Spelling suggestions: "subject:"dagvattenrening"" "subject:"lakvattenrening""
1 |
Utvidgning av en dagvattenhanteringsmodell avseende EU:s ramdirektiv för vatten : Expansion of a stormwater management model for the EU Water Framework Directive and its prioritised substancesKällgren, Anna January 2013 (has links)
Dagvatten har kommit att anses som den största föroreningskällan för sjöar och vattendrag i närhet av städer och tätorter. I syfte att skydda känsliga recipienter och upprätthålla en hög vattenkvalitet är rening av dagvatten centralt. Dagvattendammar är en kostnadseffektiv åtgärd och en väl använd metod för reducering av dagvattenföroreningar i Sverige. StormTac är en dagvatten- och recipientmodell som används för beräkning av föroreningstransport och dimensionering av dagvattenreningsanläggningar. EU:s ramdirektiv för vatten är ett nationsöverskridande samarbete som ställer krav på medlemsländerna att upprätta god vattenkvalitet för samtliga vattenförekomster till år 2015. För att uppnå de mål som ställs inom EU:s ramdirektiv för vatten krävs att koncentrationen för 33 prioriterade ämnen ligger under satta gränsvärden. StormTac kan idag beräkna en dagvattendamms reningseffekt för 13 ämnen. Huvudsyftet med examensarbetet var att undersöka om en utvidgning av modellen är möjlig med det underlag som finns idag. Examensarbetet har även avsett att utreda om en felsökning och kvalitetsgranskning av de markanvändningsspecifika schablonhalterna, som modellen använder i föroreningstransportberäkningar, kan ge en högre noggrannhet i beräkningarna. Rapporten visar att det rådande underlaget för att utvidga dagvattenhanteringsmodellen i StormTac är bristfällig och fortsatta studier krävs i syfte att skapa en tillförlitlig utvidgning. Examensarbetet har sammanställt data och samband för ämnena bens(a)pyren, benso(g,h,i)perylen, fluoranten och bens(k)fluoranten och utgör en bra grund i utvidgningsarbetet av modellen. Rapporten belyser även vikten av att utvidga modellen för de polycykliska aromatiska kolväten som inte inkluderas av Ramdirektivets prioriterade ämnen. Av Naturvårdsverket har 16 polycykliska aromatiska kolväten lyfts fram som prioriterade på grund av deras toxiska och cancerogena egenskaper, varav 11 av dessa inte faller in under Ramdirektivets prioriterade ämnen. Arbetet med schablonvärden visade sig ge förbättrade resultat och en kvalitetssäkring av databasen är av betydelse för modellens noggrannhet. Under arbete med databasen konstaterades en viss brist på rurala data. Modellen bör därmed användas med försiktighet i de fall där avrinningsområdet har en stor andel rurala markanvändningar. I felsökningen konstaterades att data för framtagandet av schablonhalter för basflödet var bristfälliga. För att uppnå högre noggrannhet i beräkningarna bör fokus läggas på att ta fram data till schablonhalter gällande basflöde.
|
2 |
Utformning av fördröjningsdammar, medavseende på rening av dagvatten fråntransport- och lagerhållningsindustri / Design of storm water ponds, with regard to treatmentof storm water from transportation and warehousingindustryKarlsson, Daniel, Steen, Fredrik January 2012 (has links)
För att recipienter nedströms inte ska påverkas av dagvatten från industriområdenmed transport och lagerhållning, krävs det rening av föroreningar. Därför har detgjorts en undersökning av hur en dagvattendamm ska utformas för att få en ökadrening. Metoder som används är litteraturstudie och en fallstudie. Fallstudien harutförts för ett planerat industriområde. De frågor som besvarats är vilkaföroreningar som kan tänkas förekomma och hur de renas. Vidare har detstuderats vilka egenskaper som påverkar reningen i en dagvattendamm.Studieresultaten visade att de vanligast förekommande föroreningarna ärtungmetaller, miljöfarliga organiska ämnen och näringsämnen. Det har ocksåframkommit att dessa föroreningar, i huvudsak renas genom sedimentation ochväxtupptag. Vidare har det kommit fram att det inte finns någon standardlösningför hur en dagvattendamm ska utformas, med tanke på rening. Detta eftersom alladammar har olika yttre förutsättningar som styr utformningen, vilka beror på detområde där dammen ligger. Det har dock visats sig att det finns ett antal olikavägledande parametrar som bör beaktas för att få en god reningseffekt i dammen.De viktigaste av dessa är dammens hydrauliska och hydrologiska effektivitet. / Receiving waters downstream should not be affected by storm water from storageand transport industry, therefore it requires treatment of pollution. The objectiveof this study has been to show how a storm water pond should be designed toachieve a good treatment. The methods used are a literature review, and a casestudy. The case study has been performed for a planned industrial area. Thequestions which needed to be answered are the type of pollutants that might occurand how they are treated. Furthermore, it has been studied which properties affectthe purification in a storm water pond.The results of the study showed that the most pollutants were heavy metals, toxicorganic matter and nutrients. It has also become apparent that these pollutants, ismainly treated by sedimentation and absorption by plants. Furthermore, it hasemerged that there is no standard for how a storm water pond should bedesigned, with regards to the treatment. This is because all ponds have differentexternal conditions that control the design, which depends on the area where thepond is located. However, it has been shown that there are a number ofparameters that should be taken into account, in order to get a high treatmenteffect in the pond. The most important of these is the hydraulic and hydrologicalefficiency of the pond.
