Norrtälje kommun Lindholmens avloppsreningsverk Strategisk utredning Framtida avloppsrening Uppsala 2016-03-31
Norrtälje kommun Lindhomens avloppsreningsverk Strategisk utredning Framtida avloppsrening Datum 2016-03-31 Uppdragsnummer 132 000 8179 Utgåva/Status Definitiv Peter Ek Hanna Särnefält Peter Ek Uppdragsledare Handläggare Granskare Ramböll Sverige AB Dragarbrunnsgatan 78B 753 20 Uppsala Telefon 010-615 60 00 Fax 018-69 55 49 www.ramboll.se Unr Organisationsnummer 556133-0506
ii
Innehållsförteckning 1. Bakgrund och sammanfattning... 3 1.1 Bakgrund... 3 1.2 Avgränsningar... 3 1.3 Sammanfattning... 4 2. Dagens anläggning... 5 2.1 Beskrivning av anläggningen... 5 2.2 Dimensionerande data... 6 2.3 Anläggningsdata... 7 2.4 Belastning och reningsresultat... 8 2.5 Kapacitet i befintlig anläggning... 10 3. Förutsättningar... 11 3.1 Framtida belastningsökning... 11 3.2 Utsläppsvillkor... 11 4. Bearbetning av historiska flödes- och belastningsdata... 11 4.1 Historiska data... 11 4.1.1 Flöden... 12 4.1.2 Kvävebelastning... 15 4.1.3 BOD 7 -belastning... 17 4.1.4 Septikslam... 17 4.1.5 Externslam... 19 5. Flödes- och belastningsprognos... 20 5.1 Septikslam... 20 5.2 Inkommande avloppsvatten... 20 5.2.1 Flöden... 20 5.2.2 Kvävebelastning... 24 5.2.3 BOD 7 -belastning... 25 5.3 Externslam... 26 6. Belastning vid olika belastningsfall... 26 7. Framtida processval... 27 7.1 Överväganden... 27 7.2 Placering av nya byggnadsdelar... 27 7.3 Bortvalda lösningar... 29 7.4 Förbehandling vattenbehandling... 30 7.5 Biosteg... 31 7.5.1 Generellt... 31 1 av 39
7.5.2 Processlösning, alt A Konventionell... 31 7.5.3 Processlösning, alt B Intermittent luftning... 31 7.5.4 Processlösning, alt C - Kaskad... 32 7.5.5 Processlösning, alt D Hybrid MBR... 32 7.6 Efterpolering... 32 7.6.1 För alt A tom C... 33 7.6.2 För alt D... 34 7.7 Slambehandling... 34 8. Jämförelse mellan processvalen... 36 9. Förslag på genomförande av projektet... 37 9.1 Förslag på fortsatt arbete... 37 9.2 Förslag på hur projektet skulle kunna drivas framåt... 37 9.3 Information inför val av entreprenadform... 38 Bilaga: 1. Situationsplan, befintlig anläggning 2. Situationsplan, föreslagen utformning inför år 2045 2 av 39
Lindholmens avloppsreningsverk Strategisk utredning Framtida avloppsrening 1. Bakgrund och sammanfattning 1.1 Bakgrund m³ m² -Ramböll Sverige AB har fått i uppdrag av Norrtälje kommun att utreda möjligheten att utöka kapaciteten på till en kapacitet motsvarande 37 500 anslutna fysiska personer. År 2014 var ca 18 400 personer anslutna. Det dimensionerande årtalet för framtiden är år 2045. Idag tas såväl septikslam från slutna tankar och trekammarbrunnar som externslam från mindre reningsverk inom Norrtälje kommun emot vid. Septikslammet utgör en betydande belastning på vattenbehandlingen såväl som på slambehandlingen. Mängden septikslam som togs emot under år 2014 var 38 000 m³. Den dimensionerande mängden septikslam som kommer att tas emot år 2045 är 56 365 m³ per år. Externslammet bedöms däremot komma att minska från 7450 m³/år under 2014 till ca 7000 m³/år under 2045. 