Highway runoff and its pollutants are of growing concern. These pollutants require treatment as their concentration often are increased. A common removal method is the use of sedimentation ponds that removes particulates through gravity. However, sedimentation does not remove the pollutants inside very fine particulate material or the dissolved pollutants. An additional treatment step is required to remove these pollutants and necessary to reach more stringent discharge demands. In this report, the removal of metals was studied on stormwater after sedimentation in a dam in the existing treatment facility at Lilla Essingen. The runoff reaching the facility largely comes from the highway Essingeleden, which has an annual average daily traffic of 140 000 vehicles. The commercial filter material D-Rainclean was used in this study, which started in late August 2021 and ended in November 2021. The filter material was filled equally into two separate filter wells. After sedimentation, the runoff was pumped to each filter well with a constant flow of around 600 L/h. This load caused a hydraulic retention time of about 41 minutes. The stormwater flowed through the filter material from the bottom towards its surface, i.e. upward flow, creating saturated conditions. The removal of dissolved zinc (Zn) was just above 90% while dissolved copper (Cu) was in average removed by 50 %. The effluent concentrations of Cu were generally above the regulation limits set by Järfälla municipality and Gothenburg city. Dissolved calcium (Ca) and potassium (K) was released by the filter material itself through the entire trial and dissolved vanadium (V) was released initially but decreased continuously and reached close to zero at the end of the trial. Influent stormwater concentrations of sodium (Na), magnesium (Mg), chromium (Cr) and molybdenum (Mo) was unaffected by the filter as was the dissolved fraction of nickel (Ni), iron (Fe) and aluminium (Al). Particulate material was removed by the filters. However, at the end of the trial a release of particulate material was observed. This is likely caused by filter erosion that occurred through the combination of clogging and the high surface load. Surface loading and retention time was elevated during the trials. The sharp increase of suspended solids loads in November followed by increased filter pressure drop shows the importance of having a functional sedimentation to prevent physical clogging of the filter media. / Dagvatten från vägar och föreningarna inuti detta vatten är ett ökande problem. Avskiljningen av dessa föroreningar är en utmaning, en konventionell reningsmetod är användandet av sedimenteringsdammar för att avskilja de partikulära föroreningarna. Med hårdare krav på utsläpp av metaller krävs ytterligare reningsmetoder för att hantera de lösta metallföreningarna i dagvatten, vilka ej kan avskiljas med sedimentering. Av speciellt intresse är de lösta fraktionerna av zink (Zn) och koppar (Cu). Zink (Zn) och koppar (Cu) är av störst intresse när de förekommer till stor del i löst form, varvid de ej tas bort i sedimenteringsdammar. Försöket i den här rapporten testar avskiljningsförmågan hos det reaktiva filtermaterialet D-Rainclean under hög ytbelastning, 0,35 m/h och kort uppehållstid, 41 min. Dagvattnet kommer från ett område på 1,76 ha där majoriteten av ytan består av hårt trafikerad väg. Dagvattnet når två separata reaktiva filter efter försedimentering. Filtermaterialet ligger fördelat i två filterbrunnar, F1 och F2, med samma mängd D-Rainclean.Totalt passerade ungefär 3000 provolymer genom filtren. Den totala mängden suspenderat material som belastade filtren var 35 kg. Efter 600 porvolymer uppstod ett tryckfall på 40 cm för både F1 och F2. En 60 cm tryckpelare nåddes i båda filtren efter ungefär 1000 till 1200 porvolymer. Under flöden med hög turbiditet mot slutet av försöket nådde tryckfallet 110 cm för F1 och över 80 cm för F2.Avskiljningen av löst Zn var över 90%. Avskiljning av löst Cu var runt 50 %. Koncentration av Cu efter de reaktiva filtren översteg de riktvärden som satts av Järfälla kommun samt Göteborg stad. Löst kalcium (Ca) och kalium (K) släpptes av filtren under hela försöket. Löst vanadin (V) släpptes också av filtret men halten V minskade kontinuerligt och nådde till slut en koncentration nära detektionsgränsen. Inkommande koncentrationer av natrium (Na), magnesium (Mg), krom (Cr) och molybden (Mo) var opåverkade av filtret, likaså den lösta fraktionen av nickel (Ni), järn (Fe) och aluminium (Al). Majoriteten av metallernas partikelfraktioner avskildes av filtren men mot slutet började filtren släppa partikulärt bundna metaller.Uppehållstiden för vattnet i filtret var antagligen för kort för att få hög avskiljning av Cu varför den föreslås att den förlängs om det är praktiskt möjligt.

