SVU-rapport 2013-23: Avgasning av slam för ökad reningskapacitet och förbättrade slamegenskaper (Avlopp & Miljö)

Information om allmänt tillgänglig rapport från Svenskt Vatten Utveckling!
Nr: 2013-23 (publicerad 20131217, numera allmänt tillgänglig)
Titel: Avgasning av slam för ökad reningskapacitet och förbättrade slamegenskaper
Författare: Marinette Hagman, NSVA; Salar Haghighatafshar, Lunds tekniska högskola; Andreas Thunberg, Käppalaförbundet; Jonas Grundestam, Stockholm Vatten AB; Annika Nyberg, VA SYD; Mats Jonasson, Maria Mases, SWECO Environment AB; Britt-Marie Wilén, Chalmers tekniska högskola; Jes la Cour Jansen, Lunds tekniska högskola
Område: Avlopp & Miljö

Sammandrag: En testmetod har utvecklats för att utvärdera vakuumavgasningseffekt på slamegenskaper (bl. a. slamvolym, sjunkhastighet) för olika slam på valda reningsverk i Sverige genom försök i laboratorieskala.

Sammanfattning: Avgasning av aktivt slam med vakuum presenterades år 2005 som en metod för förbättring av sedimenteringsegenskaperna på anläggningar med kväverening. Kvävgas i aktivt slam brukar vara mättad på grund av luftning (varav ca 80 % av luften är N2), samt på grund av denitrifikationsprocessen. Följaktligen produceras kvävgas inom flockstrukturen som inte kan lösas i det omgivande vattnet. Kvävgasen blir därför instängd i flocken som bubblor. Detta leder till lägre densitet av flockarna vilket försämrar sedimenteringsegenskaperna av det aktiva slammet. Genom vakuumbehandling av slam, som i fullskala sker i vakuumtornen, ökar gasbubblornas storlek varpå flockstrukturen bryts och gasbubblorna kan tillsammans med andra gaser d.v.s. syrgas och koldioxid lämna slammet. Efter återflockulering kan bättre sedimenteringsegenskaper uppnås och sedimenteringsbassängerna kan belastas högre. Därmed kan slamhalten i aktivslambassängerna ökas och en högre behandlingskapacitet erhålls. Problem med slamflykt p.g.a. dåliga sedimenteringsegenskaper har minskat kraftigt på de anläggningar som har infört avgasningsteknik i fullskala.

Avgasning av aktivt slam testades på åtta olika reningsverk med en utrustning i laboratorieskala utvecklad vid Lunds universitet. Grundparametrar avseende de testade slammen samlades in under experimenten medan vissa undersöktes specifikt både före och efter avgasning. Resultaten visar att koncentrationerna av syre, ammonium och nitrat i det aktiva slammet förmodligen inte spelar någon betydande roll med avseende på den undersökta teknikens effektivitet eller slamvolymindex, som är en vanlig uppföljningsparameter för sedimenteringsegenskaper av aktivt slam.

Resultaten tyder på att reningsverk med fullständig kväverening i aktivt slam, d.v.s. nitrifikation och denitrifikation, påverkas mest påtagligt av avgasning medan slamvolymindex på andra verk inte förändras lika mycket vid behandling av avgasning. Det bör noteras att högbelastade reningsverk med nitrifikation i nitrifierande biobäddar, d.v.s. Sjölunda ARV i Malmö och Ryaverket i Göteborg, inte påverkades alls av avgasning. Förmodligen på grund av deras processkonfiguration vilken leder till mindre bubbelbildning i flockarna.

Nitrifikations- och denitrifikationskapaciteten i aktivt slam före och efter avgasning uppskattades och utvärderades genom laboratorieexperiment. Resultaten visade att ingen signifikant skillnad i kapacitet kunde påvisas vid avgasningen av slam. Detta överensstämmer väl med mikroskopiobservationer som inte heller visar någon synlig förändring i flockstrukturen av slammet. Däremot var grumligheten av klarfasen i det sedimenterade slammet högre efter vakuumbehandling på de flesta reningsverken i jämförelse med referensen. Detta skulle kunna bero på flera frisimmande celler som har observerats och av utsläppta extracellulära polymera substanser från flocken på grund av hög skjuvspänning under behandlingen.