1.2 Avgränsningar Uppdraget har utförts som en strategisk utredning. Det har bestått i att ur historiska data bedöma framtida dimensionerande förutsättningar samt bedöma kapaciteten hos befintligt reningsverk. Utifrån olika platsspecifika förutsättningar har alternativa framtida möjligheter för framtida avlopps- och slambehandling värderats. Ur detta har en strategi för framtiden tagits fram och flera alternativa lösningar för hur kan komma att utformas år 2045 presenterats. Uppdraget syftar även till att presentera ett lämpligt vägval för framtiden där flera alternativa sätt avseende utformning av biosteget presenteras. Eftersom detta är en tidig utredning kan ingen rekommendation föreslås avseende vilken/vilka av de olika föreslagna lösningarna som är den mest optimala. Detta beror på att ingen mängdning och kostnadsbedömning har gjorts inom ramen för uppdraget. För att kunna göra det behöver man gå djupare anläggningstekniskt än vad som varit fallet. Processtekniskt har dock en hel del bearbetning av historiska data genomförts. För att göra en detaljerad processdimensionering utan att lägga in 3 av 39
onödiga, kostsamma säkerhetsfaktorer bör man komplettera provtagning och analyser med flera parametrar och provtagningspunkter. Inga ritningar har tagits fram förutom en situationsplan som redovisar var de nya anläggningsdelarna föreslås placeras. Inom ramen för detta uppdrag har ingen statusbedömning av befintlig reningsanläggning ingått. Det framgår inte av någon av de tidigare konsultutredningar som har genomförts att någon anläggningsdel har avsevärda brister gällande status. Om till exempel betongen i någon bassäng är så illa däran att den inte kan nyttjas kan detta ha inverkan på strategiska vägval. 1.3 Sammanfattning Det finns mycket kommunalt ägd, obebyggd mark kring. Trots detta begränsas valmöjligheterna för framtiden av att reningsverkets omedelbara närhet kringgärdas av ett naturreservat, lätt kuperad mark och sank mark. Den vid en första anblick naturligaste platsen för utbyggnad, åt norr, utgörs av åkermark med lera/siltjord, vilken kan misstänkas kräva kostsam grundläggning men bedöms vara tekniskt genomförbar. Som grund i strategin för framtida avlopps- och slambehandling vid Lindholmens reningsverk värderar vi befintligt biosteg högt, dels pga att det är relativt nybyggt, dels pga att man därigenom kommer att kunna uppfylla utsläppsvillkoren under ombyggnation utan allvarliga störningar av driften. Detta är av betydelse eftersom svenska myndigheter inte lättvindigt tillåter lättnader i befintliga utsläppsvillkor under ombyggnadstiden. Den ytterligare erforderliga kapacitet som krävs för rening av bland annat kväve planeras genom att bygga ett helt nytt bioblock parallellt med befintligt bioblock. En flödesanalys har genomförts som har resulterat i att framtida maxflöde år 2045 har bedömts till 1800 m³/h. Inkommande flöde, belastning och bedömda utsläppsvillkor har resulterat i att följande föreslagna nybyggnationer krävs vid Lindholmen: nytt sandfång, nytt biosteg, komplettering av efterpoleringen med skivfilter, ny mottagning och utjämning av septikslam, ny mekanisk förtjockning inför rötning, ny rötkammare, ny slutavvattning, ny torrslamsilo. Vi föreslår som nästa steg att kompletterande provtagning genomförs för att ge säkrare underlag för att bland annat bedöma fördelning av belastning på avloppsvatten, septikslam och rejektvatten samt säkrare bedöma reningskapaciteten (reaktionshastigheten, vilken kan nyttjas vid dimensionering av det nya bioblocket) på befintligt biosteg. Vi konstaterar att biosteget är närmast fullbelastat och att den begränsande faktorn är slamegenskaperna. Det kan därför vara värt en del av försöka utröna möjligheterna att förbättra 4 av 39
