Mikrobiologi och Reningsteknik 1

Transkript

1 Mikrobiologi och Reningsteknik 1 Projektledare: Mats Bülund Fredrik Olsson Jimmy Hansson Stefan Nilsson Lisa Hultberg VM-12S Blue Peak AB Mikrobiologi och Reningsteknik 1 15 Januari-20 februari 2015 Handledare: My Soling 1

2 Sammanfattning I denna rapport får du en inblick i reningsteknikens värld. Här går vi in på de olika reningstegen i en avloppsanläggning. Du får reda på att det vanligast reningen är i tre steg, mekaniskrening, biologiskrening och kemiskrening. Vad är det som ingår under reningstegen? Det finns också alternativa reningsmetoder som vi tar upp. Driftstörningar i avloppsanläggningar är ganska vanliga, här har vi listat några av de vanligaste driftfelen och vad man kan göra om dem skulle inträffa. Provtagning är ett måste på avloppsverket, du skall känna till vad du släpper ut till recipienten. Därför finns det ett provtagningsschema med på vilka prover du ska ta och hur ofta du ska ta de. Mikrobiologi-läran om mikroorganismer omfattar ett stort antal arter från djur och växtriket. Vi har tagit reda på varför man använder sig av mikroorganismer vid rening av avloppsvatten. Varför är de en viktig kugge i reningssystemet? Det är även intressant att veta hur man får dessa här små varelserna att överleva. 2

3 Innehållsförteckning Sammanfattning 2 Innehållsförteckning 3 Förord 4 Bakgrund 4 Syfte 4 Frågeställningar 4 Metod och material 4 Projektplan 4 Ekebro avloppsverk allmän information 5 Processbeskrivning Ekebro reningsverk 6 Flödesschema med allmän processbeskrivning 3- stegsreningsverk 8 Alternativ till mekanisk-, biologisk-, och kemisk rening 11 Uppströmsarbete 13 Driftstörningar Grovrening 14 Driftstörningar Sedimentering 15 Driftstörningar Flotation 16 Driftstörningar Efterbehandling Filter 17 Driftstörningar Kemisk Fällning 17 Driftstörningar Suspenderad biomassa 18 Driftstörningar Biofilmsystem 20 Driftstörningar Kväveavskiljning 21 Ekebro Dimensionerande belastning 22 Provtagningsschema 23 Processschema över Ekebro reningsverk 27 Slamhantering 28 Mikrobiologi Uppgift 2 30 Slutsats 35 Referenser 36 3

4 Förord Här vill vi tacka Mittsverige vatten samt Ekebro reningsverk för våra frågor. Vill även tacka personalen på Tivoliverket för ett bra genomfört studiebesök. Bakgrund Vi skall gå igenom grunderna i avloppsvattenrening och mikrobiologi under dessa huvudmoment. Vi är en grupp på fem personer som går utbildningen Vatten- och miljöteknik i Sundsvall. Syfte Vi ska lära oss mera angående reningsteknik samt mikrobiologi Frågeställningar Hur påverkar avloppsreningen miljön samt dricksvattnet? Vilken skillnad gör mikrobiologin? Metod och material Vi har arbetat i projektform efter PBL (Problembaserat Lärande) metoden. Där vår utgångspunkt har varit en fallbeskrivning som tagit oss till en problemlösnings fas. Genom självstyrt lärande har vi nått vårt mål; en beskrivande rapport om Dricksvattenteknik och yttre miljö. För att ta fram faktamaterial har vi sökt information på nätet, gjort studiebesök, kontaktat Ekebro reningsverk och läst i referenslitteratur från svenskt vatten. Projektplan Projektplanen har reviderats allt eftersom nya delmål har tillkommit samt tidsplanen ändrats. Tillhörande checklista har använts för mer detaljerade arbetsuppgifter. 4

5 Ekebro avloppsverk Till Ekebro avloppsreningsverk kommer spillvatten från Ekebro kommun. Anläggningen ligger på Sjögatan 5. Det belastas av cirka pe. Det är Ekebro kommun som driver och sköter anläggningen. Verket byggdes i början av 1960-talet och har sedan dess byggts om och till i flera etapper. Reningsprocessen Vattenreningen på Ekebro avloppsreningsverk består av mekanisk, biologisk och kemisk rening. Spillvattnet renas först mekaniskt. Man låter vattnet passerar en skruvsil i vilken stora föroreningar avskiljs, tvättas och avvattnas i en och samma enhet. Renset behandlas som hushållsavfall. Efterföljande sandfång består av en luftad bassäng där man låter sand och grus sjunka till botten. I utflödet från denna bassäng tillsätts järnklorid för att förbättra avskiljningen av partiklar och fosfor. Detta kallas kemisk rening. Järnkloriden gör att partiklar flockar sig samman till större enheter som sjunker till botten i efterföljande försedimenteringsbassänger. Vattnet renas sedan biologiskt, vilket innebär att vattnet behandlas med hjälp av levande bakterier. På Ekebro reningsverk sker detta i två biobäddar. Vattnet får sippra igenom ett lager av bärarmaterial, på vilket det växer bakterier. I den ena biobädden växer bakterier på ytan av stenar, och i den andra biobädden på ytan av plastdiskar. Bakterierna bryter ner organiskt 5

6 material och tar upp närsalter som fosfor och kväve. Bakterierna omvandlar här även ammonium till nitrat, så kallad nitrifikation. Vattnet rinner sedan via en mellansedimenteringsbassäng vidare till den biologiska efterdenitrifikationsanläggningen. Här omvandlas nitrat till kvävgas av bakterier som växer på små plasthjul. Plasthjulen svävar fritt i vattnet. Kvävet lämnar därmed vattnet genom att gå upp i atmosfären som kvävgas. I detta processteg tillsätts etanol, vilket bakterierna använder som energi för att kunna utföra sitt arbete. Efter denitrifikationen tillsätts en mindre mängd järnklorid för att finpolera vattnet. Vattnet från reningsverket passerar sedan slutsedimentering och två dammar innan det slutligen rinner ut i Ekebrobäcken, som mynnar i Brun ån. I samband med vattenreningsprocesserna bildas slam. Detta samlas upp och rötas i den anaeroba rötkammaren. I rötkammaren bryts mer organiskt material ner av mikroorganismer och biogas bildas. Biogasen används här för uppvärmning av byggnader. Slammet avvattnas genom efterföljande centrifugering varpå det lagras i container på plats. Slammet hämtas sedan för vidare användning inom t.ex. jordbruk. Tillsynsmyndighet är länsstyrelsen Västernorrland. Telefon: Vid frågor angående avloppsverket kontakta. Olle Ljungström (Drifttekniker): Revidering av dokumentet utförs: Processbeskrivning Ekebro reningsverk Det med självfall tillförda spillvattnet pumpas via INP1 och renas därefter mekaniskt via en skruvsil SS1 där större föroreningar avskiljs, grovrenset pumpas med TSP2, tvättas och avvattnas i en och samma enhet. Renset behandlas som hushållsavfall. Rejektvattnet pumpas med RVP1 tillbaks till huvudflödet. Vattnet pumpas via INP2 vidare till sandfånget som består av en luftad bassäng där sand och grus sjunker till botten där SSP1 drar slammet till slamfickan. Vattnet pumpas vidare via INP3 och i förluftningsbassängen tillsätts järnklorid via DP1 för att förbättra avskiljningen av partiklar och fosfor. Detta steg är ett kemiskt reningssteg. Järnkloriden gör att partiklar flockar sig samman till större enheter som sjunker till botten i efterföljande försedimenteringsbassänger där även fett avskiljs via SSP2. Den del av slammet som avskiljs pumpas via P4 till slamhanteringen. Via INP3 går vattnet vidare till det biologiska reningsteget som här består av två stycken biobäddar, en med stenmaterial och en med plastmaterial på vilka det växer bakterier. Vattnet sprids jämnt över biobäddarna med speciella spridararmar (SPA1 och SPA2) som ger en jämn och långsam utsippring av avloppsvattnet vilket gynnar bakterietillväxten. Bakterierna bryter ner det organiska materialet och tar då även upp närsalter som fosfor och kväve. En viss omvandling av kväve sker här genom s.k. nitrifikation där ammonium omvandlas till nitrit och sedan till nitrat 6

