Function of soil-based on-site wastewater treatment systems - Biological and chemical treatment capacity

On-site wastewater treatment systems are among the main Swedish anthropogenic sources of nutrients causing euthropication of the Baltic Sea. Among on-site systems in Sweden almost half have septic tank treatment followed by a soil-based system, in which the wastewater is treated through soil filtration. In this study a soil based technique for on-site wastewater treatment is studied where wastewater is filtered through a sand filter. Composite samples of influent and effluent at two sand filters in the area of Stockholm are sampled to determine their chemical and biological function and to compare their treatment capacity to requirements. Parameters within the scope of the study are tot-P, NH4-N, DOC, pH, turbidity and dissolved oxygen. Biological function was considered to be good in both systems as nitrification was high and the effluent had sufficient levels of dissolved oxygen suggesting aerobic conditions. Prevailing aerobic conditions in the sand filters would also indicate good reduction of organic substances which is the case for DOC as it was reduced by above 85 % for one site and almost 70 % for the other site. The overall high reduction of organic micropollutants in the systems, reported in another study, also suggests that biological function when it comes to reduction of organic substances is good. On the other hand, chemical function, with respect to reduction of phosphorus, was not sufficient as none of the systems fulfilled the requirements from HaV for normal or high protection level. In the systems tot-P was reduced by 42 and 54 % respectively. A drawback with the method approach used in the study is that the obtained reduction results only can represent the actual situation if variations in incoming and outgoing flow, variations in influent concentrations and magnitude of dilution of effluent compared to daily wastewater load are small. As these are unknown in this case it adds uncertainty to the results.Decentraliserade system för rening av avloppsvatten är bland de huvudsakliga svenska antropogena källorna till näringsämnen som bidrar till övergödning av Östersjön. Bland decentraliserade system i Sverige är nästan hälften system med slamavskiljare följt av ett markbaserat system i vilket avloppsvattnet renas genom infiltration i jord. I denna studie studeras en markbaserad teknik i vilken avloppsvattnet filtreras genom sand, en så kallad markbädd. En fältundersökning gjordes där samlingsprov av ingående och utgående avloppsvatten togs på två markbäddar i Stockholmsområdet för att bestämma deras biologiska och kemiska reningsfunktion samt att jämföra avskiljningen av fosfor i systemen med rekommendationer från HaV. Parametrar som inkluderats i studien är totalfosfor, ammonium-kväve, löst organiskt kol, pH, turbiditet och löst syre. Biologisk funktion ansågs bra i båda markbäddarna eftersom nitrifikationen var hög och utgående vatten hade tillräckliga halter av löst syre vilket implicerar att markbäddarna var väl syresatta. Rådande syrerika förhållanden i markbäddarna antyder också att organiskt material bryts ned avsevärt, vilket är fallet för löst kol som reducerades med mer än 85 % i en av markbäddarna och med nästan 70 % i den andra. Den höga reduktionen av organiska mikroföroreningar som påvisats i markbäddarna i en annan studie tyder också på att biologisk funktion med avseende på avsklijning av organiska substanser är bra. Kemisk funktion, med avseende på avskiljning av totalfosfor, var inte tillräcklig då ingen av markbäddarna levde upp till reduktionskraven från HaV för normal eller hög skyddsnivå. Totalfosfor avskiljdes med 42 respektive 54 % i markbäddarna. En nackdel med metoden som användes i studien är att de resultat som fåtts för avkiljning av de olika parametrarna endast kan representera den verkliga situationen om variationer i in- och utgående flöde samt variationer i ingående vattenkoncentrationer är små och om utspädningseffekten av utgående vatten är försumbar