slamegenskaperna genom att manipulera livsbetingelserna för biostegets mikroflora. Om det skulle bli framgångsrikt skulle mera flöde kunna ta emot vid befintligt bioblock och följaktligen det nya biosteget kunna byggas mindre och därmed minska investeringarna. Vi rekommenderar att man utreder detta i efterföljande skede. Vi rekommenderar dessutom att man i fullskala under 2016 genom ökad/optimerad kemikaliedosering försöker uppfylla ett tänkt utsläppsvillkor om Tot-P 0,2 mg/l som kvartalsmedel. Detta skulle ge underlag inför valet om framtiden mellan biologisk fosforavskiljning eller kemisk fosforavskiljning samt det därav följande valet av lösning för efterpolering. 2. Dagens anläggning 2.1 Beskrivning av anläggningen Avloppsvatten leds till Lindholmens avloppsreningsverk via en tryckledning från centrala Norrtälje och via en ny sjöförlagd tryckledning från pumpstation P2 samt till en mindre del via självfall. Avloppsvattnet passerar rensgaller, sandfång, förluftning, försedimentering, biosteg, flockning och slutsedimentering innan det når recipienten. Recipienten utgörs av Norrtäljeviken som mynnar i Östersjön. Den biologiska behandlingen utgörs av aktivt slam med bioreaktor i form av sk OCO samt biosedimentering. Kväverening sker med fördenitrifikation. Ingen dosering sker av extern kolkälla. Biosteget togs i drift 1998. Fosforavskiljning sker som biologisk fosforavskiljning i aktivt slamsteget samt som efterfällning i form av dosering av järnklorid till slutsedimenteringen. Ingen förfällning sker. Primärslammet från försedimenteringen (som ju även innehåller septikslam) rötas mesofilt. Det biologiska överskottsslammet rötas inte. Kemslammet från slutsedimenteringen rötas inte. Det pumpas till slambehandlingen. Förutom avloppsvatten tas septikslam (slutna tankar och trekammarbrunnar) emot och behandlas i vattenbehandlingen. Externslam från yttre reningsverk i Norrtälje kommun tas emot. Externslammet leds till slambehandlingen men rötas inte. Rötat slam, biologiskt överskottsslam, kemslam och externslam leds till 3 st slamlager a 120 m³. Omrörningen och blandningen mellan de olika slammen är enligt uppgift inte bra. Blandslammet från dessa lager avvattnas med skruvpress av fabrikat Huber. Man uppnår en TS-halt som varierar mellan 13 och 16,9 % med årsmedelvärde 14,6 %. Polymerdosen är mellan 19 och 27 kg polymer/ton TS med årsmedelvärde 22,2 kg polymer/ton TS. Samtliga värden är för år 2014. 5 av 39
Septikslam leds genom separat rensgaller och ett mindre 150 m³ utjämningslager. Septikslammet leds därefter till inloppet. Både septikslammet och rejektet från avvattningen ingår i provet för inkommande avloppsvatten. 2.2 Dimensionerande data I nedanstående tabell visas dimensionerande data över befintligt reningsverk. Tabell 1 Dimensionerande belastningsdata för befintligt reningsverk. Dimensionerande belastning (kg/d) BOD 7 2380 Tot-N 390 Tot-P 75 BOD7-belastningen motsvarar 34 000 pe (70 g BOD 7 /pe, d). Tabell 2 Dimensionerande flöden biosteget (driftinstruktion OCO). Dimensionerande flöde (m³/h) Torrvädersflöde 520 Maxflöde bio 880 Qmax, bio/520 m³ per h 1,69 Det finns olika uppgifter avseende om 520 m³/h är