Gröndalsmagasinet ligger invid Sveriges mest trafikerade väg, Essingeleden. Det är också en av två platser där Trafikverket under tre års tid utvärderat olika reaktiva filtermaterial för rening av dagvatten. Projektet har inte bara resulterat i kriterier för hur en filteryta för vägdagvatten bör utformas och skötas. Det visar också vilka anläggningsmässiga konsekvenser som riktvärden för dagvatten kan få.
Det är en lite gråmulen förmiddag i slutet av april när VA-guidens dagvattenredaktörer möter upp projektledarna Magnus Hallberg och Liselott Berndtsson vid Trafikverkets kontor på Solna Strandväg. Målet för vårt besök till huvudstaden är Gröndalsmagasinet, en av flera anläggningar som omhändertar dagvatten från Sveriges mest trafikerade väg, Essingeleden, med en årsmedeldygnstrafik på närmare 165 000 fordon.
Det som gör Gröndalmagasinet speciellt är att Trafikverket, i samarbete med bland annat Kungliga tekniska högskolan (KTH), under nära tre år utvärderat olika filtermaterial i syfte att rena vägdagvatten.
– Egentligen påbörjade vi arbetet med att utvärdera den här filtertekniken redan i samband med projektet Förbifart Stockholm där vi har liknande krav att förhålla oss till som här, säger Liselotte Berndtsson.
Riktvärden innebar nya krav på Trafikverkets anläggningar
Kraven som Liselott Berntsson syftar på kommer bland annat från Järfälla kommuns riktlinjer för dagvattenhantering från 2016. Dessa riktlinjer syftar bland annat till att underlätta arbetet med att uppnå en god vattenstatus i kommunens sjöar och vattendrag. I riktlinjerna finns recipientspecifika riktvärden för vilka halter av totalfosfor, suspenderad substans, olja, metaller och miljögifter som får släppas ut. Riktvärdena innebar också nya krav på Trafikverkets dagvattenanläggningar.
– Vårt stora problem är zink och koppar. Vi kan klara att nå de flesta av riktvärdena med vanliga dagvattendammar men inte i fallet för dessa två metaller. Riktvärdet för zink och koppar är 15 mikrogram per liter respektive 9 mikrogram per liter, vilket i realiteten motsvarar metaller i löst form. För att nå ner till dessa halter var vi tvungna att börja titta på andra typer av reningstekniker, berättar Magnus Hallberg.
Trafikverket tog därför initiativ till ett projekt där man dels ville undersöka hur väl olika reaktiva filtermaterial kan avskilja lösta halter av koppar och zink, dels hur en filteranläggning bör utformas och dimensioneras för att fungera långsiktigt. För att besvara dessa frågeställningar installerade Trafikverket två pilotanläggningar i anslutning till befintliga dagvattenanläggningar längs med Essingeleden i Stockholm. Den ena filterförsöket gjordes vid ett sandfång i Fredhäll och det andra vid avsättningsmagasinet i Gröndal, där alltså VA-guiden för dagen befann sig.
– Den tidsmässiga omfattningen gör det här projektet unikt. Vad jag känner till har man inte tidigare utvärderat filtermaterial under så här pass lång tid och under verkliga förhållanden, säger Magnus Hallberg.
Automatisk dosering av flockningsmedel för ökad sedimentering
Den del av Essingeleden som avvattnas till Gröndalsmagasinet är ungefär 2,5 hektar stort och består till stora del av en vägbro. Hängrännor längs med bron leder dagvattnet till ett brofäste där ett ledningssystem för vattnet vidare till ett sandfång med skibord och flödesmätare. I sandfånget avlägsnas större partiklar (> 0,15 millimeter) ur dagvattnet innan det rinner in i sedimentationsbassängen.
Därefter leds vattnet vidare till avsättningsmagasinet där flockningsmedel tillsätts för att ytterligare öka sedimentationen. Flockningsmedlet bidrar även till att göra sedimentet mindre hårt i sin konsistens vilket underlättar tömning av magasinet, även om mängden sediment blir större. I magasinet finns även en givare som mäter halten suspenderat material, pH, vattennivå och flöde.