|
3 |
Ekologisk dagvattenhantering i städer : Med utgångspunkt i förtätningsprojektet vid Flygaregatan i HalmstadAndersson, Harald January 2017 (has links)
Städer förtätas och de hårdgjorda ytorna, där vatten inte kan infiltreras i marken, ökar. I kombination med klimatförändringar och en framtida ökad nederbörd leder det till översvämningsrisker när dagvattnet, som rinner på marken, ska hanteras av underjordiska rörledningar med begränsad kapacitet. Dagvattnet drar även med sig föroreningar och bidrar till försämrad vattenkvalitet i stadsnära vattendrag. En lösning på problematiken kan vara att införa en ekologisk hantering av dagvattnet, som med naturliknande system av grönytor, dammar och öppna avledningskanaler både renar och fördröjer avrinningen. Utifrån förutsättningarna i ett pågående förtätningsprojektet vid Flygaregatan i Halmstad, som fungerat som exempelområde, har ekologiska dagvattenlösningar i städer studerats. Syftet med studien är att se över vilka möjligheter som finns för att införa ekologiska dagvattensystem och hur ett sådant skulle kunna tillämpas inom planområdet. Arbetet bygger på litteraturstudier, intervjuer, platsbesök och beräkningar, men på grund av dagvattenhanteringens många dimensioner har antaganden och förenklingar varit nödvändiga. Resultatet visar att ekologiska dagvattenlösningar kan reducera föroreningshalterna i dagvattnet till acceptabla nivåer och dessutom fördröja avrinningen, vilket minskar översvämningsriskerna och dagvattnets negativa påverkan på stadsnära vattendrag. Utifrån förutsättningarna vid Flygaregatan bör det vara möjligt att tillämpa inslag av ekologisk dagvattenhantering inom planområdet. De många fördelarna med ekologiska system gör att det dessutom bör vara möjligt och eftersträvansvärt att införa sådana inslag vid liknandeprojekt i framtiden. / As cities grow and become denser the hard surfaces, where water cannot be infiltrated through the ground, increases. Rain fall is also expected to increase, due to climate change, and the combination of both scenarios will most likely lead to greater risks of flooding, as large volumes of stormwater runoff must be handled by limited underground pipes. Urban stormwater is, added to that, often polluted and affects the quality of streams and lakes close to cities. A solution to the problems might be to integrate sustainable urban drainage systems (SUDS) that handle stormwater by the same principles as in nature, where green areas, ponds and open ditches both purifies and slows down the urban runoff. By mapping the specific conditions within the ongoing development project at Flygaregatan in Halmstad, which has been used as an example site, the possibilities of SUDS have been investigated. The purpose of the study is to see what parts of SUDS that are possible to use in cities and to come up with a suggestion of how such a system could be integrated within Flygaregatan. The study is based upon a review of literature, interviews, calculations and study visits. Due to the complex nature of urban stormwater some assumptions and simplifications have although been necessary. The results show that SUDS can reduce the pollution in urban stormwater to acceptable levels and, added to that, delay the runoff which decreases the risks of flooding. From the perspectives at Flygaregatan it should be possible to integrate SUDS within the site and considering the many positive effects of SUDS it is then suggested that such systems should also be used in similar construction projects in the future.