torrvädersflöde eller Qdim. I nedanstående tabell visas dimensionerande data över äldre delar av befintligt reningsverk. Dessa data härstamma från en äldre driftinstruktion innan dagens biosteg byggdes. En kvot mellan maxflödena och det för biosteget dimensionerande 520 m³/h flödet redovisas nedan. Dessa värden anger att de hydrauliska kapaciteten genom hela reningsverket är god (hög kvot). Tabell 3 Dimensionerande flöden för vattenbehandling utom biosteg (äldre driftinstruktion). Flöde Dimensionerande flöde (m³/h) Maxfaktor Maxflöde sandfång 2400 = 4,6 x 520 m³/h Maxflöde försedimentering 5220 = 10 x 520 m³/h Maxflöde slutsedimentering 1825 = 3,5 x 520 m³/h 6 av 39
2.3 Anläggningsdata Nedan redovisas viss anläggningsdata. Sandfång 1 st totalt 47 m³ Förluftning 2 st om totalt 92 m³ Försedimentering 2 st a 180 m² =360 m² Volym, tot 850 m³ Vattendjup 2,35 m 2 st a 255 m² = 510 m² Volym, tot 1200 m³ Vattendjup 2,35 m Total yta är därmed 870 m². Biosteg 1 st bioreaktor (OCO) 4800 m³ Djup 3,0 m 1 st biosedimentering 890 m² Djup 3,0 m Slutsedimentering Det finns 4 st slutsedimenteringar som vardera har måtten: Bredd 5,0 m Längd 38,0 m Vattendjup 3,5 m Yta 190 m²/slutsed Total yta är därmed 760 m². Rötkammare 1 st a 900 m³ 7 av 39
mg/l kg/d 2.4 Belastning och reningsresultat Nedan visas utgående (efter slutsedimenteringen) totalkväve- och ammoniumkvävehalter år 2002-2014 (Figur 1-Figur 2). 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Dimensionerande kvävemängd (kg/d) UT Tot-N (mg/l) UT NH4-N (mg/l) IN Tot-N (kg/d) Datum Figur 1 Utgående kvävehalter, inkommande kvävemängd (inklusive rejektvatten och septikslam) samt dimensionerande kvävemängd. Figur 1 visar att totalkvävekravet < 15 mg/l har uppfyllts som årsmedelvärde under åren 2004-2014. Den visar också att aktuell kvävebelastning är nära den dimensionerande 4 av de 5 senaste åren. Belastningsgraden av totalkväve i inkommande prov under åren 2012 till 2014 var 66, 69 och 59 % av dimensionerande belastning, Motsvarande värde för BOD 7 i inkommande prov under åren 2012 till 2014 var 91, 90 och 85 % av dimensionerande belastning. 8 av 39
Utgående halter (mg/l) 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 NH4-N Tot-N Datum Figur 2 Utgående ammonium- och totalkvävehalter från Lindholmen ARV 2011-2014. Varje mätpunkt utgör ett dygnsmedelvärde. Figuren visar att utgående ammonium (NH 4 -N) stiger från låga (< 2 mg/l) till höga nivåer (12-16 mg/l) under vintrarna då avloppstemperaturen är som lägst. Betraktande av analysresultat från 2012-2014 ger följande resultat: Dagens historiska avskiljning över försedimenteringen är som medelvärde 64 (61-65) % avseende BOD 7 under perioden 2012-2014. För TSS är motsvarande värde 79 (78-79) %. BOD 7 -halten ut från biosteget är 5-8 mg/l som årsmedelhalt. Utgående årsmedelhalt av BOD 7 är 3-5 mg/l. Utgående årsmedelhalt av NH 4 -N är 2,2-2,9 mg/l. Utgående årsmedelhalt av Tot-N är 10-12 mg/l. Utgående årsmedelhalt av TSS är 5-7,2 mg/l. Utgående årsmedelhalt av Tot-P är 0,25-0,29 mg/l. 9 av 39
