ml: 98,7-99,9% Coliforme bakterier: 99,6-99,98% Badevandskrav til god tilstand E. Coli (<500) kan overholdes uden fortynding Badevandskrav for enterokker kunne ikke vurderes (pga. suspekte også var omfattet af analysen) Ingen antibiotikaresistente E. Coli eller enterokokker kunne detekteres Ingen antibiotisk effekt overfor E. Coli og S. aureus
Lægemiddelstoffer - MBR reduktionsgrader (%) iddel: -258 ax: -196 in: 358 Målt i udløb fra RL/RD Kontrastmidler
Reduktion Ozon H2O2(40 min) og Ozon(20 min) <5 ng/l <5 ng/l Reduceret til < det. grænse <10 ng/l 97% 74% -7% MBR-reduktion 98% 12% 99% Amidotrizoat: Forbrug DK: 236 kg/år 100% på hospitaler Målt i udløb fra RL(0,55 µg/l) og RD (1,2 µg/l) Høj persistens i miljøet lav giftighed Sulfamethoxazol: Forbrug DK: 200 kg/år 97% hospitaler Målt i udløb fra RL(0,05 µg/l) og RD (0,04 µg/l) PNEC: 0,22 µg/l Ac-sulfameth.: Ikke målt i udløb fra RL og RD
Reduktion Aktivt kul Reduceret til < det. grænse <5 ng/l <10 ng/l <5 ng/l <10 ng/l MBR-fjernelse 53% 98% 99% 12% 74% Bisoprolol: Forbrug DK: 46 kg/år 0,1% hospitaler Slutkoncentration: <5-6 ng/l, PNEC: 35600 ng/l Ikke målt i udløb fra RL og RD
Slutkoncentrationer og vandmiljø-effektgrænser 1,5 kr/m 3 3 kr/m 3 2,5 kr/m 3 25 kr/m 3 Mest omkostningseffektive metode: MBR + ozon(20 min.) 8 kr/m 3 8 kr/m 3 2 kr/m 3 2 kr/m 3
Økonomi MBR-anlæg + polering (ozon) Anlægsinvesteringer Driftsomkostninger Anlæg ca. 12 mio. kr. Drift ca. 1,1 mio. kr. pr. år Drift ca. 7,7 kr./m 3
Sammenfatning Spørgsmål i relation til hospitalsspildevand: 1. Kan man med kombinationer af rensemetoder reducere indholdet af lægemiddelstoffer til under miljøeffektgrænserne? (+ fjerne resistente bakterier) Ja, f.eks. MBR efterfulgt af ozon kan gøre det! 1. Økonomi/omkostninger til rensningen? Hospital svarende til Hvidovre: Anlæg 12 mio. kr og drift 7,7 kr./m 3 Husk! Baseret på pilotanlæg- og laboratorietests Fuldskalatests kan endeligt afklare effektivitet, robusthed og driftsøkonomi Analysemetoder er stadig begrænsede - og detektionsgrænser er højere end effektgrænser for visse stoffer (f.eks. propanolol, diclofenac og hormoner) Nye miljøeffektgrænser publiceres løbende
Udgangspunkt for undersøgelse af urinseparation Størstedelen af de undersøgte lægemiddelstoffer udskilles via nyrerne Eksempel fra RH rapport, 2008
Tekniske aspekter og vedligeholdelse Tilstopning urinsten og kalk 65-70% af urinen afledes via urin delen 35% via fæces Variabel skylfunktion. Lille: 0,2-08 l; stort: 2,5-6 liter Kræver separat rørføring (PEH-rør) Kræver central opsamlingstank Ca. 50% dyrere in indkøb end konventionelle toiletter Ekstra vedligeholdelse og rengøring samt øget brug af syreholdige kemikalier - Arbejdsmiljøhensyn Erfaringer fra Munksøgaard og Albertslund Kommune (Hyldespjældet) Hyppig tilstopning med urinsten Kalk i vandlåsen Problemer ved tynd mave Svære at rengøre Plastik rør går i stykker (Dubletten) Ekstra rengøring (eddikesyre 1 x md. Mekanisk rensning hver 3.die år)
Hvidovre Hospital 300.000 m 2 500 m 928 senge - 4 Centre (16 afsnit) 512 toiletter C5 FR Drift Centralkøkken Sterilcentral mv. C 1 C 2 C 3 C 4
Urinseparation Praktiske problemer (bevægelseshæm., psykisk syge, børn) Hygiejniske aspekter (Diarré, fødsels/barselsafd., opkast) Tekniske problemer Tilstopning Urinsten, kalk Ekstra vedligeholdelse og øget brug af rengøringskemikalier Rengøring Kemikalier øget arbejdsmiljøhensyn Ekstra rengøringstid 5 min. dag samt 30 min. 4 x år til afkalkn./urinsten fjernelse á 214 kr./t = 2,5 mio. kr./år
Økonomi svarende til hospital som Hvidovre 1) Meromkostninger ved etablering af urinseparationstoiletter Ny installation: I alt merpris for hospital: 9 mio. DKK Ekstra rengøring: 2,5 mio. DKK pr. år 2) Meromkostninger ved installation af separat faldstamme til afledning af toiletvand samt øvrigt sanitært spildevand dvs. vand fra vask og bad mv. Ny installation: I alt merpris for hospital: 9,6 mio. DKK
Sammenfatning - 2. del Spørgsmål: 3. Er urinseparation med tilknyttet rensning en omkostningseffektiv metode til at reducere afledningen af lægemiddelstoffer? Nej. Urinseparation er upraktisk, giver hygiejniske problemer og er dyrt (også til ekstra rengøring) Er toiletvandsseparation med rensning et omkostningseffektivt alternativ? Nej. Omkostninger til etablering af ekstra faldstammer er høj set i forhold til besparelsen ved etablering og drift af mindre renseanlæg
Tak for opmærksomheden! Ulf Nielsen uln@dhigroup.com