|
4 |
Renare dagvatten från kvarteret Brännugnen / Cleaner runoff water from the area BrännugnenHenriksson, Linnea January 2013 (has links)
Regnvatten, smältvatten och spolvatten som rinner av från hårdgjorda ytor kallas dagvatten. Dagvatten är ofta förorenat av tungmetaller eller svårnedbrytbara organiska ämnen, som kan göra stor skada om vattnet inte renas innan det når recipienten. I dagsläget finns det inga nationellt fastslagna riktvärden för föroreningshalter i dagvatten. Dagvattengruppen på Vattenfall AB Värme Uppsala har tillsammans med miljökontoret i Uppsala tagit fram riktvärden för föroreningshalter från kvarteret Brännugnen, som området som studerats i detta examensarbete kallas. Vattenfall har idag problem med att klara dessa riktvärden för bland annat metaller i en del av kvarterets dagvattenbrunnar. För att reducera utsläppet av föroreningar till dagvattennätet från kvarteret Brännugnen har därför denna dagvattenutredning genomförts. Genom platsundersökningar och provtagning på dagvattnet i sex punkter har källor till föroreningar identifierats. Förslag på åtgärder har tagits fram genom litteraturstudier, platsundersökningar och samtal och diskussioner med erfaren personal. Studien har också resulterat i förslag på en förbättrad provtagningsstrategi som ger en mer korrekt bild av utsläppta mängder föroreningar per år. Målsättningen var att den nya provtagningsstrategin skulle vara mer kostnadseffektiv vilket uppnåddes. I dagvattenstudien undersöktes också om rening sker i det underjordiska magasin som dagvattnet från halva kvarteret Brännugnen leds till. Resultatet visade att ingen rening sker i magasinet, då uppehållstiden är för kort för att partiklar ska hinna sedimentera. Förutom vatten från regn- och snösmältning kommer även kondensat och processvatten till dagvattennätet från kvarteret Brännugnen. Ett av målen i utredningen var att undersöka hur mycket kondensatet bidrar till den utsläppta mängden metaller. Provtagning av kondensat och dagvatten visade tillsammans med flödesberäkningar att kondensatet har en stor påverkan på hur stor mängd förorening som släpps ut per år. Riktvärden studerades också i denna dagvattenutredning, slutsatsen är att de riktvärden som Vattenfall förhåller sig till i dag är låga. Både schablonhalterna för värmeverk och vägdagvatten samt analysresultat av dagvatten från vägen utanför området överskrider Vattenfalls riktvärden för dagvatten. Slutligen skulle dagvattenstudien resultera i förslag på framtida åtgärder för rening av dagvattnet från kvarteret Brännugnen i form av tekniska lösningar. Avsättningsmagasin under mark och filteranläggning är två lösningar som är lämpliga för rening av dagvattnet med hänsyn till föroreningar och flöden. Kostnaden beror mycket på vilket flöde som blir dimensionerande. / Stormwater is rain and snow melt that runs off from hard surfaces. Stormwater is often polluted with heavy metals and organic pollutants, which can cause great damage if the water is not treated before it reaches the recipient. There are no national guidelines for threshold values of pollutants in stormwater. The stormwater group at Vattenfall AB Heat Uppsala and the environmental department at Uppsala municipality have together established threshold values for pollutants in the stormwater from the area Brännugnen, which is the name of the investigated area. Vattenfall has difficulties to keep the concentration of pollutants in the stormwater below the threshold values. To reduce the content of contaminants in the stormwater from the area Brännugnen this study was therefore carried out. Through site investigations and sampling of stormwater in six measuring points, sources of the contaminants were identified. Through literature studies, site investigations and discussions with experienced personnel, propositions of actions to avoid contamination of the stormwater have been developed. The stormwater study has also led to suggestion of an improved sampling strategy which better represents the amount of contaminants in the stormwater and is more cost-effective. The study included an investigation with the purpose to find out if the magazine that the stormwater from half of the area runs to have the capacity to reduce the contaminants. The results showed no reduction of contaminants. The reason is that the residence time is too short for the particles to have time to settle. In the study the contribution from condensate to the total amount of emitted metals in the stormwater was investigated. The condensate passes a treatment plant for purification before being discharged to the stormwater pipes. The result shows that the condensate has a large impact on the amount of emitted metals per year. Threshold values and standard values for stormwater was also studied, the conclusion is that the threshold values for the stormwater from the area Brännugnen are low. Both standard values for stormwater from thermal power stations and roads are higher than the threshold values. The results from the analyses of stormwater from the road outside the area Brännugnen also show higher concentrations of metals than the threshold values. Finally the stormwater study resulted in suggestions of technical solutions for future treatment of the stormwater from the area Brännugnen. An underground sedimentation magazine and a filter system are two treatment processes that can be used for removal of pollutants in the stormwater from the area Brännugnen.