7 beroende på hur hög belastningen är. Den för den biologiska nedbrytningen av organiskt material så viktiga komponenten syre, tillförs då vattnet faller fritt från spridarna men även då vattnet sipprar ner genom bädden och kommer i kontakt med syre som strömmar genom biobädden. Recirkulation av vatten över biobädden sker med hjälp av CP1. Efter biobäddarna pumpas vattnet via P1 ut i en mellansedimentering där ytterligare slam avskiljs med SSP3 och pumpas via SLP5 till slamhanteringen. I den biologiska efterdenitrifikationsanläggningen där nitrat omvandlas till kvävgas med hjälp av speciella bakterier som växer på små plasthjul vilka svävar fritt i vattnet. Kvävgasen avgår till atmosfären som kvävgas. För att underlätta för bakterierna att omvandla nitrat till kvävgas så tillsätts extra energi i form av etanol(extern kolkälla när kolet i organiska materialet inte räcker till) detta sker via DP2. Etanolen fungerar som snabbmat för bakterierna. Nu pumpas vattnet via P2 vidare till en fördelningskammare där en mindre mängd järnklorid Doseras med hjälp av DP3 under omrörning (OM1). Järnkloriden tillsätts för att finpolera vattnet(fälla ut resterande fosfor), alltså ytterligare ett kemiskt reningssteg. Även här skapar järnkloriden flockar som avskiljs i den efterföljande slutsedimenteringsbassängen med hjälp av SSP4 och SLP7. Från efterpoleringen pumpas vattnet via P3 ut i två stycken dammar där bakterier och sommartid även alger kan ytterligare minska ev. kvarvarande organiskt material. Dammarna fungerar även som mycket lågt belastade sedimenteringsbassänger. Efter denna sista efterbehandling så leds vattnet ut i Bjuvsbäcken som mynnar i Vege å via FM2. Här sitter även en vacumprovtagare (VPT1) som är flödesstyrd. Avledning av bräddavloppsvatten kan ske vid inlopp och efter försedimentering. Slam från försedimenteringen som består av både primär-och kemslam samt återfört bioslam, pumpas via P6 till slamkontrollkammaren. Där förtjockas slammet genom dekantering varpå slammet pumpas via P7 till rötkammaren för stabilisering. Det dekanterade vattnet pumpas till dekanteringsbrunnen P13, där det rena vattnet pumpas till Bjuvsbäcken. I rötkammaren stabiliseras slammet genom mesofil behandling, en temperatur på grader, och under anaerob nedbrytning av organiskt material produceras biogas som restprodukt. En toppmonterad omrörare OM2 ser till att en god omrörning sker i kammaren. En del av det rötade slammet recirkulerar via P8. Det rötade slammet pumpas vidare via P10 till rötslamförtjockaren OM3 där avvattning sker genom dekantering, det renade vattnet leds till dekanteringsbrunnen innan det pumpas till Bjuvsbäcken. Därefter tillsätts polymer med DP3 i centrifugen C1 för att hjälpa till att koagulera slammet ytterligare och reducera volymen. Efter centrifugeringen överförs slammet till containers för att sedan transporteras till lantbrukare som använder det på sin åkermark. Överskottet som inte kan tas omhand av lantbrukare, lagras på plats för kompostering till anläggningsjord. Rejektvattnet som erhålls vid centrifugering leds till en pumpstation RVP2 som skickar det vidare till en utjämningsbassäng innan det återförs med RVP3 till inloppet i reningsverket. Rötgasen som produceras i rötkammaren används för produktion av värme till anläggningen, GP1, resterande överskottsmängd förbränns i gasfacklan GF1. 7

8 Flödesschema med allmän processbeskrivning 3- stegsreningsverk Mekanisk rening Inkommande avloppsvatten Reningen börjar med grovrening där man med hjälp av silar och galler tar bort grövre fasta partiklar, ex. trasor, kondomer, bindor. Nästa steg är sandfånget där man avskiljer sandpartiklar samtidigt som man luftar slammet för att förhindra att organiskt mtrl. avskiljs. Organiskt mtrl. ska avskiljas i efterföljande reningssteg, normalt i försedimenteringen. Sanden ger slitage och risk för avsättningar. Syftet med försedimenteringen är att avlägsna avsättbara partiklar och flytande mtrl. t.ex. fett som annars kan påverka efterföljande reningssteg negativt. Här sedimenterar partiklar med högre densitet och material med lägre densitet samlas på ytan. I bassängen finns skrapor som avlägsnar slammet till en slamficka, därifrån pumpas slammet till slambehandlingen, så kallat primärslam och flytslam(det som flyter). Här kan nära 100 % av det avsättbara materialet avskiljas. Avskiljningen av organiskt mtrl. är dock liten. Biologisk rening Biologisk rening används för att avskilja organiskt material men kan även användas för att avskilja kväve och fosfor. Den biologiska reningen sker med hjälp av bakterier vilka skaffar sin energi genom att oxidera organiskt material och för det krävs ett oxidationsmedel t.ex. syre el. nitrat. Energin används till att bilda nya celler. Det organiska materialet är alltså både energikälla och byggmaterial. Det finns 2 huvudtyper av biologisk rening: frisvävande bakterier och bakterier som sitter fast på en yta. Biologisk rening med bakterier suspenderade i vattnet kallas aktivslammetoden. Efter luftning och inblandning av bakterier leds blandningen in i en sedimenteringsbassäng. Där det aktiva slammet sjunker till botten och det biologiskt renade vattnet dras av från ytan(dekanteras). Slammet skrapas ihop till en slamficka och pumpas tillbaka till luftningsbassängens inlopp för att på nytt blandas med avloppsvatten, så kallat returslam. En del av returslammet leds bort, så kallat överskottsslam som leds till slambehandlingen. Luftningsbassäng Bakterier/syre Sedimenteringsbassäng 8