2.5 Kapacitet i befintlig anläggning De gamla gallren från 2011 har en kapacitet på 1800 m³/h (900 m³/st). De nya gallren från 2014 har en kapacitet på 1400 m³/h (700 m³/st). Sammanlagd gallerkapacitet är därmed 3200 m³/h. Enligt uppgift från driftoperatören förbileds försedimenterat vatten med ett flöde överstigande 640 m³/h biosteget. Detta innebär att man begränsar maxflödet till biosteget till 1,23 x Torrvädersflödet (520 m³/h). Biostegets hydrauliska kapacitet är därmed relativt låg. Suspavskiljningen i biosedimenteringen uppges av driftpersonalen fungera bättre om maxflödet begränsas till ca 560-580 m³/h. Avskiljningen som medel för respektive år 2012-2014 över försedimenteringen är 61-65 % för BOD 7 och 78-79 % för TSS. Detta är mycket höga värden speciellt eftersom ingen fällningskemikalie tillsätts före försedimenteringen. En förklaring skulle kunna vara återföring av en betydande del av den mycket höga polymerdosen vid slutavvattningen. Biostegets (bioreaktorn, dvs OCO) dimensionerande slamhalt, MLSS är 5000 mg TSS/l. Medelvärdet 2012-2014 var 2300 mg/l (2,3 g/l). Slamvolymem SV 30 på bioslammet är ca 800-900 ml/l, vilket tillsammans med en slamhalt om ca 2300 mg/l ger slamvolymindex, SVI ca 210 ml/g. Detta visar att sedimenteringsegenskaperna hos bioslammet är dåliga, vilket också driftpersonalen har erfarit i praktiken. Slammets dåliga sedimenteringsegenskaper begränsar så att man inte kan höja slamhalten till eller öka inflödet till biosteget. Analysresultaten visar också att utgående ammoniumhalt var mycket hög vintern 2010/2011, 2012/2013 och 2013/2014. Dessa halter visar att man då troligen var i riskzonen för att tappa nitrifikationen. Figur 1 visar att utgående totalkväve som årsmedelvärde har legat mellan 10 och 13 mg/l de senaste åren. Figuren visar också att kvävebelastningen till reningsverket (inkl. bidraget från brunnslam) är nära den dimensionerande belastningen. Av detta kan man sammantaget dra slutsatsen att biosteget har överträffat den dimensionerande kapaciteten avseende att rena kväve. Däremot är biostegets kapacitet att avskilja slam (sedimentation) sämre än den dimensionerande. Vi har genomfört processberäkningar för att bedöma biostegets reningskapacitet avseende ammonium respektive nitratväve (kg kväve/kg slam, dygn). Resultaten är dock svårtolkade. Det saknas analysresultat för flera processparametrar varför ett flertal antaganden gjordes vilka ligger till grund för beräkningarna. Man bör genomföra kompletterande provtagningar för att med större säkerhet kunna fastställa reaktionshastigheterna. Sammantaget kan konstateras att biosteget är nära sin fulla kapacitet. Det skulle kunna vara möjligt att belasta med ytterligare något kväve. Problemet är att 10 av 39
ytterligare inpumpning av avloppsvatten medför ökad hydraulisk belastning. Det är just den hydrauliska kapaciteten som är den begränsande för biosteget. 3. Förutsättningar 3.1 Framtida belastningsökning 18 394 fysiska personer var anslutna till Lindholmens avloppsledningsnät år 2014. Den prognosticerade anslutningen för det dimensionerande årtalet 2045 är 37 500 anslutna fysiska personer. Det prognosticerade antalet anslutna år 2025 och 2030 är 29 255 respektive 31 385 fysiska personer. 