|
5 |
Evaluation of a gross pollutant trap-biofilter stormwater treatment train : The Role Of Calcium Carbonate, Vegetation And Pre-Treatment FacilityFahlbeck Carlsson, Sofia January 2021 (has links)
Development of cities, new buildings and other impervious surfaces entails increased stormwater flows, volumes and pollutant loads. Heavy metals, nutrients, sediments and salt are common pollutants in stormwater. The conventional way to manage stormwater, which is by discharge to the receiving water body via a sewage network, will not be sufficient for mitigating high flows, flood risks and pollution export. Thus, Low Impact Development (LID) stormwater facilities, such as stormwater biofilters, are built in an increasing rate in Sweden and worldwide. The main function of a stormwater biofilter is water quality treatment, which is achieved when stormwater percolates through a vegetated filter media. Sometimes a pre-treatment facility is installed before the biofilter to reduce the sediment load on the biofilter and extend its life-length. However, there are knowledge gaps regarding pollutant removal in biofilters and the role of associated pre-treatment facilities. In this study the impact of a pre-treatment facility, calcium carbonate as amendment in the filter media and vegetation was investigated regarding treatment of heavy metals (Cd (cadmium), Cu (copper), Pb (lead) and Zn (zinc)), phosphorus and total suspended solids. To do this, influent and effluent stormwater samples from an existing biofilter in Sundsvall were analysed and evaluated regarding removal performance of the above-mentioned pollutants. In general, the stormwater biofilter facility (including pre-treatment) removed total metals well while the removal of the dissolved fraction showed higher variations. Influent concentrations of TP were always higher than effluent concentrations. Leaching of phosphate repeatedly occurred from the filter sections. The mean removal of TSS was high (96.9%). CaCO3 as amendment in the filter material had a beneficial effect on the overall metal removal of the stormwater facility. Although leaching of phosphate occurred from all filter sections, the leaching was lowest from the section with CaCO3,indicating possible benefits of CaCO3 as amendment. CaCO3 did not seem to affect the mean total phosphorus removal significantly. Removal of total metals seemed to be improved by vegetation, but the removal of dissolved metals, total phosphorus and phosphate did not seem to be enhanced by vegetation. The filter section with vegetation and without CaCO3 amendment contributed with the highest effluent concentrations of total phosphorus and phosphate (leaching), considering that vegetation released more phosphate that it captured. The main treatment of the stormwater pollutants occurred within the biofilter and both positive and negative removal of all pollutants was observed by the pre-treatment facility. The result showed that the pre-treatment facility was most beneficial for removal of dissolved metals. / Utvecklingen av städer, nya byggnader och andra hårdgjorda ytor ökar både mängden dagvatten och föroreningshalterna. Vanligt förekommande föroreningar i dagvatten är tungmetaller, näringsämnen, sediment och salt. Det traditionella sättet att hantera dagvatten är genom avledning via avloppsnätet till närliggande recipient, men med den förändrade kvalitén och kvantitet på dagvatten blir kapaciteten i det befintliga ledningsnätet otillräckligt för de ökade flödena och föroreningsinnehållet. Därför byggs bland annat dagvattenbiofilter, som är en typ av Low Impact Development (LID), i en ökande takt i Sverige och globalt. Huvudsyftet med dagvattenbiofilter är dagvattenrening, vilket uppnås när dagvattnet filtreras genom en filterbädd med växter. För att minska (sediment)belastningen och förlänga livslängden på biofiltret kan ibland en förbehandlingsanläggning placeras i före biofiltret. Dock finns det fortfarande kunskapsluckor om reningspotentialen i biofilter och betydelsen av en förbehandlingsanläggning. I den här studien undersöktes betydelsen av en förbehandlingsanläggning, kalciumkarbonat som tillsats i filter materialet och växter på biofiltret för reningen av tungmetaller (Cd (kadmium), Cu (koppar), Pb (bly) och Zn (zink)), fosfor och totalt suspenderat material. För att undersöka detta analyserades och utvärderades dagvattenprover på inkommande och utgående vatten från ett biofilter i Sundsvall, med avseende på reningsprestation av ovan nämnda föroreningar. Resultatet visade att biofiltret (med förbehandlingsanläggningen inkluderad), renade totala metaller bra medan