9 Kväveavskiljning För att bakterierna ska kunna växa behövs kväve, fosfor och andra näringsämnen vilka tas upp från avloppsvattnet. Både kväve och fosfor finns i stort överskott varför bara 25-40% avskiljs om inga särskilda åtgärder vidtas. En del bakterier kan oxidera icke organiskt mtrl. t.ex. kan nitrifikationsbakterier utvinna energi genom att oxidera ammoniumkväve till nitritkväve och vidare till nitratkväve. Nitrifikationsbakterier växer långsamt och därför sker bara denna process i lågt belastade anläggningar. Ett oxidationsmedel som många bakterier använder förutom syre är nitrat. När syre används till oxidation omvandlas detta till vatten och när nitrat används bildas kvävgas, det kallas då denitrifikation. Eftersom bakterierna föredrar syre så måste det till en syrefri miljö för att denitrifikation ska ske. Därför delas luftningsbassängen upp i en luftad och en icke luftad del. Om uppehållstiden är tillräckligt lång omvandlas kvävet till nitrat och om man sen återpumpar nitrathaltigt vatten till den icke luftade delen så kan man omvandla nitratkvävet till kvävgas och på detta sätt få en avskiljning av kväve. Man kan på detta sätt nå avskiljningsgrader på upp mot 80 % totalkväve. Aerob Anaerob Slambehandling Fosforavskiljning Om man i första steget vid rening med aktivt slam har en bassäng som är fri från syre och fri från nitrater kan man i det aktiva slammet få högt innehåll av en typ av bakterier som när dessa kommer i kontakt med syre har förmågan att ta upp stora mängder fosfor. Under goda förhållanden kan man få lika hög fosforavskiljning som med kemisk fällning. Anaerob Aerob Biobädd och biofilm I och med att bakterier växer på alla ytor i vatten när det finns organiskt material samt oxidationsmedel så kan man genom att maximera ytan i en biobädd få en effektivare biologisk rening. Det sker genom att man fyller en silo med 3-8m hög biobädd bestående av sten eller plastmaterial. Vattnet strilar sedan ner genom bädden samtidigt som luft blåses genom bädden. Detta är ett effektivt sätt att avskilja organiskt mtrl. Beroende på belastning kan man även här få nitrifikationsbakterier att växa i biofilmen. Även här kan man omvandla nitrater till kvävgas likt aktivslamprocessen. Kemisk rening Kemisk rening sker genom tillsättning av kemikalier, främst aluminium- och järn- salter vilka bildar svårlösliga föreningar som kan avskiljas ur avloppsvattnet. 9

10 Fällningsmedel Efter att fällningsmedel tillsats så passerar avloppsvattnet ett antal flockningsbassänger där utfällningarna bakas samman till flockar som kan avskiljas. Om man tillsätter kemikalierna efter bioreningssteget kallas det för efterfällning. Då tillsätts kemikalierna direkt i utloppet från biobädden. Både vid direktfällning och efterfällning kan man få upp till 90 % avskiljning av totalfosfor. Den lösta organiska substansen kan inte avskiljas med direktfällning varför denna inte ger mer än 70 % avskiljning. Om man i stället tillsätter fällningskemikalierna före den biologiska processen t.ex. i sandfånget så kan man få lika goda reningsresultat som vid efterfällning samtidigt som man får väsentligt bättre avskiljning av suspenderad substans, organiskt mtrl. och fosfor i försedimenteringen. Detta kallas då förfällning. Vid aktivslamanläggningar kan man även tillsätta fällningskemikalien direkt i luftningsbassängen, det kallas då simultanfällning. Flockning Flockning Flockning Sedimenteringsbassäng Efterbehandling Ett sätt att ytterligare rena vattnet är att tillämpa filtrering varvid ett i det närmaste partikelfritt vatten erhålls med mycket lågt fosforinnehåll, även det organiska materialet minskas ytterligare. Desinfektion Det mesta av de sjukdomsframkallande bakterierna avskiljs till 95-99% i normalfallet så ytterligare desinfektion används normalt inte i Sverige. Ev. tungmetaller är i stor utsträckning bundna till partiklar i avloppsvattnet varför dessa avskiljs tillsammans med slammet. Läkemedel utsöndras i någon form tillsammans med urin och är då vattenlösliga, därav sker en sämre avskiljning men kunskaperna anses bristfälliga. Slambehandling Volymen slam som pumpas ut från sedimenteringsbassängerna är normalt 1-3% av den behandlade avloppsvattenvolymen. Detta slam innehåller organiskt mtrl., virus, bakterier, parasiter, tungmetaller och hushållskemikalier. För att minska mängden slam är det vanligt att förtjocka slammet vilket sker i en sedimenteringsbassäng med lång uppehållstid. Det får då en halt av torrsubstans på 3-6% och resten är vatten. För att minska luktproblemen stabiliseras slammet vilket innebär att man ordnar en långtgående biologisk nedbrytning av det organiska materialet. Ett vanligt sätt är rötning där en biologisk nedbrytning sker under syrefria förhållanden. Uppehållstiden i rötkammaren är normalt dygn. Där omvandlas det organiska materialet till koldioxid och metan vilket även kallas biogas. Ca: hälften av det organiska materialet bryts ned vid rötningen. Ytterligare ett antal metoder finns för att stabilisera slammet t.ex. slamluftning, vassbäddar och kompostering. Ytterligare ett sätt att minska volymen slam är att göra avvattning med hjälp av bandfilter och centrifuger med vilket man kan öka slammets torrsubstanshalt till 20-30%. Slammet påminner då om fuktig jord. Metoder finns även för att torka slam innan förbränning. Stabiliseringen minskar också slammets innehåll av bakterier och andra sjukdomsalstrare men är fortfarande ohygieniskt. Metoder finns för att få slammet mer hygieniskt genom upphettning även kallat pasteurisering (70* i minuter). 10