The increasing highway traffic is leading to higher and higher levels of pollutants in the stormwater, such as suspended solids, metals, oils, nutrients and PAH. This runoff water causes the degradation of water bodies quality, leading to increased interest in the treatment of highway runoff for the removal of contaminants. Traditional treatments mostly consist of sedimentation, aimed primarily at the removal of suspended solids and particlebound contaminants. Recently the concern has shifted to the dissolved and colloidal fractions of contaminants as well, metals in particular, which makes reactive media filters a potentially interesting technology for runoff water treatment. However, very little research has been carried out on this technology so far, mostly in batch laboratory experiments with synthetic runoff water. This study aims at investigating the performance of four reactive media filters (Petrit T, Polonite, D-Rainclean and Filtralite-P) and a defined filter sand used for water processing at removing dissolved and particulate-bound metals. To achieve the goal, a pilot plant has been constructed in Gröndal, south of Stockholm, inside the existing Gröndalsmagasin, a full-scale stormwater treatment plant. The catchment area is located mostly on the E4 and Essingeleden, the highest trafficked motorway in Sweden with an AADT of 140 000 vehicles. A pump feeds the pilot plant from the Gröndalsmagasin outlet, after the stormwater has been treated with flocculation and sedimentation, and collects such water in a collection vessel. The five filter media columns are fed during runoff events with a flow scaled proportionally to the influent in the Gröndalsmagasin to mimic real conditions of flow and pollutant concentrations. Field measurements of pH, turbidity and conductivity, have been carried out during the trial. Samples have also been collected with flow proportional samplers connected to the collection vessel and the outlet of the five columns, as well as in the form of grab samples from sample ports at different depths in the columns. These samples have been sent to ALS Scandinavia AB to perform lab analysis. The pH in the effluent of the reactive filter media increased to values between 10 and 13, and slowly decreased during the trial. No difference was found between the pH in Filtersand outlet and the influent water. All materials showed excellent performance at removal of dissolved and particulate-bound Zn as well as particulate-bound Cu. Dissolved Cu was removed effectively by reactive media, and to a minor extent by Filtersand. Leaching of metals was observed from three materials: Filtersand released Mn during April, Polonite released Cr, with a very good correlation with the Chloride content and Petrit-T released Ba during the entire trials. / Den ökande vägtrafiken leder till allt högre halter av föroreningar i dagvattnet, till exampel suspenderade ämnen, metaller, oljor, närings ämnen och PAH. Detta dagvatten försämrar degradering av vattenförekomsternas kvalitet, vilket har lett till ett ökat intresse för rening av dagvatten fr ̊ån motorvägar för att avlägsna föroreningar. Traditionella behandlingar består oftast av sedimentering, som främst syftar till att reducera suspenderade ämnen och partikelbundna föroreningar. På senaste tiden har intresset förskjutits till att även omfatta lösta och kolloidala fraktioner av föroreningar, speciellt metaller, vilket gör reaktiva filtermaterial till en potentiellt intressant teknik f ̈or behandling av dagvatten. Mycket lite forskning har dock gjorts om denna teknik hittills, då oftast i laboratorieexperiment med syntetiskt dagvatten. Denna studie syftar till att undersöka hur fyra reaktiva mediafilter (Petrit T, Polonite, D-Rainclean och Filtralite-P) och en typ av sandfilter fungerar när det gäller att avlägsna lösta och partikelbundna metaller. F ̈or att uppnå målet har en pilotanläggning byggts i Gröndal, söder om Stockholm, inuti det existerande Gröndalsmagasinet, ett dagvattenreningsverk i full skala. Avrinningsområdet ligger vid E4 och Essingeleden, den mest trafikerade motorvägen i Sverige med en ÅDT på 140 000 fordon. En pump matar pilotanläggningen fr ̊ån Gröndalsmagasinets utlopp, efter att dagvattnet har behandlats med flockning och sedimentering, och samlas upp detta vatten i ett uppsamlingskärl. De fem filtreringskolonnerna matas under avrinningshändelserna med ett flöde som är proportionellt till inflödet till Gröndalsmagasinet för att imitera verkliga förhållanden av flöde och föroreningskoncentrationer. Mätningar av pH, turbiditet och konduktivitet har utförts under försöket. Prover har också samlats in med flödesproportionella provtagare som är kopplade till uppsamlingskärlet och utloppet fr ̊an de fem kolonnerna, samt i form av grabbprover fr ̊an provtagningsöppningar på olika djup i kolonnerna. Dessa prover har skickats till ALS Scandinavia AB för laboratorieanalys. pH-värdet i utflödet fr ̊ån det reaktiva filtermediet ökade till värden mellan 10 och 13 och sjönk långsamt under försöket. Ingen skillnad hittades mellan pH-värdet i filtrets utlopp och inflödesvattnet. Alla material visade mycket goda resultat när det gäller avlägsnande av löst och partikulät bundet Zn samt partikulärt bundet Cu. Lösta Cu avlägsnades mycket effektivt av reaktiva medier och i mindre utsträckning av Filtersand. Läckage av metaller observerades fr ̊ån tre material: Filtersand släppte ut Mn under April, Polonite släppte ut Cr, med en mycket god korrelation med kloridhalten och Petrit-T släppte ut Ba under hela försöket.