reningen av lösta metaller varierade mer. Inkommande koncentrationer av totalfosfor var alltid högre än utgående koncentrationer och fosfat lakades kontinuerligt ut från filtersektionerna. Den genomsnittliga reningen av TSS var hög (96,9%). CaCO3 som tillsats i filtermaterialet hade en positiv effekt på reningen av totala och lösta metaller i biofiltret. Fosfat lakades ut från alla filtersektioner, men urlakningen var lägst från filtersektionen med CaCO3, vilket tyder på möjliga positiva effekter det som tillsats i filtermaterialet. CaCO3 verkade inte öka genomsnittliga reningen av totalfosfor signifikant. Vegetationen verkade öka reningen av totala metaller men inte reningen av lösta metaller, totalfosfor eller fosfat. Filtersektionen med vegetation men utan CaCO3 genererade de högsta utgående koncentrationerna av totalfosfor och fosfat (urlakning), vilket tyder på att vegetation avgav mer fosfor än den tog upp. Den dominerande reningen av dagvattenföroreningarna skedde inuti biofiltret och både högre och lägre koncentrationer av samtliga föroreningar observerades efter förbehandlingsanläggningen. Resultatet visade att förbehandlingsanläggningen var mest effektiv för reningen av lösta metaller.
|
6 |
Fem filtermaterials metallavskiljningseffektivitet : En praktisk studie i dagvattenreningsanläggning / The metal separation efficiency of five filter materials : A practical study in a stormwater treatment plantHamberg, Camilla January 2022 (has links)
Dagvatten från urbana områden för med sig metaller och andra föroreningar orsakat av bl. a. fordonstrafik och korrosion av metallbärande konstruktioner. Sedan 90-talet har det varit vanligt med dagvattenbehandling för högtrafikerade vägar. Vissa kommuner har även utvecklat riktvärden som begränsar hur höga metallkoncentrationerna som tillförs dess recipienter får vara. Metaller i dagvattnet kan förekomma antingen i löst form eller i partikulär form. För att avlägsna den partikulära formen används konventionellt sett sedimentering men då den lösta formen är mer biologiskt upptagbar är det viktigt att även den avskiljs. Användningen av reaktiva filter som behandlingsmetod är ett sätt att fastlägga både metallpartiklar och lösta metaller, genom fysisk avskiljning respektive kemisk fastläggning. I denna studie undersöktes i en pilotanläggning förmågan att avskilja metaller från vägdagvatten hos ett referensmaterial (filtersand) samt fyra reaktiva filter. Resultaten visade att det var möjligt att uppnå god fastläggning av de 11 metaller som studerades. Inkommande vatten visade höga koncentrationer av Cu och Zn relativt till utvalda riktvärden. Lägst genomsnittlig avskiljning av dessa, sett över provperioden, hade Råda filtersand (62%), referensmaterialet, medan högst uppnåddes av Petrit T-S (99%), en filterprodukt från Höganäs AB. Fortsatta försök behövs för att få en uppfattning om filtermaterialens långsiktiga avskiljningseffektivitet och funktionella livslängd. / Stormwater from urban areas contains metals and other pollutants released from for example vehicle traffic, wearing of the road surface, and corrosion of metallic construction. Treatment of storm water from highly trafficked roads has been common since the nineties. Some municipalities have also developed regulations to control the concentrations of metal discharges to their recipient waters. Metals in stormwater can be in either particulate form or in dissolved form. Sedimentation has conventionally been employed to remove particulate metals. However, it’s important to also remove dissolved metals since these are more bioavailable. One way of removing both particulate and dissolved metals is by using reactive filters, since these can physically trap particulates and chemically bind dissolved matter. In this study, that took place in a stormwater treatment pilot plant, the abilities to remove metals from stormwater by one reference material (filter sand) and four reactive filter materials were studied. The results showed that it was possible to achieve a high percentual removal of the 11 metals studied. The incoming water contained high concentrations of Cu and Zn, compared to the municipal guideline concentrations considered. The lowest removal efficiency of these two metals (calculated by averaging the removal efficiency across the test period) was seen in the reference material Råda filter sand (62%), while Petrit T-S, an electric arc furnace slag, showed the highest average removal efficiency (99%). Further studies are needed to gain better understanding of the long-term removal efficiency and functional life span of the analyzed filter materials.