11 Mekanisk rening Alternativ till mekanisk-, biologisk-, och kemisk rening Den mekaniska reningen delas in i två delar, grovrening som alltid finns och försedimentering som också är vanligt. Fösta steget är att avskilja trasor, kondomer, bindor och annat skräp exempelvis används vrakgaller, grovgaller med skraparm, fingaller eller trumsil. Steg två är att avskilja sand som annars medför slitage på utrustning och sätter igen rör och bassänger. För detta ändamål används oftast ett luftat sandfång som får sanden som är tyngre än det organiska materialet att sjunka till botten samtidigt som det organiska materialet leds vidare till försedimenteringen. I försedimenteringen avskiljs även fett som flyter upp till ytan. Det biologiska reningsteget har som uppgift att omvandla löst organiskt material Aktivslamprocess: Rening med aktivt slam bygger på att mikroorganismer (framförallt bakterier) bryter ner det organiska materialet när det tillväxer i avloppsvattnet. En luftningsbassäng används där bakterierna svävar som slamflockar och tar upp det lösta föroreningarna i vattnet samt adsorberar kolloidala partiklar, en stor slammängd krävs för att uppnå bra resultat. Det krävs även en stor mängd syre för att få en bra kontakt mellan slamflockarna och avloppsvattnet, vilket görs med olika typer av luftare, främst underifrån. Stor del av mikroorganismerna avskiljs i efterföljande sedimentering och återförs som returslam för att fortsätta vara verksamma i processen. Aktivslamprocess för biologisk kvävereduktion: Den huvudsakliga källan till kväve i våra avloppsverk är befolkningens intag av proteinrik föda som bryts ner i kroppen och utsöndrar med urinen, även ammonium från fekalier. Biologisk kvävereduktion innebär i princip att en omvandling av ammonium till nitrat sker, så kallad nitrifikation. I syrefri miljö omvandlar mikroorganismerna nitratet vidare till kvävgas, så kallad denitrifikation, vilket sedan avgår till atmosfären. Processen är relativt långsam och andra viktiga parametrar är temperatur, ph-värde, syretillförsel(vid denitrifikation ej löst syre) och slamålder. Biologiska bäddar - biofilmsystem: En biobädd består av en bassäng med ett material, ex makadam eller plast med stor hålrumsvolym. En biofilm av mikroorganismer bildas på materialets yta och adsorberar kolloider och tar upp och omvandlar lösta organiska ämnen ur avloppsvattnet. Avloppsvattnet sipprar genom bädden och luftning kan ske genom upp- och nedgående luftströmmar i hålrummen. Effektiviteten beror på hur stor biofilmsyta och själva kontakttiden med vattnet är. Suspenderade bärare suspenderad biofilmsteknik: Ett system där avloppsvattnet leds in till en reaktor med 1-5 cm stora bärare i ett speciellt material (samma densitet vattnet) som gör att de svävar i vattnet. Bottenluftare håller bärarna, där mikroorganismer sitter, i ständig rörelse och förser mikroorganismerna med syre. Ett galler i utloppet av reaktorn håller kvar bärarna men låter det renande vattnet och överskottslam passera. 11

12 Biorotor: Bygger på samma princip som biobädden. I biorotorn är bärmaterialet fäst vid en roterande trumma eller skiva. Skivan roterar sakta vilket göra att biofilmen befinner sig omväxlande i avloppsvattnet och ovanför vattenytan och syresätts därmed när den är ovanför vattenytan. Det kemiska reningsteget har som uppgift att avlägsna fosfor och organiskt material Beroende på var i avloppsverket fällningskemikalien tillsätts skiljer man på fyra olika fällningsförfaranden. Direktfällning: Med direktfällning menas att reningen sker som enda steg efter den mekaniska reningen. Detta sker i en sedimenterings- eller flotationsbassäng. Vanligast fällningsmedel är polyaluminiumklorid. Endast BOD och det kväve som är bundet i partiklar fälls ut. Förfällning: Är försedimentering, biologisk behandling, och eftersedimentering avloppsverkets reningsprocess görs en förfällning med fällningskemikalien innan det biologiska reningsteget. Den bildade flocken avskiljs i försedimenteringsbassänger. I det efterföljande biologiska steget avlägsnas restflockar och fosfor. Vanligast vid förfällning är järnklorid och polyaluminiumklorid. Simultanfällning: Vid simultanfällning sker den kemiska och biologiska behandlingen i samma reningssteg, detta görs i samband med aktivslam metoden. Fällningskemikalien tillsätts före eller i luftningsbassängen där den mikrobiologiska processen pågår. Bioslammet och kemslammet avskiljs tillsammans i eftersedimenteringsbassängen. Vid simultanfällning är järnslufat lämpligast att använda. Efterfällning: Den kemiska fällningen sker efter det biologiska steget. Ett avloppsverk som efterfäller består således av förbehandling, biologisk rening och kemisk rening. Används biobädd kan man fälla direkt till det avloppsvatten som kommer från bädden. Vid aktivslamanläggning måste vattnet först passera en mellansedimenteringsbassäng. Vid efterfällning kan alla aktuella fällningsmedel användas, d.v.s. aluminiumsulfat, polyaluminiumklorid, järnslufat samt kalk. Efterfällning ger det bästa resultatet av de olika fällningmetoderna. För att uppnå ännu lägre halter av fosfor i det utgående vattnet kan man göra flerpunktsfällning, då kombinerar man de olika fällningmetoderna vid två eller flera tillfällen. Slamflockarna avskiljs sedan genom sedimentering, flotation eller filtrering. 12

13 Uppströmsarbete Ekebro arbetar på olika sätt med förebyggande åtgärder för att minska mängden miljöstörande ämnen i avloppsvatten som kommer in till reningsverket. Det här så kallade uppströmsarbetet handlar bland annat om att aktivt spåra källor till utsläpp av icke-önskvärda ämnen, att samla in information, och att motivera både företag och privatpersoner att tänka på miljön. Ekebros uppströmsavdelning har regelbunden kontakt med verksamhetsutövare och ställer krav på att de ska ta prover på sitt processavloppsvatten. Provtagningsresultaten ger information om vilka ämnen och vilka halter av dessa ämnen som tillförs reningsverket. Det kan till exempel handla om kvicksilver, kadmium och krom. Kartläggningen av utsläppen systematiseras i en lättöverskådlig databas. Databasen är ett viktigt verktyg för att göra rätt prioriteringar och hitta de åtgärder som ger de mest positiva miljöeffekterna. Till exempel är det enkelt att se vilka miljöfarliga ämnen som normalt hanteras av olika branscher. En annan del av arbetet handlar om att underlätta för verksamhetsutövare att göra rätt. För detta ändamål har Ekebro tagit fram råd och riktlinjer för allt från fordonstvätt och tandvårdsverksamhet till rengöring av verkstadsgolv. Ekebro genomför även informationsinsatser riktade till hushåll och skolor. Kampanjerna har bland annat handlat om att minska mängden skräp och skadliga kemikalier i avloppsvattnet. 13

14 Driftstörningar - Grovrening Typ av störning Orsak Åtgärdsförslag Vatten i gallerrenscontainer. Dålig dränering av rensgods. Ökapaustiden för skrapan före avskrapningen till transportör eller container. Låt skrapan gå med högre frekvens. Dränera containern. Överväg att installera rensgodspress. Lukt från containern. Illaluktande material i rensgodset. Tvätta rensgodset på väg upp med Nedbrytning av rensgods. skrapan eller i särskild tvätt. Kör bort rensgodset oftare. Kalka i containern. Dålig sandavskiljning. För kort uppehållstid. Minska luftinblåsningen. För kraftig luftning. För mycket slam i sanden. För lite luftning. Öka luftinblåsningen. Överväga att installera sandtätt. Svårt att pumpa ut sand. Sand och slam bakar ihop på botten. Pumpa ut sand oftare. Luckra upp med tryckluft eller vatten. Lukt från sand i containern. Slam följer med sanden. Se under "För mycket slam i sanden" ovan. Kör bort sanden oftare. 14

15 Driftstörningar Sedimentering Typ av störning Orsak Åtgärdsförslag Låg koncentration i utpumpat slam. Vatten följer med det förtjockande Minska slampumparnas gångtid. slammet. Öka tiden mellan utpumpningarna. Installera sakta gående omrörare som underlättar förtjockningen. Installera TS-mätning på utpumpat slam. Flytslam. Slammet har för lång uppehållstid eller Pumpa ut slam oftare. Gasbildning. skrapas inte bort överallt. Kör slamskrapan oftare. Lukt. Kontrollera att skraporna tar ända ut i kanterna. Spola på slamkakorna så att gasbubblorna lossnar. Svårighet att pumpa ut slam. Slammet förtjockar alltför bra. Pumpa ut slam oftare. Sand och eller trasor i slammet. Kontrollera funktionen hos galler och sandfång. Luckra upp i slamfickan med tryckluft. Spola slamledningar. 15

