Implementering av aerobt granulärt slam i Sverige

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Implementering av aerobt granulärt slam i Sverige"

Helena Sundqvist
för 5 år sedan
Visningar:

1 H2OLAND Implementering av aerobt granulärt slam i Sverige Mark de Blois H2OLAND 23 maj 2018

2 H2OLAND Program Varför, vad och hur? Österröds ARV, Strömstads kommun Bodalens ARV, Tanums kommun Agnes I, II och III

3 H2OLAND Varför aerobt granulärt slam (AGS)? Det är kompakt (SVU-rapport, nr )

4 H2OLAND Varför aerobt granulärt slam (AGS)? Det är energisnålt (SVU-Rapport, nr )

H2OLAND Vad är aerobt granulärt slam (AGS)? Den rådande definitionen av AGS skapades under den första Aerobic granular sludge workshop 2004 och lyder (de Kreuk et al.

5 H2OLAND Vad är aerobt granulärt slam (AGS)? Den rådande definitionen av AGS skapades under den första Aerobic granular sludge workshop 2004 och lyder (de Kreuk et al., 2007a): Granuler som utgör aerobt granulärt aktivt slam innebär aggregat av mikrobiellt ursprung, som inte koagulerar vid minskad hydrodynamisk skjuvning, och som sedimenterar betydligt snabbare än aktivslamflockar.

6 Kopia bild, Simon Bengtsson, Bio-P nätverksträff, oktober 2017 H2OLAND

7 H2OLAND Hur? Figurer ur SVU-Rapport, nr

8 AGS H2OLAND Reduktion av organiskt material, nitrifikation, denitrifikation och bio-p i ett processteg. I stället för att olika processer sker i volymer med olika miljöförhållanden så uppstår olika miljöförhållanden i olika delar av granulen. SBR-figurer: SVU-rapport, AS-figur: Bild från RHDHV presentationsmaterial

9 AGS H2OLAND Samtidig fyllning och dekantering Fyllning med pluggflöde vilket ger god kontakt mellan granuler och inkommande avloppsvatten. Granulernas storlek ger goda sedimenteringsegenskaper. SVI 10 =SVI 30 Typiska driftparametrar (belastningar inklusive tid för sedimentering) (Bengtsson m.fl., 2017): Belastning: 0,7-1 g COD/l reaktorvolym*dygn Höga slamhalter (6-10 g SS/l) Specifik belastning omkring 0,1-0,14 g COD/(g SS*d) Slamålder dygn. Segregering av slamåldern i reaktorn. Nereda -processen som tillämpas i Strömstad marknadsförs av det holländska företaget RHDHV

10 H2OLAND Fördelar: Lägre driftkostnader: - Lägre energiförbrukning - Normalt inget behov av tillsatt kolkälla - Inga omrörare krävs Bio-P minskar fällningskemikalieförbrukningen God förmåga att hantera chocker, t.ex ph-förändringar Kompakt process Nackdelar: Processen är patenterad Nereda, sekretess Krångligare vid upphandlingar Inga referensanläggningar i Norden För- och nackdelar med AGS Figur: Simon Bengtsson m.fl., 2017

11 H2OLAND Tillbyggnad av Österröds ARV - jämförda alternativ Tre alternativa processlösningar jämfördes (samtliga skulle kompletteras med en aktivslamlinje): 1. Aktivslam (2 200 m 3 ) 2. MBBR (1 100 m 3 ) 3. AGS (Nereda, 2 x 750 m m 3 buffert) Vald processlösning: AGS som komplement till ett renoverat aktivslamsystem. Den första anläggningen i Norden med AGS (Nereda ) Hela om- och tillbyggnaden klar sommaren 2019 AGS-linjen startas upp i juni 2018

Om- och tillbyggnad av Österröds ARV Turistkommun med höga sommarbelastningar Dimensionerat för 30 000 pe, dimensionerande flöde 300 m 3 /h Anledningar till ombyggnad:

12 Om- och tillbyggnad av Österröds ARV Turistkommun med höga sommarbelastningar Dimensionerat för pe, dimensionerande flöde 300 m 3 /h Anledningar till ombyggnad: Kapacitetsproblem i den befintliga aktivslamprocessen främst för kväverening och slamavskiljning Dagens verk är gammalt och omodernt Stora nyanslutningar planeras mycket enskilda avlopp H2OLAND

13 H2OLAND Österröds ARV Foto: Jan Simonsson, Strömstads Höjdfoto

14 Österröds ARV 2019 H2OLAND Foto: Jan Simonsson, Strömstads Höjdfoto

15 AGS-processen på Österröds ARV H2OLAND

H2OLAND Bodalens ARV Tar emot avloppsvatten från Grebbestad och flera småorter i Tanums kommun. Byggdes 2012.

16 H2OLAND Bodalens ARV Tar emot avloppsvatten från Grebbestad och flera småorter i Tanums kommun. Byggdes Dimensionerat för pe 3 SBR-reaktorer med en volym om ca m 3 /reaktor följt av mikrosil Effektiv volym ca m3/reaktor, djup 6,5 meter

Utmaningen H2OLAND 2016 var verkets kapacitet i starkt behov av utökning i samband med anslutning av Fjällbacka, Tanumshede och i framtiden även Hamburgsund.

17 Utmaningen H2OLAND 2016 var verkets kapacitet i starkt behov av utökning i samband med anslutning av Fjällbacka, Tanumshede och i framtiden även Hamburgsund. Den hydrauliska kapaciteten behövdes utökas rejält. Den aeroba slamåldern behövdes utökas särskilt på vinter (3-4 gr. Celcius) Lösning: Man sänker cykeltiden vilket ger fler dekanteringar per dygn. I första hand ska de mindre effektiva sekvenser i cykeln kortas ned eller skäras bort helt.

18 H2OLAND

19 H2OLAND

20 Cykeltider H2OLAND Total cykeltid idag inställd på 800 min men varierar med flödet Vid höga flöden är cykeltiden ca. 240 min Faser i cykeln: 1. Inpumpning ca. 60 min 2. Luftad fas med simultan N/DN eller efter-dn. Satt till minst 60 minuter. 3. Sedimenteringsfas Från början 3 h, nu ca 30 min 4. Dekanteringsfas Från början 200 min, nu ca 60 min Faser som ej tillämpas: anoxisk fas och hydrolysfas

21 SBR-processen på Bodalens ARV H2OLAND Överskottsslam tas endast ut via mikrosilen Låga fosforhalter uppnås utan tillsats av fällningskemikalie Minskade cykeltider så stor andel av cykeln som möjligt är luftad Förbättrade slamegenskaper SVI 30 så låg som 50 ml/g Låga syrehalter, 0,5 2 mg/l. Denitrifikationsfaser har begränsat tillämpats de senaste åren eftersom viss simultan N/DN och efter-dn med lagrad kolkälla sker. Minskad partikelbelastning till SBR-processen genom omstyrning av interna flöden. I framtiden möjlighet till försedimentering. Förbättrad processövervakning Möjlighet till fällningskemikaliedosering före mikrosilarna för att undvika höga utgående fosforhalter vid fosforsläpp

22 Möjligheter med Bodalens ARV H2OLAND Tre reaktorer ger stora möjligheter att jämföra olika processförhållanden En optimerad, konventionell SBR-anläggning med selektivt slamuttag kan vara ett alternativ till AGS/Nereda Nya dimensioneringsregler skapas: Simultan nitrifikation/denitrifikation, slamålderberäkningar, högt belastade mikrosilar, bio-p, etc.