|
7 |
Rening av lösta metaller i vägdagvatten : Fullskaleförsök vintertid med reaktivt filtermaterial / Purification of dissolved metals in road stormwater : Full-scale trial during winter with reactive filter materialAgewall, John, Wallgren, Kim January 2021 (has links)
Metallspridning via dagvatten är ett problem, vilket fo ̈rväntas växa i framtiden. Det finns dock en problematik i att många metoder för dagvattenrening inte är tillräckligt effektiva gällande avskiljning av lösta metalljoner. Detta har medfört ett ökat intresse för reaktiva filtermaterial vilka avskiljer lösta metalljoner. I dagsläget finns en begränsad kunskap om funktionen av reaktiva filter speciellt under nordiska förhållanden med kalla vintrar där dubbdäck är regel och halkbekämpning med vägsalt är vanligt. Detta arbete är genomfört i ett fullskaleförsök under vinterförhållanden med höga salthalter och låga temperaturer i vägdagvattnet. I undersökningen har inverkan av pH och vägsalt på avskiljningen av metaller och igensättning studerats för det reaktiva filtermaterialet Filtralitea® P. Undersökningen har genomförst vid Lilla Essingens dagvattenreningsanläggning som behandlar dagvatten från ett avrinningsomr ̊ade med en yta på 17 600 m2, varav Essingeleden med en årsdygnstrafik ( ̊ADT) på 140 000 fordon, utgör en större del av avrinningsområdet. Undersökningen genomfördes under perioden 28/01-2021 till 16/04-2021. Efter sedimente- ring pumpades vägdagvatten till två parallella filterbrunnar (Filter 1 och Filter 2) laddade med Filtralite P. Uppehållstiden i Filter 1 var fyra timmar medan uppehållstiden i Filter 2 varierade mellan 9 till 24 timmar. Den hydrauliska belastningen på Filter 1 var således avsevärt högre än för Filter 2. Turbiditeten hos det inkommande vattnet till brunnarna var väldigt låg (<46,5 FNU) och igensättning kom inte att påverka drifttiden för filtermaterialet i denna anläggning i någon större utsträckning, då tendenser till igensättning endast påvisades i Filter 1. Kloridkoncentrationen i vägdagvattnet varierade mellan 119 - 4 990 mg L−1 och temperaturen i vattnet som pumpades till de reaktiva filtren varierade mellan 0 – 6 °C. Det reaktiva filtret visade goda förmågor att avskilja partikulärt och löst zink och koppar. Järn- mangan- och kalciumkoncentrationerna avskiljdes i Filter 2, men i Filter 1 ökade ofiltrerade halten järn samt mangan- och kalciumkoncentrationerna. Detta tros bero på att den högre belastningen på Filter 1 orsakade en kraftigare pH-reduktion som i sin tur minskade adsoptionsförmågan och därmed ökade saltets påverkan. En viss avskiljning av krom observerades med undantag fär den filtrerade fraktionen efter Filter 2. Nickelkoncentrationen i utgående vatten var förhöjd i bägge filter (Filter 1: totalhalt max 9,48 μg L−1, löst halt 10,8 μg L−1, Filter 2: totalhalt max 4,08 μg L−1, löst halt 4,13 μg L−1). Koncentrationerna av magnesium och molybden var högre efter båda reaktiva filtren. Metallerna bly, kadmium och kvicksilver förekom endast i låga koncentrationer under försöken. Filter 1 påvisade i regel sämre avskiljning än Filter 2, vilket kan innebära att en lägre hydraulisk belastning resulterar i effektivare rening. Salthalten korrelerade med koncentrationerna av kalcium, järn, mangan, magnesium och zink efter filterbrunnarna och det är därmed möjligt att salthalten kan mobilisera bundna metaller. Ett tröskelvärde för mobilisering av metaller kan vara en salthalt av 2 500 mg L−1. / The growing infrastructure creates more impermeable surfaces, causing an increase in stormwater that brings contaminants from surfaces such as roofs and roads, spreading these in the environment. There are a number of different stormwater treatment methods but many lack the ability to remove metal ions. One promising method is the use of reactive filter materials. However, there is a limited amount of research conducted on how these reactive filter systems perform in natural conditions, especially in nordic environments with cold winters, de-icing salt application and usage of studded tyres. This study aims at in- vestigating how de-icing salt (NaCl), pH, temperature, clogging and water flow affect the treatment efficiency of the reactive filter material Filtralite® P in a real-life application. The catchment area that contributed water to the studied system had a total area of 17,600 m2, including parts of Essingeleden, one of the most trafficked roads in Sweden with an annual average daily traffic load of 140,000 vehicles. The studied system consisted of a stormwater pond fed with water from the catchment area. The pond connected to a measuring well which in turn was connected to a pumping well. From there, water was pumped upwards through two parallel wells (Filter 1 and Filter 2) containing Filtralite P and was then discharged