16 Driftstörningar Flotation Typ av störning Orsak Åtgärdsförslag Dålig avskiljning Otillräckligt dispersionsvattenflöde. Öka flödet. Ojämnt dispersionsvattenflöde. Kontrollera ventilerna för inledning av dispersionsvatten. "Motionera" ventilerna. Dålig flockbildning Se avsnittet om kemisk fällning kapitel 15 i boken Avloppsteknik 2. Ackumulering av slam på Kör bottenskrapan oftare. bassängbotten. Låg TS-halt i slammet. För mycket vatten följer med slammet. Kör skrapan med längre intervall. Se till att skrapan bara tar det översta lagret av det floterade slammet. 16

17 Driftstörningar Efterbehandling - Filter De driftstörningar som uppstår vid filtrering är korta gångtider och stort initialmotstånd. Man måste vara observant på att initialmotståndet beror av filterhastigheten. Ventiler som inte står i korrekt läge kan också påverka initialmotståndet. Vanligen tyder stort initialmotstånd på att filtret inte är renspolat. Ett initialmotstånd som sakta ökar filtercykel efter filtercykel indikerar en succesiv ackumulering av föroreningar i filtret. Om man har möjlighet att mäta filtermotståndet på olika djup kan man få en indikation på om motståndet är beläget i någon speciell del av filtret eller om det är jämt fördelat. Långvarig spoling helst med tillsatt luft kan provas. Man skall sedan vara noga med att inte dra ned på spolhastigheten för snabbt utan ge filtret tid att skikta sig. Det är speciellt viktigt vid två-medianfilter. Korta gångtider kan också bero på dåligt renspolat filter. Gångtiden måste alltid sättas i relation till koncentrationen av suspenderad substans i tillflödet till filtret. Gradvis försämrade gångtider kan bero på igensättning av dysorna. Utan åtgärder kan detta leda till att filterbotten havererar. Driftstörningar Kemisk Fällning Hög Suspenderad Substans halt i utgående vatten, kontrollera: o Flockbildningen o Strömningshastigheten mellan flockning och sedimentering samt inloppet till sedimenteringen för hög strömningshastighet medför sönderlagning av bildade flockar. o Inblandningen dålig inblandning ger dåliga flockar som kan vara svåra av att avskilja. o Uppehållstid i flockningen för lång uppehållstid kan medföra att flockarna kan komma att riva av finsuspenderat material från varandra när de krockar med varandra. o Ytbelastningen högt flöde och starkt varierande flöde medför försämrad avskiljning. o Slamskrapningen och slampumpningen för långa uppehåll medför att slammet lagras i bassängen och så småningom följer med utgående vatten. o Inkommande slammängd slamflykt från ett föregående biosteg kan innebära att mera slam måste tas ut ur kemsteget. o Slamskrapornas funktion o Doseringen. Liten flock, kontrollera: o ph Felaktigt ph-värde kan medföra försämrad flockbildning. Justera doseringen av fällningskemikalie så att lämpligt ph-värde erhålls. o Omrörarhastigheten för hög omrörarhastighet i sista flockningskammaren medför att bildade flockar slås sönder o Uppehållstiden för kort uppehållstid med för att flocken inte kan utvecklas och växa tillräckligt stor. o Dålig inblandning kan ge samma resultat som för liten dos. 17

18 Driftstörningar Suspenderad biomassa För att konstatera vilken typ av störning det är frågan om kan slammets sjunkegenskaper kontrolleras i ett mätglas. Från detta kan man få en vägledning till åtgärder som kan göras Åtgärder vid överbelastning, mikroflockar och flytslam Slamflykt kan vid normala sedimenteringsegenskaper hos det aktiva slammet bero på överbelastning av sedimenteringsbassängen. Kontrollera: o Ytbelastningen hög ytbelastning medför sämre avskiljning. o Slamnivån i sedimenteringen hög slamnivå medför risk för att avsatt slam rycks med av det strömmade vattnet. o Slamskrapornas funktion. o Strömningsförhållandena i sedimenteringsbassängen. Tänkbara åtgärder: o Öka returslamflödet. o Öka uttaget av överskottslam. Mikroflockar kan bero på att slammet inte behandlas tillräckligt försiktigt. För hög turbulens förekommer kanske i luftningen eller i sedimenteringen. Pumpning av det aktiva slammet kanske slår sönder flockarna, men det kan också bero på hög slamålder. Tänkbara åtgärder: o Minska luftningen vilket ger mindre turbulens. o Justera hastigheten på skrapbladen eller annat som kan orsaka turbulens i sedimenteringen. o Pumpa eller led det aktiva slammet varligt inga onödiga strypningar. Flytslam bildas i sedimenteringen av att gasbubblor sätter sig på flockarna och lyfter dessa till ytan. Gas kan orsakas av att det förekommer denitrifikation eller anaerob nedbrytning av organiskt material i sedimenteringsbassängen. Tänkbara åtgärder: o Öka slamskrapornas gångtider/hastighet och returslampumpningen. o Sänk slamåldern för att förhindra nitrifikation. o Skrapa av flytslammet och återför det till luftningen. o Slå sönder flytslammet med vattenspolning. o Optimera BOD-reningen i luftningsbassängen. Åtgärder vid slamsvällningen och skumning Kunskapen om filamentbildande bakterier och deras svar på kemiska eller fysiska styrparametrar är ännu bristfällig. Det går ännu inte att med säkerhet säga att en viss styrstrategi för tillexempel slamsvällning orsakad av Microthrix parvicella alltid skulle fungera. De vanligaste sätten att försöka hålla ner filamenthalten är att minska slamåldern och öka eller minska luftningen. Ingen av dessa metoder är generellt tillförlitliga. Det fungerar på vissa reningsverk, men inte på andra. De kan också vara svårt att minska slamåldern i processer med kväverening. 18