3.2 Utsläppsvillkor Norrtälje har varit i kontakt med länsstyrelsen för att få information om vilka parametrar och nivåer som kan komma att gälla. Man har inte fått klara och tydliga besked i frågan. Svar och tolkningar utmynnade i parametrar och halter enligt nedanstående tabell, vilka har utgjort underlag för arbetet i uppdraget. Utsläppskraven gäller som gränsvärde på årsmedelvärde och dels som gränsvärde på kvartalsmedelvärde för BOD 7 och Tot-P. Tabell 4 Utsläppskrav och gällande perioder för medelvärdesberäkning för respektive parameter. Utsläppsvillkor Parameter mg/l Medelvärde över perioden BOD 7 10 Kvartal Tot-P 0,2 Kvartal Tot-N 15 År NH 4 -N 4 Medel över perioden maj-september 4. Bearbetning av historiska flödes- och belastningsdata 4.1 Historiska data Historiska utgående timflöden i utgående vatten från Lindholmen fanns tillgängliga för åren 2013-2014 och utgående dygnsflöden för år 2008-2014. Analys av 11 av 39
Flöde (m³/h) inkommande avloppsvatten har gjorts efter det att septikslam och rejektvatten tillkommit. 4.1.1 Flöden Historiska timflöden fanns tillgängliga för år 2013 och 2014 (Figur 3). Som framgår av nedanstående diagram är 2013 ett värre år ur flödessynpunkt. Av denna anledning har 2013 valts ut som det år utifrån vilket framtida timflöde prognosticeras. Nedan redovisas frekvensdiagram, vilka skapas genom att plotta värden som har sorterats i storleksordning. 1 400 1 200 1 000 800 Frekvensdiagram timflöden 2013-2014 600 400 2013 2014 200 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% % Figur 3 Historiska timflöde från Lindholmen 2013 och 2014 Vi har även värderat dygnsflöden för år 2008 till 2014 för att validera att 2013 är ett rimligt år att utgå ifrån (Figur 4). 12 av 39
Flöde (m³/d) Frekvensdiagram dygnsflöden 2008-2014 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% % Figur 4 Historiska dygnsflöde från Lindholmen 2008 till 2014 som frekvensdiagram. Ur Figur 3 och Figur 4 framgår att 2012 var ett blött år med högre flöden än 2013 för de flesta dygnen av åren (frekvens < 95 %). Eftersom vi är intresserade av de allra högsta flödena och maxflödet för år 2013 är något högre än för år 2012 är 2013 ett lämpligt år att utgå ifrån i den fortsatta flödesanalysen. Som komplement till ovanstående frekvensdiagram är det även bra att betrakta dygns- respektive timflöden i tidsseriediagram (Figur 5-Figur 6). 13 av 39
Flöde (m³/h) Flöde (m³/d) 35000 Utgående dygnsflöde 2008-2014 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Datum Figur 5 Historiska dygnsflöde från Lindholmen 2008 till 2014 som tidsseriediagram. 1 400 Flöde m3/h (utgående) 1 200 1 000 800 600 400 200 0 jan-13 apr-13 jul-13 okt-13 feb-14 maj-14 aug-14 dec-14 Datum Figur 6 Historiska timflöden från Lindholmen 2013 till 2014 som tidsseriediagram. Ur diagrammen baserade på tidsserie framgår att torrvädersflödet (minflödet) är ca 4200, 4400 och 3400 m³/d de senaste tre åren. Mintimflödet var ca 40 och 45 m³/h för år 2013 respektive 2014. 14 av 39
Tot-N (g/p,d) 4.1.2 Kvävebelastning Inkommande kvävebelastning har analyserats (Figur 7,Tabell 5). Provtagning på inkommande kväve till Lindholmen sker efter det att septikslam och rejektvatten tillkommit. För att ta fram inkommande kvävebelastning från ledningsnätet har därför även provtagningsresultaten exklusive septikslammets bidrag redovisats. 40 35 30 Tot-N 2013 25 20 15 10 5 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% % Prov Prov-SS Figur 7 Belastning av Tot-N i g/person, dygn år 2013. Inkommande provtagning (Prov), exklusive septikslam (SS). Tabell 5 Inkommande Tot-N-belastning i g/person, dygn år 2013 från provtagning (Prov), exklusive septikslam (Prov-SS). Tot-N (g/p,d) Medel Max Prov 19,8 37,6 Prov-SS 15,2 34,3 Under åren 2012-2014 var 2013 det år då kvävebelastningen var som högst. 15 av 39