into lake Ma ̈laren. Filter 1 was subjected to a higher hydraulic load compared to Filter 2, resulting i a residence time of four hours in Filter 1 and 9 - 24 hours in Filter 2. Water samples were collected in the measuring well and above the filter media in both reactive filter wells. This allowed for examination of the metal concentrations before and after the reactive filters. Measurements of pH, temperature, conductivity and turbidity were conducted in the measuring well and in both filter wells. In addition, measurements of head loss and water flow were also taken in the filter wells. The samples and measurements of this study were taken between 28/01-2021 and 16/04- 2021. Before that, the reactive filter material had been in use from June to December of 2020. The turbidity in the measuring well varied between 2 and 50 FNU. A decrease in turbidity was observed after the reactive filter media, with an average of 3.3 FNU in Filter 1 and 0.9 FNU in Filter 2. The amount of suspended solids in the water was estimated to not exceed 16 mg L−1 and in total, approximately 1.4 kg of suspended solids was removed in Filter 1 and 0.3 kg in Filter 2. The head loss through Filter 2 was highly correlated with the hydraulic load due to the drastic variations in flow. The head loss in Filter 1 was observed to increase slightly over time, indicating that clogging might start to take place. However, clogging of the filter media did not seem to be an issue for the system, a theory strengthened by the low turbidity and low increase in head loss. The temperature in the measuring well varied between 0 and 6 °C and in the filter wells between 1.1 and 7.4 °C. The low temperature might have negatively affected the efficiency of the reactive filter. An increase in pH was observed after the water passed through the reactive filters, with Filter 1 raising the pH to around 9 and Filter 2 to around 10 in the beginning of the testing period. This increase in pH would diminish over the period in Filter 1 to approximately 8, while Filter 2 maintained a stable pH increase. The conductivity increased over the measuring period and reached a peak in February to then decrease during March, most likely caused by increased and decreased use of de-icing salts. Chloride concentrations in the incoming stormwater varied between 119 - 4 990 mg L−1. The treated water after the reactive filters exhibited a reduced concentration of filtered copper and zink. Meanwhile, the concentrations of calcium, iron, manganese and nickel increased in Filter 1, but decreased in Filter 2. Filtered chromium decreased in Filter 1 but no statistically significant reduction was observed in Filter 2. However, the reduction of chromium might have been more efficient, due to a majority of measurements showing concentrations below the detection limit after the reactive fitlers. There was an increased concentration of filtered molybdenum and magnesium after the reactive filters. The metals cadmium, lead and mercury were merely present in very low concentrations or below the de- tection limit of laboratory instruments. Futher investigations of these metals were therefore not conducted. In general, Filter 2 achieved a higher metal treatment efficiency compared to Filter 1. This is believed to be caused by the higher hydraulic load in Filter 1. This caused a pH reduction in the filter material which in turn led to a reduced adsorption efficiency and possibly enhanced the competition effect between the dissolved metals and the sodium ions from the de-icing salts. A correlation was found between chloride and calcium, manganese and iron in Filter 1. In Filter 2 there was a correlation between chloride and calcium, unfiltered magnesium and zink. The chloride concentrations are related to the de-icing salts and it is believed that the salts could have an impact on the efficiency of metal reduction in Filtralite P. At chloride concentrations of around 2 500 mg L−1 the concentrations of zink, magnesium, iron, copper and calcium seemed to increase in the effluent water, meaning that there might also be a threshold value, which if passed, leads to increased metal mobilization. The higher performance of Filter 2 might also be due to longer residence times. This increa- sed residence time might have allowed for a greater reduction of metals due to an increased contact time. It is important to note that more bed volumes had passed Filter 1 compared to Filter 2, with a total of 321 bed volumes through Filter 1 and 53 bed volumes through Filter 2 during the period of this study. However, if previous bed volumes are also taken into account, a total of 1,157 bed volumes have passed Filter 1 and 559 have passed Filter 2. This could also have caused the reduced efficiency observed in Filter 1 compared to Filter 2.
