Utredning av igensättningsproblematik i markfilter av sorbtionstyp vid Gräfsåsens avfallsanläggning

Markfilter för rening av vatten har utvecklats under årens lopp till att besitta skräddarsydda egenskaper anpassade för rening av lakvatten. Lakvatten innehåller en rad olika föroreningar, vilka beror på det deponerade materialets beskaffenhet. I sorptionsfilter kombineras ett traditionellt filters mekaniska förmåga att avskilja partiklar och biologiska förmåga att bryta ner organiskt material, med en eller flera sorbenter, vilka verkar för att fastlägga eller fälla föroreningar. Inte sällan drabbas dock denna typ av filter av igensättningar, vilket reducerar filtrets kapacitet och livslängd. Vid deponin i Gräfsåsen, tillhörande Östersunds kommun, installerades 2013 ett markfilter av sorptionstyp framtaget av konsult, vilket uppgavs ha en livslängd på 10-15 år. Efter installering av filtret visar sig kapaciteten vara sämre än förväntat och dessutom snabbt sjunkande över tid. Justeringar i filtermaterialets sammansättning sker efter ett par månades drift, men problemet med igensättningar/låg kapacitet kvarstår. Detta examensarbete utformades i syfte att utreda igensättningsproblematiken med sorptionsfiltret vid Gräfsåsen och att föreslå förbättringsåtgärder. Den andra delen bestod av att kontrollera konsultens dimensioneringsberäkningar och jämföra med olika beräkningsmodeller för markfilter. Analysresultaten och beräkningarna kompletterades med ett praktiskt försök att filtrera lakvatten och kranvatten i varsin filterkolonn som utformades med samma proportioner och material som det aktuella filtret. Avsikten med kolonnfiltreringen var att bedöma materialets hydrauliska kapacitet och undersöka om det fanns eventuella skillnader i rinntider för lak- respektive kranvatten. Filtreringen visade att packningsgraden av filtermaterialet är av stor betydelse för genomsläppligheten, inga slutsatser om vattenkvaliténs påverkan kunde dock dras. Karaktäriseringen visade att lakvattnet i Gräfsåsen innehöll höga halter BOD, POC, aluminium, svavel, kalcium och fosfor. Analyserna och jämförelserna sammantaget indikerade att metalloxider och karbonater fälldes i filtret. Beräkningarna visade att filtret dimensionerats för ett genomsnittligt mindre flöde än vad som bedömdes vara lämpligt. Den hydrauliska konduktiviteten för filtermaterialet var lägre än konsultens rekommendationer, vilket i praktiken innebar att kapaciteten för filtret var en tredjedel av flödet man avsett att dimensionera för..Filters for treatment of leachate have been developed over the years to hold tailor-made properties for the treatment of leachate. Leachate contains a variety of pollutants, which depends on the waste upon the landfill. In sorption-filters the traditional filter’s mechanical ability to remove particles and biological ability to break down organic material, is combined with one or several sorbents which act to precipitate or trap contaminants. However, it is rather common that these types of filters suffer from clogging which result in reduction of the filter’s capacity and lifetime. At the landfill in Gräfsåsen, belonging to the municipality of Östersund, a sorption filter developed by a consultant was installed in 2013, which was estimated to have a lifespan of 10-15 years. When installed, the capacity of the filter was lower than expected and also decreased rapidly over time. The filter media had to be redesigned after a couple of months in operation, but the problem with clogging/low capacity remained. This thesis was shaped to investigate the causes of the clogging problem of the filter at Gräfsåsen and to suggest improvements. The study consisted mainly of two parts, one part consisted of interpreting and comparing test results and characterize the leachate from a study of leachate from IVL (Swedish Environmental Research Institute). The second part consisted of controlling the consultant’s sizing and compare with other models for sizing filters. The analytical results and calculations were supplemented with a practical test to filter leachate and tap water in separate filter columns, designed with the same proportions and materials as the existing filter. The purpose of the filtering columns was to assess the material's hydraulic capacity and to examine whether there were any differences in the flow times of the leachate and tap water. The filtering showed that the degree of compaction of the filter material is of great importance for the permeability, no conclusions regarding the water quality’s impact could be drawn. The characterization indicated that the leachate in Gräfsåsen contained high concentrations of BOD, POC, aluminum, sulfur, calcium and phosphorus. Analyzes and comparisons collectively indicated that metal oxides and carbonates precipitated in the filter. The calculations showed that the filter is dimensioned for an average flow rate less than what was assessed appropriate. The hydraulic conductivity of the filter material was lower than the consultant's recommendations, which in practice meant that the capacity of the filter was a third of the flow it intended to be designed for