Det filtermaterial som används i markbaserade avloppsanläggningar, avsedda för rening av hushållsspillvatten, utgörs traditionellt av naturgrus. Kring hälften av de små avloppsanläggningarna i Sverige bedöms vara markbaserade anläggningar. Samtidigt finns en målsättning om att minska det nationella naturgrusuttaget, och det är inte tillåtet att etablera en naturgrustäkt om det är tekniskt möjligt och ekonomiskt rimligt att använda ett alternativt material. Detta med anledning av att naturgrus betraktas som en ändlig resurs av stor betydelse för Sveriges dricksvattenförsörjning, med tanke på naturgrusförekomsters förmåga att lagra vatten och potential att därmed utgöra vattentäkter. Detta projekt har syftat till att identifiera material som skulle kunna ersätta naturgrus som filtermaterial i markbaseradeavloppsanläggningar, samt att bedöma teknisk funktionalitet och hållbarhet hos dessa alternativa material. Bedömningen av hållbarhet har delats in i miljömässiga, ekonomiska och sociala aspekter. Projektets huvudsakliga frågeställningar var:

1. Vilka material har högst potential som hållbara filtermaterial i markbaseradeavloppsanläggningar?

2. Vilka ytterligare studier behövs för att bättre kunna utvärdera respektive materialspotential samt optimera användningen av dessa material som filtermaterial?

Inledningsvis identifierades 35 potentiella filtermaterial, baserat på erfarenhethosprojektgruppen men också genom inhämtning av förslag från externa parter och litteratursökningar. För att avgränsa studiens omfång beslutades att sju filtermaterial skulle väljas ut för vidare undersökningar, här benämnda djupstudie. Urvalet avmaterial till djupstudien gjordes baserat på hur mycket litteraturdata som fanns tillgängligrörande respektive material. Bedömning av mängden tillgängliga litteraturdata baserades på litteratursökning via den vetenskapliga databasen Scopus, där artiklar som inkluderade tema avloppsrening samt filtrering söktes ut (1 529 artiklar identifierades). Urvalet av de sju filtermaterialen baserades också på om det gick att hitta en expert som kunde ställa upp och svara på frågor gällande respektive material. Experterna var viktiga för projektet då det bedömdes vara svårt att få fram heltäckande information om respektive material och hållbarhetsaspekt enbart vial itteraturkällor. Den litteratur som sökts fram användes som databas för att undersöka filtermaterialens tekniska funktionalitet med avseende på reningseffektivitet (för organiskt material, fosfor, kväve, metaller, bakterier och virus samt organiskamikroföroreningar). För att bedöma materialens potential med avseende på övriga kriterier utfördes ytterligare riktade informationssökningar via vetenskapliga databasersamt bredare sökmotorer (för att finna ”grå” litteratur och andra rapporteradeerfarenheter). Dessutom hölls workshops och intervjuer med de experter som identifierats.

De sju material som valdes ut för djupstudien var:• Ballast från tvättade schaktmassor• Bark• Bergkross• Biokol• Däckklipp• Krossad betong• Grov morän

Bedömningen av materialen skedde genom multikriterieanalys (MKA). MKA är en väletablerad beslutsstödsmetod som används då olika beslutsalternativ, i detta fall val av filtermaterial, utvärderas med avseende på ett flertal aspekter och syftet äratt kunna ge en sammanfattande helhetsbild över alternativens för- och nackdelar. Då de alternativ som ska jämföras i MKA:n har identifierats följer beslut om vilka aspekter, det vill säga kriterier, som ska ingå i analysen. Sedan görs en bedömning av respektive material utifrån respektive kriterium. I detta fall definierades totalt 19 olika kriterier, vilket betyder att totalt 133 individuella bedömningar gjordes (=19kriterier × 7 material). Varje bedömning länkades även till en osäkerhetsbedömning för att belysa vilka aspekter som bedöms vara i störst behov av ytterligare utredning. För att räkna fram en totalbedömning av respektive material räknades poängen för de 19 kriterierna samman till ett slutresultat. Innan dess genomförde dock projektgruppen, med bidrag från projektets referensgrupp, en viktning av de individuella kriterierna, där vissa kriterier bedömdes ha större betydelse än andra för materialens sammantagna hållbarhet.

