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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-85808 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Fahlbeck Carlsson, Sofia |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Arkitektur och vatten |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0027 seconds