19 Selektorer (syresatta kontaktzoner) fungerar oftast bra för att hålla nere filamenthalten i helt aeroba aktivslamprocesser. Detta fungerar dock inte i processer med kväveavskiljningen och långa uppehållstider. Tillsats av klor, ozon eller väteperoxid kan ha god effekt. Tyvärr tål inte de nitirfieradebakterierna i kväveavskiljningen så höga klorhalter som krävs för att förhindra tillväxt av filamentbildade bakterier. Vid filamentös slamvällning kontrollera: o Tillförseln av näringsämnen för att fosfor och kvävebrist inte skall föreligga bör förhållandet BOD7:N:P inte understiga 100:5:1. o Syrehalten bör minst 1-2mg 02/l luft i bassängen. o Slambelastningen låg slambelastning kan ge upphov till slamvällning. o Förekomst av svavelväte och andra giftämnen i avloppsvattnet. Tänkbara åtgärder: o Tillför allt avloppsvatten i en inloppspunkt. o Minska slammängden i luftningsbassängen. o Öka omrörningen i luftningsbassängen kan medföra att flockar med trådformiga bakterier slits sönder. o Tillsätt desinfektionsmedel i retursalmet (exempelvis hypoklorit). o Tillsätt flockningsmedel eller tyngande medel. o Inför en sektor i början av aktivslambassängen. Tänkbara åtgärder vid viskös slamsvällning: o Tillsätt oxiderande ämnen de vattenbindande ämnena kommer delvis att oxideras så att vatten frigörs. o Tillsätt flockningsmedel eller tyngande ämnen det bundna vattnet trängs undan och slammets densitet ökar. Tänkbara kontroller och åtgärder vid skumbildning är de samma som vid slamsvällning. Det är önskvärt att få de filamentbildande bakterierna ut ur processen varför bekämpning av skummet med spolning ofta inte är någon långsiktigt hållbar åtgärd. Skumbildning förorsakad av tensider i syntetiska tvättmedel är numera inte så vanligt problem eftersom de flesta tensider är biologiskt nedbrytbara. Skulle det uppstå är tillfällig eller permanent spritsning av vatten på skummet nödvändigt. Luftningsproblem Igensättning av fin blåsiga luftare kan orsakas av föroreningar i luften eller i avloppsvattnet. I system med styrimpulser från syremätare i bassängen märks igensättning på ökad energiförbrukning. Verkan av en igensättning för systemet utan sådan styrning är beroende av typ av luftförsörjning. Vid Fläktar minskar luftmängden, vilket kan observeras okulärt, samtidigt som energiförbrukningen minskar. Vid användning av vridkolvsblåsmaskiner ökar energiförbrukningen medan luftmängden är i stort sett oförändrad. Kontrollera: Energiförbrukningen. Luftmängden. Luftfilter. Tänkbara åtgärder: Rengör luftarna. Installera eller byt luftfilter. 19

20 Driftstörningar Biofilmsystem Hög BOD7 halt i behandlat vatten Kontrollera: o Syrehalt i utgående vatten. o BOD belastningen desto högre BOD belastning desto lägre reningsgrad. o Ventilationen/luftningen. o Avloppsvattnets sammansättning giftämnen kan försämra retningseffekten hos bädden. o Cirkulationen av bärare i ett suspenderade bärarsystem. Inga ansamlingar av inaktiva bärare. Igensättning av biobädd Kontrollera: o Bärarmaterialets hålrumsvolym felaktig storlek och utformning kan göra bädden/biorotorn för tät. o BOD belastningen en hög BOD belastning medför högre slamproduktion vilket ökar risken för igensättning. o Hydrauliska belastningen för låg hydraulisk belastning kan medföra att bädden växer igen eller att slam avsätts på botten av biorotorn på grund av att inte slamtillväxten spolas bort. o Avloppsvattnets sammansättning stor andel partiklar kan sätta igen bädden. Tänkbara åtgärder: o Öka recirkulationen. o Öka spolningen genom att stoppa spridaren några minuter över de igensatta ytorna. Spolning med slang kan också företas. o Minska BOD belastningen genom att tillfälligt leda avloppsvatten förbi bädden/biorotorn. o Minska BOD belastningen på en överbelastad bädd/biorotorn genom att införa förfällning. Spola igenom en igensatt bädd med högtrycksvatten. Är detta inte tillräckligt, dränerar man bädden och låter den torka ut i två till tre dygn. Starta sedan på nytt. o Tillsätt luftning i botten på biorotorn. Igensättning av utloppssilar vid suspenderade bärare Kontrollera: o Funktionen av utloppssilarnas rensningskonstruktion. o Funktionen av omrörningen i reaktorn. Luktproblem från biobäddar Kontrollera: o Syrehalten i vattnet efter biobädden. o Ventilationen. Isbildning på biobäddar Tänkbara åtgärder: o Justera vattenfördelningen från spridarna så att vattnet spolar över isen. o Ordna med uppvärmning i mantelns övre del. o Bygg över bädden. Igensättning av spridararmarna på biobäddar Kontrollera: o Försedimenteringen funktion flytslam, kork, kondomer, tops och tändstickor kan förorsaka igensättning. Tänkbaråtgärd: 20

21 o Ordna med silkorg eller motsvarande före pumpgropen varifrån cirkulationsvattnet tas. Driftstörningar Kväveavskiljning Fungerar inte nitrifikationen i aktivslamsystemet kan detta bero på: o För låg syrehalt vilket kan avhjälpas med kontroll och justering av luftningen. o För låg slamålder vilket kan ökas genom mindre överskottslamuttag. o Alkanitetsbrist vilket kan avhjälpas med processförändringar eller tillsats av alkanitetshöjande kemikalier. o Hämning, vilket oftast beror på icke önskade ämnen i inkommande avloppsvatten. Fungerar inte denitrifikationen tillfredsställande kan detta bero på: o Fosforbrist vid bakteriernas omsättning av organiskt material, vilket kan åtgärdas med att minska avskiljningen av fosfor uppströms eller genom tillsats av fosforsyra. o Kolkälla saknas eller är ej tillräcklig. Kan åtgärdas genom att dosera extern kol där det behövs eller åstadkomma hydrolys för att bilda mer intern kolkälla. o För mycket syre i den zon som är avsedd att vara anoxisk. Avhjälps genom att se över om recirkulationsströmmar från aeroba zoner är för stora eller om luft införts. o Recirkulationen kan vara för låg i recirkulerande system. Fungerar inte de nitrifierande biobäddarna kan det bero på: o Snäckor och mygglarver. Mygglarverna äter upp biofilmen som mängden nitifikationsbakterier minskar. Snäckorna kan också utgöra ett problem eftersom de orsakar igensättning. Åtgärder mot snäckor och mygglarver kan vara att vatten fylla biobädden under en period eller att öka den hydrauliska belastningen och spola bort organismerna. Uppnås inte ställda utsläppskrav kan detta bero på att: o Kvävebelastningen på avloppsverket eller internt från avloppsverket tidvis eller konstant kan vara högre än vad processen är dimensionerad för. Till exempel kan en bättre utrötning leda till att mera ammonium återförs från slamhanteringen än man kalkylerat för. 21

