Mekanisk, biologisk og kemisk rensning

Det første spildevandet fra kloakken møder på renseanlægget er en rist. Risten fungerer som en form for si. Risten består af risteplader med små huller i, som spildevandet løber igennem. Fladerne mellem hullerne tilbageholder større faste ting fra spildevandet, som ristefladerne ved rotation løbende bliver fjernet. Ristestoffet består af fast materiale som fx toiletpapir, bind, gulvklude, vatpinde, vådservietter og kondomer. Der frasorteres også organiske stoffer som madrester, hår og afføring.

Ristestoffet, der er fjernet fjernet fra spildevandet, transporters i en container på en lastbil til et forbrændingsanlæg og dermed udnyttes energien i ristestoffet ved afbrænding til fx det lokale fjernvarmenet.

Efter ristene er turen kommet til sand- og fedtfanget. I dette rensetrin fjernes olie, fedt og sand ved at udnytte forskellene i vægtfylde: olie og fedt flyder ovenpå - sand og grus synker til bunds. en mekanisk skraber fjerner henholdsvis  fedt og olie fra overfladen og sand og grus fra bunden.

Det fjernede sand kan genbruges industrielt fx til betonfremstilling.

Det fjerne fedt og olie genbruges til produktion af biogas i rådnetanke.

Forklaringstanken er sidste trin i den mekaniske renseproces. I dette bassin fjernes uopløst materiale fx små klumper af organisk stof som rester af afføring og mad. Spildevandet løber langsomt igennem forklaringstanken. Herved synker det uopløste materiale i spildevandet til bunds ved hjælp af tyngdekraften. Det organiske, bundfældede stof presses mod centrum af bunden af en langsomt kørende mekanisk skraber. Det bundfældede stof kaldes primært slam og pumpes nu til rådnetanke. Overfladevandet i forklaringstanken løber ned i en kanal, som leder det mekanisk rensede spildevand videre til den biologiske rensning.

Biologisk rensning af spildevand er baseret på de mange forskellige mikroorganismer, der naturligt forekommer i spildevand.

Mikroorganismerne omsætter og nedbryder de forurenende stoffer i spildevandet.

Ved at styre processerne på renseanlægget sikres det, at der hele tiden er tilstrækkelig mange af de bakterier, som har størst betydning for rensning af spildevandet, og at de har optimale levevilkår.

Den biologiske rensning foregår i luftningstankene. Her fjernes opløst organisk stof, nitrogen og fosfor, som hvis det ikke fjernes på renseanlægget, vil forurene det vandmiljø hvortil vandet ledes efter renseanlægget – om det er et vandløb, en sø eller havet.

For at fjerne nitrogen og fosfor er det især tre typer af mikroorganismer, der er væsentlige:

De nitrificerende bakterier omsætter ammoniak-kvælstof til nitrat-kvælstof. Denne proces sker under iltrige (aerobe) forhold.

De denitrificerende bakterier omsætter den dannede nitrat til luftformig kvælstof. Bakterierne omsætter organisk stof ved forbrug af den bundne ilt, der indgår i den nitrat, som de nitrificende bakterier har dannet (anoxisk proces). Herved frigøres ren kvælstof, som forsvinder op i atmosfæren, der i forvejen består af ca.78% kvælstof.

De fosforakkumulerende bakterier er i stand til at optage ekstra store fosformængder i cellerne. Fosforen anvendes som ernergikilde under opformeringen, som sker under iltfrie (anaerobe) forhold ved omsætning af organisk stof. Fosfor frigives samtidig fra cellerne. Under iltrige forhold optager de fosforakkumulerende bakterier igen større fosformængder i cellerne.

På billedet ser du ned i "suppen", der indeholder milliarder af bakterier.

Den biologiske kvælstoffjernelse finder sted i luftningstankene i to processer – nitrifikation og denitrifikation.

Nitrifikationen finder sted under iltrige forhold i luftningstankene, hvor nitrificerende bakterier omdanner ammonium (NH4+) til nitrat (NO3-). For at sikre de iltrige forhold er det nødvendigt at tilføre luft med ilt til spildevandet. Det kan ske enten ved hjælp af overfladerotorer, der pisker luft ind i vandet eller ved at blæse luft ind i tankene fra bunden kaldet bundbeluftning.

På billedet kan du se, hvordan det bobler og syder under nitrifikationsprocessen.

I denitrifikationsprocessen omdanner denitrificerende bakterier nitrat (NO3-) til gassen frit kvælstof (N2), og gassen bobler op af vandet og ud i atmosfæren.

Under denitrifikationen bliver der ikke tilført luft med ilt til spildevandet. Som du kan se på billedet flyder vandet roligt rundt i luftningstanken.

Efter luftningstankene ledes spildevandet til efterklaringstanke, hvor bakterier og andet materiale bundfældes. Det bundfældede materiale kaldes biologisk slam.

En stor del af det biologiske slam genbruges på grund af det store indhold af bakterier. Slammet recirkuleres til starten af den biologiske renseproces. På denne måde sikres det, at der hele tiden er tilstrækkelig mange bakterier i luftningstankene. Processen kaldes en aktiv-slam proces.

Det overskydende biologiske slam pumpes til rådnetanke og biogasproduktion.

Fosfat i spildevandet stammer fx fra vores vaskemidler. Den sidste rest kan ikke fjernes af bakterier men med kemi. Den kemiske proces begynder i forbindelse med luftningstankene med tilsætning af jernklorid.

I spildevandet er fosforen helt opløst som ioner. Fosforen skal fjernes, inden spildevandet kan ledes ud i havet. I vandmiljøet kan for store mængder fosfor og nitrogen resultere i iltsvind. Fosfat fjernes ved at tilsætte jernklorid (FeCl3) . Jern tilsættes, fordi det virker som en magnet på fosfaten. Inden for kemien hedder det, at jern binder sig til fosfaten. Nu er ionforbindelsen jernfosfat dannet. Fosfor kan også fjernes ved at tilsætte aluminiumklorid. 

Jernfosfat er tungt og synker langsomt til bunds i efterklaringstankene. Inden for kemien heddet det, at jernfosfat er tungtopløseligt og kan dermed bundfældes. Det bundfældede jernfosfat, som nu er blevet en delmængde af det biologiske slam, fjernes fra efterklaringstankene ved hjælp af et skrabe system.

Det rensede spildevand har været igennem alle tre renseprocesser og ledes nu til recipient - et vandløb, en sø eller havet og indgår dermed i vandets kredsløb.