– Doseringen av flockningsmedlet styrs med hjälp av flödet in till magasinet, precis som i ett avloppsreningsverk eller vattenverk. Om vattenflödet är större än en viss nivå, sker doseringen automatiskt. På så sätt har vi kunnat åstadkomma ett mer kostnadseffektivt system där vi inte behöver använda flockningsmedel i onödan, berättar Magnus Hallberg.
Reaktivt filtermaterial (alkaliskt) för att fastlägga löst del av koppar
För att kunna genomföra utvärderingen av de olika filtermaterialen pumpades vatten från avsättningsmagasinet med en dränkbar pump via ett antal ventiler till ett uppsamlingskärl, för att slutligen ledas vidare till ett antal försökskolonner.
Dessa kolonner fylldes sedan med olika typer av material för att utvärdera deras potential för avskiljning av olika föroreningar. Gemensamt för alla filtermaterial som studerades var att de var väldefinierade och bedömdes tillgängliga kommersiellt över tid.
– De olika filtermaterialen testades först i labbförsök på KTH innan de användes i pilotanläggningarna i Gröndal och Fredhäll. Som mest har vi haft fem kolonner med fyra olika reaktiva filtermaterial och en referens med enbart filtersand i gång samtidigt, säger Liselotte Berndtsson.
Varje kolonn med reaktivt filtermaterial byggdes upp med ett 20 centimeter tjockt övre lager skyddssand av typen Råda filtersand, sedan ett filtermaterial på 60 centimeter samt ett dräneringslager på 10 centimeter i botten. Syftet med lagret av skyddssand var att minska behovet av att byta hela filtermaterialet, i synnerhet då man i utvärderingen kunnat se att omkring 80 procent av alla föroreningar fastnar i det översta sandlagret. Att avlägsna koppar visade sig dock vara en särskilt svår nöt att knäcka.
– För att fastlägga och reducera koppar under nio (9) µg/l krävdes ett reaktivt filtermaterial, vilket gav ett förhöjt pH i det renade vägdagvattnet. Av de reaktiva filtermaterialen som testades i pilotförsöken gjordes bedömningen, utifrån ett antal kriterier, att två var lämpliga att använda i framtida fullskaleanläggningar för att reducera löst koppar, säger Liselott Berndtsson.
De två reaktiva filtermaterialen var Leca Filtralite-P och Funke D-Rainclean. Dessa två gav den sammantaget bästa reningen i förhållande till samtliga riktvärden.
Dimensioneringskriterier för en långsiktigt hållbar filteryta
Enligt Magnus Hallberg har utvärderingen av filtermaterialen i Fredhäll och Gröndal resulterat i många värdefulla lärdomar hur filtersystem bör byggas upp för att fungera långsiktigt.
– Vi har för det första kunnat ta fram ett antal olika dimensioneringskriterier som till exempel beskriver hur stor och djup en filteryta behöver vara i förhållande till belastningen av vägdagvatten. Vi har även kunnat skatta gångtiden, det vill säga hur lång tid filtret kan vara i drift innan skyddssanden behöver bytas ut.
Enligt de dimensioneringskriterier som Trafikverket formulerat bör skyddssandlagret i en filteryta ha en tjocklek på minst 20 centimeter, men allra helst 30 centimeter. Detta möjliggör nämligen att vid byte av skyddssandlager kan 20 centimeter ersättas med ny filtersand, samtidigt som resterande 10 centimeter fungerar som en buffert för att inte riskera att avlägsna underliggande filtermaterial.
För ett självfallssystem får ytbelastningen inte överstiga 0,45 meter vattenpelare per timme vid dimensionerande maximalt regn på sex månaders återkomsttid och 10 minuters varaktighet. Detta ger i sin tur en rekommenderad belastning på 130 kubikmeter dagvatten per kvadratmeter filteryta. En grundförutsättning för att använda de framtagna dimensioneringskriterierna är att medelhalten suspenderat material under året inte överstiger 40 milligram per liter i det dagvatten som tillförs filtret.
– Om du ska använda filterteknik måste du ha en försedimentering som klarar att få ner halten suspenderat material tillräckligt. Annars kan du inte få en tillräcklig drifttid på filtret och det kommer att sätta igen, säger Magnus Hallberg med emfas.
