Åtgärder för att minska utsläppen
Det finns flera åtgärder för att minska belastningen av farliga ämnen på miljön, beroende på prioriteringar och genomförbarhet:
1. Regulatoriska åtgärder
- EU-direktiv, lagstiftning, föreskrifter, förbud och gränsvärden.
- På olika nivåer – EU, nationellt, regional – förbud och gränsvärden.
2. Ekonomiska åtgärder
- Punktskatter och avgifter för industrier/företag, miljöavgifter, avloppsvattentaxor
3. Tekniska åtgärder
Källkontroll
- Produkt design/förbättrad design – medvetenhet om farliga ämnen, utfasning av farliga ämnen till mindre skadliga ämnen, hållbara förpackningar, miljömärkning
- Avfallshantering – källsortering och återvinning
- Vattenrening – förbehandling av industriell avloppsvatten och behandling av dagvatten.
End-of-pipe lösningar – tekniska lösningar vid reningsverk för att undvika att farliga ämnen når miljön.
- Behandling av kommunalt avloppsvatten
- Utveckling av avloppsvattenrening – implementering av ozonering, adsorption (t.ex. aktiverat kol) och membranteknologi.
- Slamhantering – kontrollerad förbränning, ingen återföring av slam till jordbruksmark om slammet är förorenat, användning för sluttäckning av deponier under kontrollerade former
4. Marknadsföring och ökad medvetenhet hos konsumenter
- Miljömärkning
- Värdet av ett företags bidrag till miljön – löften för en bättre framtid för vår planet.
Reningsmetoder för att ta bort farliga ämnen från avloppsvatten
Farliga ämnen inkluderar många olika kemiska ämnen som t.ex. tungmetaller, läkemedel och perfluorerade ämnen (PFAS inklusive PFOS). Den stora bredden av kemiska egenskaper gör det omöjligt att införa en specifik reningsteknik för varje ämne. Lösningen blir istället att inför breda metoder som tar bort så många ämnen som möjligt med ett och samma reningssteg. Exempel på sådana breda metoder är oxidation med ozon, adsorption i aktiverat kol och membranteknologi som separerar ämnena från avloppsvattnet och överför dem till ett koncentrat. Dessa reningssteg byggs ofta som det sista reningssteget i reningsverket. Metoderna är i dagsläget inte möjliga att införa som ett naturbaserat reningssteg.
Avskiljning av farliga ämnen i avloppsvattenrening
Mekanisk rening
1. Galler
2. Sandfång
3. Försedimentering
Biologisk rening
4. Biologisk rening
5. Eftersedimentering
Avancerad rening
(Avskiljning av farliga ämnen)
6. Ozonering + sandfiltrering eller aktiverat kol eller membranteknologi
A. Fällningsmedel / pH justering
B. Oxidationsmedel
C. pH justering, klorering, UV-ljus
Kemisk fällning och adsorption till flockar
Kemisk fällning innebär att metaller, mest i form av metalljoner bildar olösliga partiklar och flockar vilka kan bli avskiljda med sedimentering eller filtrering. Fällningen åstadskommes genom att först justera pH och därefter tillföra järn- eller aluminiumsalter för att bilda flockar (järn- och aluminium främst för att avskilja fosfor). De sedimenterade flockarna kallas slam och måste behandlas vidare.
Exempel på ämnen eller ämnesgrupper som kan avskiljas med kemisk fällning är metaller och speciellt tungmetaller, organiska bulkämnen och fosforinnehållande substanser.
Ozonering
I ett ozoneringssteg tillförs reaktiv ozongas till avloppsvatten för att oxidera organiska ämnen. Ozon är instabilt och produceras därför direkt på reningsverket. Avloppsvattnets uppehållstid i ozonkontakttankarna varierar mellan 10 till 30 minuter. Normalt installeras ett sandfilter eller motsvarande efter ozoneringen för att tillåta etablering av biofilm på sandkornen, vilken kan ta hand om lättnedbrytbart organiskt material och potentiella biprodukter från ozoneringen.
Tillsats av en tillräcklig mängd ozon under rätt processvillkor leder till att många kemiska ämnen, inklusive många läkemedelsrester och bekämpningsmedel, oxideras. Oxidationen kan vara ofullständig och ibland kan oxidationsprodukterna vara skadligare än de ursprungliga ämnena.
Adsorption med aktiverat kol
Adsorption med aktiverat kol (AC) är en mycket använd reningsmetod för att avsklija många olika organiska ämnen från olika vätskor. Aktiverat kol har en porös, högadsorptiv yta som uppgår till 500-1500 m2/g. AC kan produceras från olika råmaterial såsom kol, trä eller kokosnötsskal. Två huvudformer av AC används I vatten- och avloppsvattenrening: pulveriserat aktiverat kol (PAC) och granulerat aktiverat kol (GAC). GAC har större partikeldiameter 0,2-5 mm, jämfört med PAC som har typiska partikeldiametrar på 0,015-0,025 mm.