22 Ekebro Dimensionerande belastning Med hjälp av ett 250 mil långt avloppsledningsnät tar vi hand om dagvatten samt spillvatten och försäkrar oss om att vi renar vattnet fritt från gifter och föroreningar när det släpps ut i naturen igen från reningsverken. Den 1:a januari 2011 tog Söderåsens miljöförbund över tillsynen för verksamheten som tidigare Länsstyrelsen i Skåne hade. Vid Ekebro avloppsreningsverk behandlas avloppsreningsvatten från Bjuvs tätort samt från samhällena Gunnarstorp, Billesholm och Norra Vram. De behandlas även måttligt förorenat avloppsvatten från Höganäsbolagen, Svenska Nestlé och Saint-Gobain Isover. Totalt anslutna till avloppsledningarna är ca personer. Uppdaterade verksamhetsområden för vatten, spillvatten och dagvatten antogs av kommunfullmäktige i september Nya verksamhetsområden utarbetas under Reningsprocessen På reningsverket i Ekebro renas vattnet i tre steg som består av mekaniskt, kemiskt och biologiskt. De inkommande avloppsvatten till reningsverket passerar först ett galler där större föroreningar som papper och trasor avlägsnas. Vattnet leds vidare till en pumpstation som även är försedd med ett nödavlopp som vid strömavbrott eller att någon av pumparna går sönder, avleder vattnet till Bjuvbäcken. Vattnet transporteras från pumpstationen till en förluftningsbassäng med sandfång där grus och sand avskiljs. Här tillsätts järnklorid för avskiljning av fosfor och BOD. De slam som blivit kemiskt behandlat leds vidare till försedimenteringen där de bildade flockarna får sedimentera samt både primär- och kemslam kan avskiljas. Efter försedimenteringen finns det möjlighet för bräddavlopp i syfte att undvika översvämning. Dimensionerande belastning Dimensionerande Utfall 2013 Enhet belastning Anslutning, medeldygn pe (70 g BOD7/pe*d) Flöde, medeldygn Q-dim Flöde, medeltimme Q-medel BOD7, årsmedel kg/d N-tot., årsmedel kg/d P-tot., årsmedel 37,5 17 kg/d Max tillåtna utsläppsmängd för: BOD7 <10 mg/l P-tot <0,2 mg/l som månadsmedelvärde. N-tot <15 mg/l som årsmedelvärde. 22

23 Provtagningsschema pe Utgående behandlat avloppsvattenvatten NSFS 1990:14 Kontrollparameter Provtyp och provtagningsfrekvens COD cr 2 dp/mån BOD 7 P-tot. N-tot. HN 4-N 2 dp/mån 2 dp/mån 2 dp/mån 2 dp/mån Bräddat avloppsvatten Kontrollparameter COD cr BOD 7 P-tot. N-tot. HN 4-N Provtyp och provtagningsfrekvens 1 dp/vecka 1 dp/vecka 1 dp/vecka 1 dp/vecka 1 dp/vecka PROVTAGNING DEFINITIONER Blandprov: Prov på avloppsvatten som bereds av ett antal delprov (kallas även samlingsprov) Bräddat avloppsvatten: Avloppsvatten som vid enstaka tillfällen (t.ex. vid överbelastning) avleds (bräddas) för att avlasta magasin, bassäng eller ledning Dygnsprov: Blandprov som beretts genom provtagning under ett dygn. Vid kontroll av bräddat avloppsvatten avser dygn den del av dygnet som bräddningen varar. Flödesproportionell provtagning: Provtagning av blandprover, bestående av ett antal delprover, som tas på sådant sätt att de enskilda blandprovernas volym är proportionell mot vattenflödet under respektive provtagningsperiod. Helgprov: Blandprov som beretts genom provtagning under en helg, d.v.s. normalt från fredag till måndag morgon 23

24 EGENKONTROLL Kontrollprogram/Mätprogram Provtagning görs enligt sammanställning nedan och analys utförs av Alcontrol. Provpunkt Prov Parameter Inkommande vatten 12 dp/år BOD7(ATU), TOT-P, TOT-N, CODcr, TOC Utgående vatten 52 dp/år BOD7(ATU), CODcr, TOT-P, TOT-N, NH4-N, SS, TOC Bräddvatten *dp BOD7(ATU), TOT-P, TOT-N, COD (Cr),NH4-N, TOC Avvattnat slam 4 bp/år ph, TS, Gf, Gr, TOT-P, TOT-N, NH4-N Ca, Zn, Cu, Pb, Cr, Ni, Cd, Hg, K Nonylfenol, PCB, PAH, Toluen * Uttas när det bräddas Recipientkontroll Recipienten för det renade avloppsvattnet är Bjuvsbäcken som ligger inom Vegeåns avrinningsområde. Recipientkontrollen samordnas av Vegeåns Vattendragsförbund där Bjuvs kommun är medlemmar Utgående avlopp skickas Inkommande avlopp skickas Slam skickas vecka Veckoprov Dygnsprov Dygnsprov Samlingsprov 1 X X X 5 6 X X 10 X X X X X X 20 X 21 X X X 26 X X 29 X

25 32 X 33 X X X X 42 X X 45 X 46 X X X Utgående avlopp Inkommande avlopp Slam Januari Veckoprov Dygnsprov Dygnsprov Samlingsprov 1 X X 2 X 3 X X X 17 X

26 24 X 25 X X Prov av slam. Provtagning av avvattnat slam efter centrifug sker i slamcontainer. Provtagningen sker genom att uttag av primärprov, som blandas till ett samlingsprov, varifrån ett slutprov kan tas ut. Primärprov tas ut per vecka. Primärprovet består av stickprov från centrifug. Stickprov tas med hjälp av skopa (1-2 dl). Provet läggs i plastburk som fryses. Primärprovet ska tas alternerande veckodagar. Primärprovet tas ur den löpande produktionen och förvaras fryst under provtagningsperioden. Samlingsprov Primärproven för 6 månader tinas och blandas noga till ett samlingsprov. Slutprov Av samlingsprovet tas ett slutprov som skickas för analys till ackrediterat laboratorium i plastpåse och tätslutande burk. Överblivet samlingsprov fryses in och sparas tills analyssvar erhållits och utvärderats. Slammet analyseras avseende ph, torrsubstans, glödningsförlust, glödningsrest, totalfosfor, totalkväve, ammoniumkväve, metaller och organiska ämnen Kontroll av utgående avloppsvatten Provtagning av avloppsvatten sker med automatisk vakuumprovtagare. Avloppsvattnet samlas upp i plastdunk förvarad i kylskåp och bereds enligt nedan: Dygnsprov Ett prov tas och hälls på flaska vid tidpunkt för dygnsprov angivet av provtagningsschemat. Provet fryses då det inte skickas samma dag som provtagningen, provflaskan ska då märkas fryst prov. Dygnsprovet ska tas alternerande veckodagar vilket anges av provtagningsschema. Veckoprov Dagligen tas en mängd provtaget vatten ut och förvaras i kylskåp märkt veckodag. Dygnsproven sammanblandas till ett flödesavvägt veckoprov samma dag som proverna skickas till laboratorium 26

