Är aeroba granuler något för svensk avloppsrening? Britt-Marie Wilén Institutionen för Bygg- och miljöteknik Avdelningen för Vatten Miljö Teknik

Transkript

1 Är aeroba granuler något för svensk avloppsrening? Britt-Marie Wilén Institutionen för Bygg- och miljöteknik Avdelningen för Vatten Miljö Teknik 5/18/2016 Chalmers University of Technology 1

2 Vad är aeroba granuler? Suspenderad form av biofilm som bildar runda kompakta aggregat Hög mikrobiell densitet och diversitet Zoner av aeroba, anoxiska och anaeroba miljöer möjliggör samtidig nitrifikation, denitrifikation, bio-p Bildas under särskilda betingelser: SBR, fast-famine, turbulens, hög selektionsgradient (kort sedimentering: 2-5 min) 5/18/2016 Chalmers University of Technology 2

3

4 Winkler et al, Li et al, Verawaty et al, 2013

5 Vad är kunskapsstatus? Sökning i databasen Web of Science gav 531 träffar på aerobic granular activated sludge Högre mikrobiell densitet & diversitet snabbare och robustare nedbrytning Klarar högre organisk/kväve - belastning, toxiska shocker Har annan sammansättning på extracellullära polymerer jämfört med aktivt slam bättre adsorptionsegenskaper (?) Granuler kan inte flockulera på samma sätt som aktivt slam

6 Mer forskning behövs dock. Granuleringsmekanismerna inte helt kända; hur styr man den mikrobiella sammansättningen? Svårt förutse granulers stabilitet och form ibland problem med tex filament Kan ge höga suspenderade halter i utgående vatten Vilken är bästa uppstartsstrategin? 5/18/2016 Chalmers University of Technology 6

7 Reningseffektivitet Studier på Chalmers i lab-skala Organiska belastningar: kgcod/m 3 /d Kvävebelastningar: kgn/m 3 /d COD:N-kvoter: 100:6 100:24 Slamvolymindex: ner mot 50 ml/g Slamhalter 6-8 g/l (eller högre) 5/18/2016 Chalmers University of Technology 7

8 Exempel på lab-skaleexperiment Parameter Enhet R1 R2 R3 t h OLR kg COD/ m 3 / d 3.71 ± ± ± 0.04 NLR kg NH 4 -N/ m 3 / d 0.22 ± ± ± 0.02 SS mg / L 301 ± ± ± 13 E COD % 98.3 ± ± ± 0.6 E nitr % E TN % 65.5 ± ± ± /18/2016 Chalmers University of Technology 8

9 Exempel på utveckling av SVI R1: COD-belastning: 3.68 kgcod/m3/d (COD:N =100:10) R2: COD-belastning: 2.55 kgcod/m3/d (COD:N = 100:15) R3: COD-belastning: 2.74 kgcod/m3/d (COD:N = 100:25) SVI 5 = SVI 30 för granuler 5/18/2016 Chalmers University of Technology 9

10 Studier av uppstart visar att en långsam sänkning av sedimenteringstiden är viktig för bibehållen nitrifikation Svårt bli av med oönskade mikro- Organismer (tunga granuler) Vi testar nu med att jämföra uppstart med olika slam 5/18/2016 Chalmers University of Technology 10

11 Varför kombinera granuler med membranfiltrering? Varierande susp-halter i utgående vatten kräver partikelavskiljning Få en mycket kompakt anläggning Höga krav på reningsgrad Granuler har egenskaper som gör dem lämpliga för membranfiltrering: mindre igensättning av membranen Olika membran beroende på krav på reningsgrad Membranfilter Grövre mesh för slamavskiljning ( µm eller grövre)

12 5/18/2016 Chalmers University of Technology 12

13 Filtrering genom grov filterduk (100 µm) Korttidsexperiment visar att granuler går mycket bättre att filtrera innan igensättning sker Test med sk dynamiskt filter där partiklar i utgående vatten bildar en filterkaka som både filtrerar och bryter ner organiskt material (experiment i inledningsskede) Nästa steg: nedsänkning av membran i reaktorn

14 Effluent Effluent Influent Air supply Influent Air supply A: enstegsprocess B: tvåstegsprocess A B

15 Utmaningar Instabilitet hos granulerna vid drift med MBR Stora krafter på granulerna; sönderfall Selektion av önskvärda mikroorganismer som bildar granuler Reaktorutformning: nedsänkta membran i samma reaktor eller separat membranenhet?

16 Slutsatser Granulerat slam är mycket intressant och test i större skala behövs (olika reaktorutformning, varierande avloppssammansättning, störningar slår igenom mycket starkare i liten skala) Passar för delströmmar (t.ex rejekt) men på sikt även för huvudströmsvatten I fullskala fås antagligen en blandning av granuler & flockulerat slam Mer studier krävs för att förstå varför granulerna kan ändra struktur, storlek etc utan klara orsaker

17