23 H2OLAND Utblick Agnes I, II och III PhD student Jennifer Ekholm

24 AGNES: Aerobic Granular sludge Nutrient removal recovery Efficiency in Sweden En forskningssatsning mellan många partners Målsättning: att öka kunskapen om AGS för kommunal avloppsvattenrening för tydligare beslutsunderlag och enklare tillämpning av tekniken, utveckla driftsrutiner och utvärdera nya processkombinationer. Finansiering: Än så länge bl. a. SVU, Sweden Water Research.

AGNES: I - En kunskapssammanställning Summering

25 AGNES: I - En kunskapssammanställning Summering av kunskapsläget i världen idag. Sammanfattande SVU rapport Jämförelse av AGS med andra tekniker Teknisk reviewartikel över AGS Bengtsson et al Environ. Technol. Mar 20:1-10 Bengtsson et al Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 48(2):

26 AGNES: II AGS i fullskala Implementering av AGS i fullskala i Sverige. Undersökningar vid Österröd ARV i Strömstad. Kompletterande studier av AGS i mindre skala (lab-, pilotskala) Jämförelser med andra verk (Bodalen ARV m.fl.) Doktorand: Jennifer Ekholm, Vatten Miljö Teknik (WET), Chalmers. Startat våren Handledning och projektledning: Britt-Marie Wilén (Chalmers) Mark de Blois (H2OLAND) Frank Persson (Chalmers) Mark van Loosdrecht (TU Delft) David Gustavsson (Sweden Water Research / VA SYD)

27 AGNES: II AGS i fullskala Målsättningar: - Utvärdera och utveckla AGS för att nå gränsvärden för N (5 mg/l) och P (0.1 mg/l) - Analysera hur låga vintertemperaturer (3-10 C) påverkar processen - Bedöma vikten av valet av ymp för uppstart av AGS - Undersöka hur variationer in inkommande vatten (SS, COD, VFA, P) påverkar processen - Jämföra AGS i Strömstad med andra processer, bl a SBR i Bodalen med avseende på footprint, energiförbrukning, processeffektivitet och driftskostnader - Utvärdera utsläpp av växthusgaser (lustgas) - Undersöka hur de mikrobiella samhällena i granulerna utvecklas

Vad händer över tid? Metagenomik med amplikonsekvensering Hur ser strukturen på granulerna ut?

28 Olika grupper av mikroorganismer AGNES: II AGS i fullskala Exempel på mikrobiella frågeställningar och metoder inom projektet. Data som visas är ifrån andra AGS projekt på WET, Chalmers. Vilka är mikroorganismerna? Vad händer över tid? Metagenomik med amplikonsekvensering Hur ser strukturen på granulerna ut? Var sitter mikroorganismerna? FISH och konfokalmikroskopi Tid Szabo et al Front. Microbiol. 8: 770 Szabo et al AMB Express 7: 168

29 AGNES: III Ny styrning och nya processkombinationer Planerad studie (väntar på beslut om finansiering) Försök i pilotskala på Sjölunda ARV, Malmö. Målsättningar: - Utvärdera funktion, stabilitet, reproducerbarhet och mikrobiell samhällsutveckling för AGS - Utveckla ny styrning och optimering av AGS genom att styra matarvattnets sammansättning - Utveckla nya processkombinationer för att möjliggöra fosforåtervinning - Utvärdera hela behandlingskedjan med AGS utifrån energianvänding, klimatpåverkan, återvinning av näringsämnen och footprint Handledning och projektledning: Frank Persson (Chalmers) Britt-Marie Wilén (Chalmers) Simon Bengtsson (Promiko) Mark van Loosdrecht (TU Delft) David Gustavsson (Sweden Water Research / VA SYD)

30 H2OLAND Tack!

Relevanta dokument

Nordens första anläggningar med aerobt granulärt slam De första resultaten från Strömstad & Tanum

Nordens första anläggningar med aerobt granulärt slam De första resultaten från Strömstad & Tanum Mark de Blois H2OLAND AB Bio-P-nätverksträff 9 oktober 2018 H2OLAND Program Bakgrund till aerobt granulärt