Eftersom den sand som användes som skyddssand är en ändlig resurs undersökte man i projektet också om det var möjligt att tvätta sanden för att kunna återanvända den. Enligt Magnus Hallberg visade utvärderingen att det visserligen var möjligt att tvätta skyddssanden, men att det skulle behövas så pass stora mängder vatten att återvinning av materialet inte skulle vara rimligt ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv.
– Vid tvättning såg vi att det skulle krävas sju gånger mer vatten per kilo skyddssand. Till det behöver man också räkna in hanteringen av det förorenade tvättvattnet.
Synliggör hur svårt och kostsamt det kan bli att rena dagvatten
Förutom att ha resulterat i ett flertal kriterier för hur en filteryta för hantering av vägdagvatten bör utformas och dimensioneras menar Magnus Hallberg att projektet också har synliggjort hur svårt och kostsamt det kan bli att rena dagvattentill de nivåer som anges i olika kommuners riktlinjer för dagvattenhantering.
– Säg att du till exempel har en vägyta som är omkring 2 hektar, och du vill ha en självfallsanläggning som reducerar zink och koppar till de nivåer som anges i riktlinjerna. Då talar vi om en filteryta som behöver vara minst 1500 kvadratmeter stor, om du ska kunna uppnå en tillräcklig drifttid på den och du inte ska behöva lyfta bort hundratals kubikmeter filtermaterial. Tack vare det här projektet så får man det svart på vitt vilka enorma ytor som kommer att krävas för en sådan här filteryta.
Magnus Hallberg är tydlig med att han har full förståelse att det kan vara nödvändigt att rena ner till de halter av koppar och zink som finns angivna i exempelvis Järfällas riktlinjer, men att man då behöver vara medveten om vilken ytmässig och ekonomisk investering som kommer att krävas.
– Förhoppningsvis kan våra resultat underlätta till beslut som är så miljömässigt och kostnadsmässigt välgrundade som möjligt.
Framtida fullskaleanläggningar
När i framtiden den första fullskaleanläggningen står färdig och exakt vad den kommer att kosta kan varken Magnus Hallberg eller Liselott Berndtsson svara på. En gissning från deras sida är det kan komma att handla om minst 10–20 miljoner kronor för en anläggning med avsättningsmagasin och filteryta.
Med tanke på att pilotprojektet genomförts vid ett redan anlagt avsättningsmagasin vid Gröndal tänker säkert någon att det vore naturligt att anlägga den första fullskaleanläggningen där. Magnus Hallberg noterar att Gröndalsmagasinet uppfyller de utsläppskrav som ställdes på reningen när magasinet byggdes men var en perfekt plats för pilotförsöken. Men enligt Magnus Hallberg så visar detta på problematiken.
– Det finns inte fysisk plats för att komplettera med en filteryta – Alternativet är en begränsning av trafiken på Essingeleden, vilket i praktiken inte är ett alternativ, för att ytterligare reducera zink och koppar föroreningar.
Planen är i stället att använda resultaten från utvärderingen när fullskaleanläggningar ska byggas inom projektet Tvärförbindelse Södertörn, en två mil lång sträcka som ska gå mellan E4/E20 vid Vårby backe i Kungens kurva till väg 73 vid trafikplats Jordbro i Haninge kommun.
Möjlighet att nyttja anläggningen till andra utvärderingar
Projektet med filterkolonnerna avslutades officiellt i oktober 2023. Idag är det bara en filterkolonn kvar i drift vid Gröndalsmagasinet.
– Planen är att köra den i ytterligare två år och se hur lång tid det tar innan vi kommer att behöva byta skyddssanden en andra gång, säger Magnus Hallberg.
Ett annat syfte med att fortsätta driften av filterkolonnen är att möjliggöra för andra aktörer att utvärdera hur filtret renar andra typer av föroreningar, till exempel mikroplast.
– Vi kommer serva den här anläggningen så att universitet och andra aktörer kan ha möjlighet att testa rening av andra typer av föroreningar eller filtermaterial. Att fler leverantörer utvärderar sina filtermaterial i anläggningarna ser vi som mycket positivt för kommande upphandlingar. Alla som är intresserade av projektet är varmt välkomna hit och vi är mer än glada om vår pilotanläggning kan vara till nytta i andra dagvattenprojekt, avslutar Magnus Hallberg.
Resultaten från alla de utvärderingar som genomförts inom projektet finns samlat i en PDF från Trafikverket. Du hittar sammanställningen här.
