Dato: 19-12-2016 | Videnblad nr. 04.03-17 Emne: Afvanding

Dobbeltporøs filtrering renser regnvand uden kemi

Dobbeltporøs filtrering er en teknik, der renser vand for finpartikulært materiale og opløste forureninger. Metoden er udviklet til at rense regnafstrømning fra befæstede arealer og fungerer uden pumper og uden tilsætning af kemikalier.

Dobbeltporøs filtrering (DPF) er udviklet til at rense regnafstrømning fra befæstede arealer, f.eks. veje og pladser. Formålet kan være at beskytte den recipient, hvor vandet ledes ud, rekreativ brug af det rensede vand eller anvendelse i husholdninger eller industri. Filtreringsteknikken er udviklet på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning (IGN) og er IPR-beskyttet af Københavns Universitet med henblik på licensering.

Teknikken udmærker sig ved, at partiklerne samler sig i et andet volumen end der, hvor vandet strømmer. Dermed undgås tilstopning, og hele filterets kapacitet til akkumulering af forurening kan udnyttes, før det er nødvendigt med fornyelse. Samtidig er modstanden i filteret så begrænset, at gennemstrømningen kan drives af tyngdekraften alene, hvis filtret har en hældning på omkring 1 %. I renseprocessen tilsættes ingen kemikalier. Naturstyrelsen peger på dobbeltporøs filtrering som renseløsning ved nedsivning af vej- og overfladevand på steder, hvor grundvandsressourcen er sårbar.

Til venstre: DP-filter i Mårslet under opbygning i 2013. Membranen er gjort klar, og de første stakke med 10 DPF-plader i hver er lagt ud. Til højre: DPF-filter i Vanløse under opbygning i 2013. Hovedfiltret ses fra afløbssiden før afdækning. Det rensede vand strømmer ud fra de smalle spalter, som opstår mellem DPF-pladerne, og føres via den orange åbning til udløbsbrønden forrest i billedet. Derfra løber vandet videre til den nærliggende Harrestrup Å. I begge anlæg består filtermaterialet af kalk.

Til venstre: DP-filter i Mårslet under opbygning i 2013. Membranen er gjort klar, og de første stakke med 10 DPF-plader i hver er lagt ud. Til højre: DPF-filter i Vanløse under opbygning i 2013. Hovedfiltret ses fra afløbssiden før afdækning. Det rensede vand strømmer ud fra de smalle spalter, som opstår mellem DPF-pladerne, og føres via den orange åbning til udløbsbrønden forrest i billedet. Derfra løber vandet videre til den nærliggende Harrestrup Å. I begge anlæg består filtermaterialet af kalk.

Tynde, vandrette dobbeltlag

Et dobbeltporøst filter har to porøsiteter, der ligger som tynde, vandrette dobbeltlag – næsten som en kiksekage. I de højporøse lag transporteres vandet. I de mellemliggende lavporøse lag akkumuleres forureningen.

Et dobbeltporøst filter er først og fremmest et sedimentationsanlæg, hvor lav faldhøjde gør det muligt at fjerne partikler ned til 1-2 µm (mikrometer) i diameter. Desuden er det et adsorptionsanlæg, idet vandet har kontakt med filtermaterialer, der kan tilbageholde opløste forureninger.

Forurening aflejres eller adsorberes

I filteret strømmer vandet fra indløb til udløb gennem de højporøse lag, der i princippet blot er en åben spalte af få millimeters højde. Undervejs afsættes forureningen i de underliggende lavporøse lag. I de lavporøse lag står vandet stille, og her placeres et filtermateriale, der samtidig har en vis porøsitet, så der er plads til forureningspartikler. Opløste forureninger adsorberes til (hænger ved) filtermaterialets overflade, mens forureninger i partikelform lejrer sig i hulrummene. Ikke alle filtermaterialer er lige effektive, så det gælder om at vælge et materiale, der passer til de stoffer, man gerne vil fange.

Der skal være et tæt skillelag (membran eller plade) under de lavporøse lag, som kan forhindre tab af akkumuleret materiale til det underliggende højporøse lag. Filterets kapacitet vokser med antallet af dobbeltporøse enheder og deres bredde. Graden af rensning vokser med vandets opholdstid. Det vil sige, at rensegraden stiger med filtrets længde ved en given bredde, højde, og strømningshastighed.

Princippet i dobbeltporøs filtrering. Vandet strømmer i et tyndt lag gennem de højporøse lag. Forureningen samler sig i de lavporøse lag nedenunder, som her indeholder filtermateriale, der består af 1-3 mm store kalkkorn blandet med okkerslam (amorfe jernoxider).

Princippet i dobbeltporøs filtrering. Vandet strømmer i et tyndt lag gennem de højporøse lag. Forureningen samler sig i de lavporøse lag nedenunder, som her indeholder filtermateriale, der består af 1-3 mm store kalkkorn blandet med okkerslam (amorfe jernoxider).

Forfilter grovsorterer

Det anbefales, at et dobbeltporøst filter bygges op med et forfilter. Det fanger hovedparten af partiklerne (suspenderet stof), mens hovedfiltret fanger det resterende mere finpartikulære stof og de opløste forureninger. Forfiltret indeholder ikke filtermateriale, da der skal være maksimal plads til fangst af partikler. Det skal spules 1-2 gange årligt, afhængigt af belastningen med su-spenderet stof i det opland, der er koblet på.

