Vattenreningsteknik 3p (5p)

Transkript

1 Välkomna till kursen Vattenreningsteknik 3p (5p) Bengt Carlsson 1 Mekanisk behandling Sand Galler fång Sed. 4 2 Biologisk rening Aktivslamprocess Sed. Slambehandling Avvattning Slam 3 Kemisk rening Fällningskemikalier Sed. Rejektvatten Förtjockning Rötning

2 Studiebesök till Lagga

3 Studiebesök Kungsängsverket (Uppsala)

4

5 Reningsverkssimulator på Internet

6 Rening av avloppsvatten Sammandrag av Kap 1-3 i Introd. till avloppstekniken + lite tillägg Bengt Carlsson Bengt Carlsson Bengt.Carlsson@it.uu.se

7 Innehåll 1. Kort historik 2. (Samhällets krav) 3. Sammansättning och mängd. 4. Fosfor 5. Slamhantering

8 1. Kort historik 1800-talet Sverige: Epidemier, hygienproblem, latriner odör. 1850: barnadödligheten i Stockholm högst bland ett antal städer i Europa. 1883: Första WC n i Stockholm, 20 år senare 400 st. Införandet av WC var kontroversiellt: hygien - kretslopp 1930: Stockholm lägsta barndödligheten jämfört med ett antal Europeiska städer. EPOKER Folkhälsoepoken (även brandskydd) nutid Miljöskyddsepoken Nutid - Kretslopp, hållbarhet, återvinning av näringsämnen...

9 UTBYGGNAD Tid Problem Åtgärd 1940 Synliga föroreningar Sedimenteringstankar 1950 Låg syrehalt Biologisk rening 1970 Övergödning Kemisk fällning+biol.ren 1990 Marin övergödning Kväverening 00XX Hållbarhet?????? Hur ska reningsverken se ut i framtiden? Forskarfråga, se

10 Avloppsvattenrening i tätorter (reningsverk för fler än 2000 personer)

11 Föroreningspåverkan (välkänt!) Avsättningar Grumlighet/missfärgning Syrekonsumption (=> fiskdöd, dålig lukt) Eutrofiering (algproduktion => syrebrist) Giftverkan Anrikning

12 2. Samhällets krav I kursboken beskrivs situationen Läses kursivt! Från 1999: Miljöbalken: Stora ARV Miljödomstolen Små ARV - Länsstyrelsen

13 3. Sammansättning och mängd Avloppsvatten (förorenat vatten från samhället): Spillvatten hushåll industri Dagvatten (regn o smältvatten) Dränvatten (läckage av grundvatten) Kombinerat ledningssystem: allt vatten i en ledning Duplikat ledningssystem: skilda ledningar för spilloch dagvatten

14 Föroreningsparametrar Organiska föroreningsparametrar (summanalyser): Biokemisk syreförbrukning, BOD Kemisk syreförbrukning, COD Glödförlust Totalt organiskt kol, TOC Suspenderat (partikulärt) substans (SS) Fosfor (P) Kväve (N)

15 Fosfor (P) och kväve (N) P: Organiskt (löst och suspenderat) Löst oorganiskt: Ortofosfat Polyfosfat N: Organiskt bundet Oorganiskt: Ammonium Nitrit Nitrat

16 Koncentrationer Koncentrationener betecknas ofta mg NH 4 N per liter (eller g/m 3 ). Tillägget -N visar att det är vikten av N atomen som avses snarare än hela molekylen. Genom att använda N-atomen blir massbalansberäkningar enkla: T ex vid nitrifikation omvandlas 1 mg NH 4 N till 1 mg NO 3 N. I kursen kommer vi oftast att utelämna -N. I modellbeskrivningar används ofta S NH istället för NH 4 N och S NO istället för NO 3 N

17 Mängder och sammansättning Tyskland ca 150 l/p,d Sverige ca 200 l/p,d USA ca 400 l/p,d Typisk sammansättning av orenat avloppsvatten: SS 200 mg/l BOD mg O 2 /l P 3-7 mg/l N 30 mg/l (framförallt ammonium) personekvivalent (pe) : räkna om industribelastning till motsvarande personbeastning. Normalt används 70 g BOD 7 /dag

18 Utsläppsvillkor Kraven beror av storlek av verket och plats. Inga generella regler. Typiska krav (årsmedelvärden): Små ARV (< pe) inlandet: 15 mg BOD7/l 0.5 mg tot-p/l Stora ARV (> pe) : 15 mg tot-n/l 15 mg BOD7/l 0.5 mg tot-p/l Mycket stora ARV (> pe) med utsläpp i havet från norska gränsen till Norrtälje: 10 mg tot-n/l 15 mg BOD7/l 0.3 mg tot-p/l

19 Gränsvärde. Ett värde som aldrig får överskridas alt underskridas. Riktvärde. Ett värde som, om det överskrids/underskrids skall föranleda åtgärder för att förhindra upprepning. Se vidare: eskri/snfstext/194-7.htm

20 4. Fosfor (P) Problem: Utsläpp av fosfor till recipienten ger eutrofiering. Ändlig resurs, bör således återföras till växande grödor. Huvuddelen av fosforen i kommunalt avloppsvatten kommer från fekalier och tvättmedel. P-konc var vid 1940-talet omkring 2-4 mg/l. Under de två följande årtiondena steg koncentrationen kraftigt mg/l. Efter införandet av fosfatfria tvättmedel har konc sjunkit igen (3-7 mg/l)

21 Flera ersättningspreparat för fosfor i tvättmedel finns. Preparaten är dock ej helt problemfria: Miljökonsekvenserna av ersättningspreparaten ej kända. En del preparat, kan ej helt avskiljas i reningsverken. Fosforsubstituten kan ge lägre tvätteffekt, minska maskinlivslängd och klädernas livslängd.

22 5. Slamhantering Komplext problem: Miljökrav (bromerade flamskyddsmedel mm mm) Kretslopp, innan slamstoppet återfördes cirka 25% av tillförd P till jordbruket. Acceptans (hygien) Ekonomiska drivkrafter (t ex deponiavgift) Huvudaktörer: Svenskt vatten (Intresseorg för reningsverken) LRF Lantbrukarnas riksförbund Naturvårdsverket

23 Slamhantering inom EU (ca 1999) Jordbruksanvändning (35%) Deponering, utfyllnad (40%) Förbränning (10%). Ökar!! Tillförsel till havet!! Övrigt metoder (fiskföda, bränsle, byggnadsmaterial) Naturvårdsverket delmål var: År 2000: Minst 75% av slammet i hållbart kretslopp År 2010: Minst 90% av slammet i hållbart kretslopp

24 Naturvårdsverket Aktionsplan (dec 2002): Lång sikt: Alla näringsämnen där praktiskt möjligt ska återföras. År 2015: Minst 60% av fosforn i avlopp ska återföras till produktiv mark. Minska mängden föroreningar till åkermark och avlopp. Minska risk för smittspridning.

25 Vad är lösningen på slamproblematiken??? En giftfri miljö! Tills dess: Förbränning (kortsiktigt?) Processer som kan separera näringsämnen och tungmetaller, t ex: - Aqua Reci, se Urin- klosettvattensystem (dock dyrt)