Sammantaget resulterade bedömningarna i att alla material förutom biokol bedöms kunna ha likvärdig eller högre hållbarhet än naturgrus. Att biokol fick ett sämre poäng är framför allt förknippat med att detta material i dagsläget bedöms kosta betydligt mer än naturgrus. Samtliga material har både för- och nackdelar jämfört med naturgrus – ur olika aspekter beroende på material. Det gör att det högsta totalpoäng som tilldelats ett material (0,35 poäng för bark) är betydligt lägre än det teoretiskt möjliga maxpoänget (3 poäng). Att flera material förefaller ha högre potential än naturgrus tycks lovande för framtiden. En viktig sak att påpeka är dock att denna studie inte har haft till syfte att fastställa vilka material som bör godkännas för faktisk tillämpning i markbaserade anläggningar. För verklig tillämpning bedöms de flesta materialen behöva genomgå ytterligare granskning, bland annat med avseende på:• Modifieringar för att anpassa materialen för aktuell tillämpning.• Efterföljande utvärdering av materialens långsiktiga reningsförmåga.• Hur sammansättning (t.ex. kornstorleksfördelning) och riskminimering (läckage av t.ex. organiska mikroföroreningar) inför användning/försäljning av materialen ska fastställas.

Dessutom finns behov av att utreda den regionala tillgången på material inom olika landsdelar.

The filter media used in soil treatment systems, used for the treatment of domestic wastewater, traditionally consists of natural sand (also referred to as “natural sandand gravel”). Around half of the onsite wastewater treatment systems in Swedenare estimated to be soil treatment systems. At the same time, there is a nationalgoal to reduce the natural sand extraction, and it is not permitted to establish a site for excavation of natural sand if it is technically possible and economically reasonable to use an alternative material. This is because natural sand is considered a finite resource of great importance for Sweden’s drinking water supply, due to the ability of natural sand deposits to store water and the potential to thereby constitute drinking water sources. This project aimed to identify materials that could replace natural sand as filter media in soil treatment systems, as well as to assess the technical functionality and sustainability of these alternative materials. The assessment of sustainability has been divided into environmental, economic, and social aspects. The project’s main topics were:

1. Which materials have the highest potential as sustainable filter media in soil treatment systems?

2. What further studies are needed to better evaluate the potential of the respective material and optimize the use of these materials as filter media?

Initially, 35 potential filter materials were identified, based on the experienceof the project team but also by retrieving suggestions from external parties and by literature search. In order to limit the extent of the study, it was decided that seven materials would be selected for further investigations, here referred to as anin-depth study. The selection of material for the in-depth study was based on how much literature data was available regarding the respective material. Assessment of the amount of available literature data was based on a literature search via the scientific database Scopus, where articles that included the themes of sewage treatment and filtration were searched (1 529 articles were identified). The selectionof the seven materials was also based on whether it was possible to find an available expert who could answer questions regarding each material. The expertswere important to the project as it was considered difficult to obtain comprehensive information about the respective materials and sustainability aspects solely via literature sources. The literature searched was used as a database to investigate the technical functionality of the materials regarding treatment efficiency (considering organic matter, phosphorus, nitrogen, metals, bacteria and viruses as well as organic micropollutants). To assess the potential of the materials with respect to other criteria, further targeted information searches were carried out via scientific databases and broader search engines (to find “grey” literature and other reported experiences). Furthermore, workshops and interviews were organized with the identified experts.

The seven materials selected for the in-depth study were:• Ballast from washed excavation materials• Bark• Crushed rock• Biochar• Tire clippings• Crushed concrete• Coarse-grained moraine

Assessment of the materials was performed through multi-criteria analysis (MCA).MCA is a well-established decision support method that is used when different decision alternatives, in this case the choice of filter media, are evaluated with respect to several aspects and the aim is to be able to provide a summary overview of the alternatives’ pros and cons. When the alternatives to be compared in the MCAhave been identified, a decision follows on which aspects, i.e. criteria, to include inthe analysis. Then an assessment is made of each material based on the respective criteria. In this case, a total of 19 different criteria were defined, which means that a total of 133 individual assessments were made (=19 criteria × 7 materials). Each assessment was also linked to an uncertainty assessment to highlight which aspects are viewed to be most in need of further investigation. In order to calculate an overall assessment of each material, the points for the 19 criteria were added up to a final result. Before that, however, the project group, with contributions from the project’s reference group, carried out a weighting of the individual criteria, where certain criteria were judged to be more important than others for the overall sustainability of the materials.

Overall, the assessment found that all materials except biochar could have equivalent or larger sustainability than natural sand. The fact that biochar received a lower score is mainly associated with the fact that this material is currently estimated to cost significantly more than natural sand. All materials have both advantages and disadvantages compared to natural sand – from different aspects depending on the material. This means that the highest total score assigned to a material (0.35 points for bark) is significantly lower than the theoretically possible maximum score (3 points). The fact that several materials appear to have larger sustainability potential than natural sand seems promising for the future. An important point to note, however, is that this study has not aimed to determine which materials should be approved for actual application in soil treatment systems. For real-world application, most materials are judged to need further assessment, including the following aspects:• Modifications to adapt the materials for the current application.• Subsequent evaluation of the materials’ long-term treatment capacity.• How composition (e.g. grain size distribution) and risk minimization (leakageof e.g. organic micropollutants) prior to use/sale of the materials should bedetermined.

In addition, there is a need to investigate the regional availability of material indifferentparts of the country.