Resultaten visade att avgasning av slam är effektiv på anläggningar med både nitrifikation och denitrifikation i aktivslamprocessen. Även om det är svårt att dra konkreta slutsatser baserat på resultat från enbart laboratorieskaleförsök så verkar det som om effektiviteten i tekniken är främst beroende av slammets initiala slamvolymindex, vilket i sin tur oftast beror på reningsverkets befintliga processkonfiguration. Resultaten i denna studie tyder på att avgasningstekniken kan förväntas ha högre effektivitet vid reningsverk med slamvolymindex över 300 ml/g.

Ekonomisk utvärdering av fullskalainstallation visar att kostnaderna per personekvivalent bli lägre ju större reningsverket är. Detta är rimligt med tanke på att större torn kan installeras vid ett större verk och kostnaden per flöde är lägre för ett stort torn jämfört med ett litet. Avgasningstekniken kan vara ett yteffektivt sätt att öka kapaciteten på ett reningsverk och även kostnadseffektivt i jämförelse med utbyggnad av bassängvolymer för aktivt slam.

Sökord: Vakuum, avgasning, aktivt slam, slamvolymindex, kväverening
Keywords: Vacuum, degassing, activated sludge, sludge volume index, nitrogen removal

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Läs mer i rapporter från SVU/VA-Forsk inom samma ämnesområde:
2013-18, Styrning av luftningsprocesser i avloppsreningsverk, Linda Åmand, IVL Svenska Miljöinstitutet
2009-09, Biologisk fosforavskiljning i Sverige – Erfarenhetsutbyte och slamavvattning, Jes la Cour
Jansen, Eva Tykesson och Karin Jönsson och Lars-Erik Jönsson
2009-08, Biologisk fosforavskiljning i Sverige – Uppstart och drift, Jes la Cour Jansen, Erik Särner, Eva Tykesson, Karin Jönsson och Lars-Erik Jönsson
2008-04, Konduktivitetsmätningar som mät- och kontrollmetod vid kommunala avloppsanläggningar, Erik Levlin, Bengt Hultman

Rutin för utgivande av Svenskt Vatten Utvecklings (SVUs) egna rapporter!
Nya egna SVU-rapporter informeras om och är tillgängliga endast för medlemmar
under de tre första månader genom länk som skickas ut i e-post.
Efter tre månader blir rapporterna fritt tillgängliga för alla som vanligt genom Svenskt Vattens hemsida, vår rapportdatabas, Vattenbokhandeln och Newsdesk. Medlemmar, företagsabonnenter och  icke-medlemmar som anmält sig till SVUs sändalistor får då rapportinformation och länk genom Newsdesk.
C-rapporter blir allmänt tillgängliga direkt som vanligt och får även fortsättningsvis skickas vidare direkt till eventuellt intresserade.

Tipsa en vän!
Skicka detta mejl vidare till en vän/kollega som du tror är intresserad av SVUs rapporter!

Anmäl intresse för info-mejl!
Skicka mejl till e-postadressen: SVU@svensktvatten.se.
Skriv i ”Ämnesraden” att du vill ha framtida info-mejl, så lägger vi till dig på sändlista. 

Synpunkter!
Vi inom Svenskt Vatten Utveckling (SVU) vill gärna ha synpunkter på rapporterna. Anledningen är att vi avser att sammanställa den sammanlagda nyttan av SVU. Alla synpunkter, positiva som negativa är högst välkomna. Ange då vilken eller vilka rapporter kommentarerna avser.
Skicka mejl till e-postadressen: SVU@svensktvatten.se.
Skriv i ”Ämnesraden” att mejlet handlar om synpunkter på SVUs rapport/er. Tack på förhand.