27 27

28 Slamhantering Riksdagens miljömål år 2015 gäller särskilt att: Minst 60 % av fosforföreningarna i avlopp ska återföras till produktiv mark, varav minst hälften bör återföras till åkermark. Vid avloppsvattenreningen bildas slam som innehåller näringsämnen såsom fosfor, kväve och mullbildande ämnen slammet har därför ett värde som växtnäring och jordförbättringsmedel. Avloppsvatten från samhället innehåller också metaller och oönskade organiska ämnen som även de hamnar i slammet vid avloppsreningen. Det är därför viktigt att ämnen som tillförs avloppsvattnet inte är toxiska, svårnedbrytbara eller bioackumulerande. En förutsättning för att slam ska kunna användas i jordbruket är alltså att det har ett lågt innehåll av farliga ämnen. För att få användas som gödselmedel på åkermark måste avloppsslam uppfylla ned stående gränsvärden som finns i Förordningen (1998:944) om förbud m.m. i vissa fall i samband med hantering, införsel och utförsel av kemiska produkter Ämne mg/kg TS Bly 100 Kadmium 2 Koppar 600 Krom 100 Kvicksilver 2,5 Nickel 50 Zink 800 Totalfosfor - Totalkväve - Naturvårdsverkets kungörelse (SNFS 1994:2) med föreskrifter om skydd för miljön, särskilt marken, när avloppsslam används i jordbruket detaljreglerar vilka typer av slam som får användas inom jordbruket, vilka kontroller som ska göras och hur slamspridningen får gå till. Den innehåller bland annat krav på registerhållning, spridningsbegränsningar, egenkontroll, gränsvärden för högsta tillåtna tillförsel av fosfor, kväve och tungmetaller samt gränsvärden för den högsta tungmetallhalt som åkermarken får ha om den ska få gödslas med slam. Allmän information om slamhantering: Slamtyper Primärslam avskiljs i den mekaniska reningen och har ett högt innehåll av suspenderade substanser och BOD, vid kemisk fällning i försedimenteringen tillkommer även fosfor. Biologiskt slam eller överskottsslam innehåller levande och döda mikroorganismer. Kemiskt slam utgörs av flockar som bildas vi kemiska fällningsprocesser och får sin karaktär utifrån vilken fällningskemikalien som använts. Efterbehandlingssteg Slammet innehåller en stor del vatten som man av sanitära- och utrymmesskäl vill reducera. För att slamvattnet ska kunna avlägsnas behövs olika mycket kraft. 28

29 Förtjockning sker genom tyngdkraft, ex gravitationsförtjockare, mekanisk förtjockare, flotationsförtjockare. Detta sker vanligtvis i en bassäng som kallas sedmenteringsförtjockare. Stabilisering av slammet görs för att det organiska materialet i slammet skall brytas ner samt avdöda bakterier och virus. Denna process reducerar inte bara vatten utan även oönskad lukt. Kan ske genom rötning, slamluftning, kompostering, vassbädd, kalkbehandling, lagring minst 6 månader. Anaerob stabilisering (rötning) sker i en rötningskammare. En biologisk nedbrytning där slutprodukten är utrötat slam, slamvatten och rötgas. Rötgasen består av koldioxid, metangas och en del svavelväte som kan användas till att bl.a. värma anläggningen. För att rötningen ska ha en stabiliserande effekt bör TS-halten på slammet vara 8 %, ph-värde runt 7 och en temperatur på ca 37 grader. Avvattning görs för att öka torrhalten ytterligare och då behöver man förändra slammets struktur. Strukturförändringen kan ske genom kemikalietillsats, uppvärmning eller frysning. Vid mekanisk avvattning används starka krafter som kan åstadkommas med vakuum, tryckkraft eller centrifugalkraft. Ex. centrifug, filterpress, skruvpress, silbandspress. Avvattning kan även ske på vassbäddar då vattnet dränerar genom sand. TS-halten kan variera mellan 15-45% beroende på metod. Resterande del av det vatten som finns kvar i slammet kräver uppvärmning för att kunna avdrivas och det kan man göra genom direkt- eller indirekt torkning, ex. trumtork, flerstegstork, tvåstegstork. 29

30 Mikrobiologi Uppgift 2 Mikrobiologi betyder läran om små organismer och omfattar ett mycket stort antal arter inom både växt och djurriket. Till mikroorganismerna hör även bakterier, alger, svampar och protozoer och dessa finns överallt på jorden. Mikroorganismerna är nödvändiga i kretsloppet av näringsämnen i naturen och deras aktivitet bryter ner döda växter och djur. I ett gram jord från de övre marklagren finns ofta 100 miljoner mikroorganismer. För oss människor innebär mikroorganismerna att vi i tarmarna kan tillgodogöra oss näring från födan och de producerar viktiga vitaminer och tillväxtämnen. De skyddar oss även från skadliga angrepp av organismer utifrån och endast en liten del kan ge upphov till sjukdom. Mikroorganismerna fyller en viktig funktion vid t.ex. långsamfiltrering för reduktion av järn och mangan men eftersom det finns sjukdomsalstrande mikroorganismer och organismer som orsakar korrosion, lukt och smakstörningar är det viktigt att hålla koll på den mikrobiologiska aktiviteten i reningsprocesserna. Vid biologisk rening omvandlas och koncentreras föroreningar i avloppsvatten med hjälp av levande organismer och i konventionella reningsverk är det enbart mikroorganismer som har någon betydelse. Dessa organismer är så små att de inte syns med blotta ögat och till dessa räknas bland annat bakterier, jäst och mögelsvampar, protozoer och alger. När det gäller biologisk behandling av avloppsvatten är det oftast bakterier som har den största inverkan men det finns anläggningstyper där alger används t.ex. biodammar. En bakteriecells cellvägg ger den dess form och utanför cellväggen finns ett slemlager som innehåller det s.k. cytoplasmamembranet vilket utgör ett spärrskikt mellan cellens inre och dess omgivning. Innanför membranet finns cytoplasman som innehåller en DNA- tråd där arvsmassan finns lagrad. Bakterier förökar sig genom delning. De flesta bakterier är heterotrofa d.v.s. att de kräver organiskt material för att kunna bilda cellmaterial och de utvinner energi ur organiskt mtrl. Autotrofa bakterier använder inte organiskt material för att nybilda cellmaterial utan använder i stället oorganiskt kol t.ex. koldioxid. De autotrofa bakterierna erhåller sin energi ur kemiska reaktioner t.ex. omvandling av ammonium och sulfider. I ett biologiskt reningsverk förekommer många olika typer av mikroorganismer som konkurrerar med varandra om näringen och de som växer bäst kommer att dominera systemet. Bakterier är den dominerande mikroorganismen vid biologisk rening och vid undersökningar har man kunnat isolera flera hundra arter men nyare DNA- teknik visar att endast utgör en bråkdel av de arter som faktiskt finns i systemet. Sammansättningen är aldrig konstant eftersom förutsättningarna för tillväxt ständigt förändras och för ett reningsverk kommer alltid ett artrikt bakteriesamhälle att vara effektivast. En viktig egenskap för bakterier i biologiska reningsverk är att de naturligt vill klumpa ihop sig vilket underlättar sedimenteringen och avskiljningen. Detta är en grundförutsättning för aktivslamprocessen. Protozoer finns ofta i reningsverket, dessa är högre utvecklade organismer som bland annat lever på fritt svävande bakterier och mycket protozoer ger ofta en låg turbiditet hos utgående vatten. Vid sidan av bakterier är alger den dominerande mikroorganismen och även dessa består av en blandflora som lever i de biologiska dammarna. Algerna är autotrofa mikroorganismer som hämtar sin energi från solljuset. Alger lever normalt i samverkan med bakterier då bakterier bryter ner organiskt material till koldioxid som algerna kan använda i sin produktion av nya alger och syre. Döda alger och syre används i sin tur av bakterierna. Bakteriers näringsbehov, energi får bakterierna genom omvandling av organiskt eller oorganiskt material många bakterier klarar sig med en enda typ av organiskt material medan andra kräver fler byggstenar. I kommunala avloppsvatten finns ett stort antal olika organiska föreningar som i varierande grad är nedbrytbara för bakterierna. De mängdmässigt viktigaste 30