Behandlingen med GAC sker normal i filter med fasta bäddar. Efter tusentals passerade bäddvolymer med vatten, då organiska ämnen adsorberats på det aktiverade kolet, måste GAC kornen i filterbädden regenereras.
PAC-behandling består av en inblandningstank för avloppsvatten och tillsatt PAC, kontakttankar, en separationsenhet t.ex. en sedimenteringstank och ett avslutande sandfilter eller ett ultrafilter. Förbrukad PAC leds till slambehandlingen (om slammet inte skall användas på åkermark) eller en separat PAC-behandling för senare förbränning. Förbrukad PAC regenereras inte.
Exempel på susbstanser eller substansgrupper som kan avskiljas med aktiverat kol är läkemedel, PFAS inklusive PFOS och kemiska bekämpningsmedel.
Membranfiltrering
Membranfiltrering är en process där partiklar eller lösta ämnen separeras med ett semi-permeabelt membran och vattentrycket används som drivkraft. Nanofiltrering (NF) och omvänd osmos (RO) är potentiella reningsmetoder som separerar farliga ämnen från avloppsvatten. Det membranbehandlade avloppsvattnet lämnar behandlingen som ett permeat medan de flesta organiska ämnena och en del salter har koncentrerats i retentatet som lämnar membrananläggningen. RO och NF producerar stora volymer retentat som vid en rimlig drift uppgår till 5% av ingående volym. Vanligtvis måste retentatet behandlas vidare.
Membranen måste rengöras regelbundet genom att använda alkaliska eller sura vattenlösningar eller båda i sekvens. I jämförelse med ozon konsumerar membranfiltrering två till tre gånger så mycket elektrisk energi som NF respektive RO.
Exempel på ämnen eller ämnesgrupper som kan avskiljas med membranfiltration är läkemedel och PFAS inklusive PFOS.
För att identifiera den bästa tillgängliga metoden för att rena bort farliga ämnen kan denna tabell vara till hjälp: Reningsmetoder för att ta bort farliga ämnen
Kartläggning av farliga ämnen med hjälp av passiv provtagning
Typiska problem som man möts av när man skall mäta mängden farliga ämnen i naturliga vatten är de stora vattenvolymerna och låga och varierande koncentrationer av ämnet som man vill studera. Passiv provtagning är en teknik för att få representiva prover med proportionellt uppkoncentrerade ämnen för att komma över analysgränsen. Kartläggningen av potentiella punktkällor är nödvändig för att identifiera verkliga källor till farliga ämnen.
Punktkällor refererar till ställen i avrinningsområdet där farliga ämnen kan släppas ut till diken, bäckar, åar eller sjöar.
Metoder för att hitta potentiella punktkällor och kartläggning
Databaser över verksamheter användes för att identifiera företag i avrinningsområdet
Företag som verkar inom områden som kan betraktas som potentiella källor till farliga ämnen lades till listan över potentiella punktkällor: byggen, kemisk industri, träindustri, elektronik, avfallshantering, jordbruk, transportföretag, metallindustri, glasindustri, livsmedelsindustri, textilindustri, sjukhus och andra vårdinrättningar samt reparationsverkstäder för maskiner och komponenter.
Kreditinformation användes för att bedöma om företagen var aktiva och för att kontrollera verksamhetsadressen.
Information om miljötillstånd och utsläppspunkter för avloppsvatten lades också till.
Flygbilder användes för att uppskatta den fysiska storleken av verksamheten och om något material lagrades utomhus.
Exempel: Kartläggning av det Estniska avrinningsområdet inom WaterChain-projektet.
Metod för passiv provtagning
Passiv provtagning är en ny metod för att övervaka vatten för att bestämma nivåerna av organiska föroreningar. Passiv provtagning passar för att följa prioriterade farliga ämnen i den akvatiska miljön eftersom det möjliggör insamling av ett prov under lång tid så att ett medelvärde av koncentrationerna I miljön kan bestämmas. Detta ger en mer representativ bild av vattenkvaliteten än ett enstaka stickprov och möjliggör upprättande av säkrare trender för föroreningskoncentrationerna i vatten.
Passiv provtagning kombinerar provtagning med uppkoncentrering av ett ämne. Det är en icke-mekanisk utrustning som kan ackumulera föroreningar som är lösta i vatten.
Rapporterade koncentrationer från en passiv provtagning representerar den genomsnittliga koncentrationen under en viss tid. Ackumulering av en substans i provtagaren pågår till den termodynamiska jämvikten ställer in sig mellan adsorbenten i provtagaren och i vattnet eller tills dess provtagningen avbryts.
Två typer av passiva provtagare kan urskiljas: partition (fördelningsjämvikts) passiva provtagare (p-PSD) och adsorptions passiva provtagare (a-PSD). I WaterChain-projektets försök (pilotområde med tre provtagningsplatser och tre provtagningstillfällen under två till fyra veckor) användes en ackumulerande passiv provtagare (Chemcatcher) för att skatta tidsvägda koncentrationer (TWAC) av farliga ämnen i det estniska pilotavrinningsområdet. Silicongummi (SR) användes under försöken med utrustningen (p-PSD).