|
8 |
Modelling of stormwater treatment in biofilters using MIKE+ : Possibilities and limitations / Modellering av biofilters dagvattenrening i MIKE+ : Möjligheter och begränsningarBouju, Cecile January 2021 (has links)
As research has expanded on the environmental impact of stormwater on receiving ecosystems more focus is now being put on the quality issues of stormwater. Biofilters are one of many nature-based solutions that have been developed for that purpose and are also the subject of this study. In order to plan and implement biofilters, predictive models can be useful tools to forecast their performance on a given site. The aim of this study was to investigate the possibilities and limitations of modelling the treatment of stormwater in a biofilter using MIKE+. This was done by first trying to model the hydrological conditions of a biofilter from a study site in Sundsvall and thereafter coupling a water treatment model created in ECO Lab. The results showed that there were some notable differences between the parameters affecting the hydrological flow in reality and what is currently possible to model in MIKE+. It was seen that the Soakaway node used to model biofilters needs to be complexified in order to properly model the hydrological conditions of biofilters. The main improvements required are that the flow attenuation should occur within the Soakaway node rather than before or after and that it should be based on soil properties. The retention volume also needs to be integrated in the node and a varying exfiltration rate is believed to be required to fit the varying nature of evapotranspiration. The hydrological model was seen to have a great impact on the water treatment model and some limitations with the program and the used model were identified. Regarding ECO Lab, the program is currently unable to consider interevent processes when the biofilter is empty. These processes can however be of great importance for some contaminants. The program also assumes a time dependency whereas it has been seen that a short retention time may be sufficient to achieve good reduction efficiency. The model used is a highly lumped conceptual model with few parameters so further research aiming at the creation of correction factors for the main affecting parameters is believed to be required in order to avoid design specific calibration. Calibration should also occur over a longer time period in order to consider the variability of stormwater. / I takt med att forskningen kring dagvattens miljöpåverkan på mottagande ekosystem avancerats har hanteringen av dagvatten gått från att enbart fokusera på dess kvantitet till att även fokusera på dess kvalitet. Biofilter är en av flera naturbaserade lösningar som utvecklats för detta ändamål. För att kunna planera och implementera biofilter kan prediktiva modeller vara användbara verktyg för att förutse deras prestanda i ett tilltänkt område. Syftet med denna studie var att undersöka möjligheterna att modellera dagvattenreningen i ett biofilter med hjälp av MIKE+. Detta gjordes genom att först försöka modellera de hydrologiska förhållandena i ett biofilter från ett studieområde i Sundsvall och därefter koppla en vattenreningsmodell skapad i ECO Lab. Resultatet visade att det finns några märkbara skillnader mellan de parametrar som påverkar det hydrologiska flödet i biofilter i verkligheten och vad som för närvarande är möjligt att modellera i MIKE+. Det visades att Soakaway-noden som används för att modellera biofilter behöver utvecklas för att kunna modellera de hydrologiska förhållandena på ett korrekt sätt. De främsta förbättringar som krävs är att flödesdämpningen bör ske inom Soakaway-noden snarare än innan eller efter och att denna flödesdämpning bör baseras på filtrets markegenskaper. Retentionsvolymen behöver dessutom integreras i noden och en varierande exfiltrationshastighet tros krävas för att kunna ta hänsyn till hur evapotranspiration varierar över tid. Den hydrologiska modellen sågs ha stor inverkan på vattenreningsmodellen och vissa begränsningar kunde visas hos programmet och den använda modellen. När det gäller ECO Lab kan programmet för närvarande inte ta hänsyn till processer mellan event när biofiltret är tomt. Dessa processer kan dock ha stor betydelse för vissa föroreningar. Programmet förutsätter också ett tidsberoende trots att forskning visat att en kort uppehållstid kan vara tillräcklig för att uppnå god reningseffekt. Modellen som används är en mycket enkel konceptuell modell med få parametrar så vidare forskning rekommenderas med syfte att skapa korrektionsfaktorer för att bättre ta hänsyn till de viktigaste reningsfaktorer och undvika platsspecifik kalibrering. Kalibreringen bör även ske under en längre tidsperiod för att ta hänsyn till variationerna i dagvatten.
|
Page generated in 0.0827 seconds