Fra idé til virkelighed

Idéen til dobbeltporøs filtrering opstod i 2001 og blev i 2001-2004 testet i et 2 meter langt laboratoriefilter med lovende resultater. Efterfølgende er metoden afprøvet i tre testanlæg og et anlæg i fuld skala. Her har IGN videreudviklet teknologien i samarbejde med HOFOR, Københavns Kommune, Rambøll, og By og Havn med yderligere støtte fra Realdania og Rådet for Teknologi og Innovation og virksomhederne Wavin og WaterCare.

Første afprøvning i Ørestad I Ørestad blev vejvand fra 1,3 ha renset i et 50 m langt dobbeltporøst filter. I pilotanlægget sammenlignede forskerne to versioner af filtret:

  • DPF-6-Lag med 6 dobbeltporøse enheder med en spaltehøjde i højporøse lag på 6 mm og en tykkelse af lavporøse lag på 10 mm med kalk og senere også okker, der blev indlejret i filtret på stedet.
  • DPF-18-Lag med 18 dobbeltporøse enheder med en spaltehøjde i højporøse lag på 4 mm og en tykkelse af lavporøse lag på 10 mm med kalk.

De to filtre lå parallelt og målte begge 3,4 m x 49,5 m. De var hydraulisk adskilte og havde samme kapacitet på 9 m3/t. Pilotanlægget rensede i 2007-2008 vejvand fra Ørestad med tilfredsstillende resultater. I 2009-2010 var der fokus på at udvikle optimerede dobbeltporøse enheder, der kan fremstilles industrielt. Læs mere om anlæg og resultater i Basisrapport med Tillæg 1 og Tillæg 2.

Testanlæg i Mårslet og Vanløse

I Mårslet ved Aarhus rensede testanlægget en delstrøm af blandet tag- og vejvand fra 0,4 ha. Det skete i et 20 m langt og 3 etager højt dobbeltporøst filter i zigzag-form. Filtret var 0,5 m bredt og 1,5 m højt og placeret delvis over jorden. Det var opbygget af stakke af specialfremstillede plader, der skabte det dobbeltporøse flow. En membran af gummi omkransede filtret og sørgede for at holde vandet inde. Vandet løb fra indløbsbrønden gennem de øverste 20 m til en ”vendebrønd”, hvorefter det løb gennem mellemetagen til en ny vende-konstruktion og derfra gennem de nederste 20 m til udløbsbrønden. De øverste 20 m fungerede som forfilter uden filtermateriale, mens de resterende 40 m fungerede som hovedfilter med filtermateriale, der bestod af en blanding af kalk og okkerslam (amorfe jernoxider).

I Vanløse i København rensede test­anlægget vejvand fra 0,4 ha vej i et 60 m langt dobbeltporøst filter, der var indbygget i eksisterende grøft. Filteret var opbygget af samme type specialfremstillede DPF-plader som i Mårslet og placeret i en ramme af plyfaplader. Filteret var 0,5 m bredt og 0,4 m højt og indeholdt 10 DPF-plader. De første 20 m fungerede som forfilter uden filtermateriale, mens de sidste 40 m var hovedfilter, der også her indeholdt en blanding af kalk og okkerslam. Læs mere om de to testanlæg og resultaterne i BiV-notat nr. 7.

Fuld skala i Lynge

I Lynge i Allerød Kommune renser et DPF-anlæg i fuld skala pt. regnafstrømning fra en del af byen. Det rensede vand strømmer videre til et nyt vandhul, hvor målet er at skabe et nyt levested for bl.a. stor vandsalamander. Filtrets vigtigste funktion er at fjerne fosfor, så man undgår algeproblemer. Overløb fra vandhullet ledes til Lynge Å, der dermed modtager renset regnafstrømning. Løsningen viser, hvordan LAR og biodiversitet kan gå hånd i hånd.

DPF-kassetter klar til brug Anlægget i Lynge er leveret af plastproducenten WaterCare, der har licens på DPF-teknologien i Danmark og Sverige. Virksomheden har videreudviklet udstyret fra testanlæggene til en kassette, hvor både plader og filtermateriale er indbygget. Det gør etableringen mere enkel, idet man kun skal sætte kassetterne ned på et plant gruslag og forbinde dem med hinanden og med ind- og udløbsbrønden.

Kilder:
Naturstyrelsen: Bilag 1 til Statslig udmelding til vandplanernes retningslinjer 40 og 41 i forhold til byudvikling og anden ændret arealanvendelse i Områder med Særlige Drikkevandsinteresser (OSD) og indvindingsoplande
Marina Bergen Jensen: Basisrapport: Dobbeltporøs Filtrering. Pilotafprøvning – Rensning af vejvand i Ørestad. Skov & Landskab, januar 2009
Tillægsrapport 1: Dobbeltporøs Filtrering. Skov & Landskab, maj 2009
Tillægsrapport 2: Dobbeltporøs Filtrering. Skov & Landskab, december 2009
Karin Cederkvist, Marina Bergen Jensen, Per Bjerager og Peter E. Holm: Rensning af regnafstrømning med dobbeltporøs filtrering. BiV-notat nr. 7 om testanlæg i Mårslet og Vanløse. Teknologisk Institut, maj 2015.


Videnblad nr.: 04.03-17
Forfattere: Marina Bergen Jensen, Karin Cederkvist og Tilde Tvedt

© Copyright. Eftertryk ikke tilladt