Tot-N (kg/d) Tot-N 2013 800 700 600 500 400 300 200 Prov Prov-SS 100 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% % Figur 8 Belastning av Tot-N i kg/d år 2013. Inkommande provtagning (Prov), exklusive septikslam (SS). Tabell 6 Belastning av Tot-N i kg/d år 2013. Inkommande provtagning (Prov) samt exklusive septikslam (Prov-SS). Tot-N (kg/d) Medel Max Prov 357 677 Prov-SS 274 618 16 av 39
BOD 7 (g/p,d) 4.1.3 BOD 7 -belastning 250 BOD 7 2013 200 150 100 50 Prov Prov-SS 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% % Figur 9 Belastning av BOD 7 i g/person, dygn år 2013. Inkommande provtagning (Prov), exklusive septikslam (SS) Tabell 7 Belastning av BOD 7 i g/person, dygn år 2013. Inkommande provtagning (Prov) samt exklusive septikslam (Prov-SS). BOD 7 (g/p,d) Medel Max Prov 90,3 194,4 Prov-SS 58,0 155,3 4.1.4 Septikslam Under åren 2008-2014 har septiskt slam mottagits i genomsnitt 268 gånger per år, ca 5 gånger per vecka. Varje vecka har i genomsnitt 676 m³ tagits emot. Den maximala mängden som mottagits under en dag är 335 m³/d. En tydlig säsongsvariation i mottagning av septiskt slam kan ses (Figur 10). Under sommaren ökar mängden septiskt slam som mottas vid respektive tillfälle. 17 av 39
Mottaget septiskt slam (m³/d) 400 Mottaget septikslam 350 300 250 200 150 100 50 0 2007-11-14 2009-03-28 2010-08-10 2011-12-23 2013-05-06 2014-09-18 Datum Figur 10 Mottaget septiskt slam 2008-2014. Tabell 8 Sammansättning av septiskt slam. Värdena baseras på mätningar på Lindholmen -98, -03, -04 och -08. I min- och maxvärdet har även värden från provtagning av septikslam på Öns ARV, UMEVA inkluderats. Medel (mg/l) Min (mg/l) Max (mg/l) BOD 7 3 653 1 600 6 500 TN 499 95 908 TP 121 58 230 TSS 6 791 1 733 15 000 Detta ger en kvot mellan BOD 7 /TN om 7,3 i septikslammet (=3653/499). BOD 7 /TN-kvoten i inkommande avloppsvatten är 4,5 som medelvärde för inkommande avloppsvatten (inkl. septikslam och rejekt). 18 av 39
Mottaget externslam (m³/d) Tabell 9 Genomsnittlig belastning från septikslam per dygn, baserat på sammansättning (Tabell 8) och genomsnittlig dygnsbelastning av septikslam (97 m³/d) Medel (kg/d) Min (kg/d) Max (kg/d) BOD 7 353 155 628 TN 48 9 88 TP 12 6 22 4.1.5 Externslam Under åren 2008-2014 har slam från externa anläggningar mottagits i genomsnitt 83 gånger per år, ca 1,6 gånger per vecka. Varje vecka har i genomsnitt 104 m³ tagits emot. Den maximala mängden externslam som mottagits under en dag är 229 m³/d. 250 Mottaget externslam 200 150 100 50 0 2008-03-05 2009-03-05 2010-03-05 2011-03-05 2012-03-05 2013-03-05 2014-03-05 Datum Figur 11 Mottaget externslam 2008-2014 19 av 39
5. Flödes- och belastningsprognos I denna utredning har vi valt att inte ta fram förslag på Tot-P och TSS utan fokusera på Tot-N och BOD 7 eftersom dessa parametrar (med vissa undantag) tillsammans med avloppsflödet bestämmer storleken på de olika anläggningsdelarna. 5.1 Septikslam Norrtälje kommun har gjort en prognos för mängden septikslam som ska tas emot fram till år 2045 (Tabell 10). Tabell 10 Norrtälje kommuns prognos för mängden septikslam som ska tas emot fram till år 2045. Mottaget septikslam 2010 2011 2012 2013 2014 2025 2030 2045 m³/år 33 401 35 161 35 498 37 554 38 006 43 465 46 690 56 365 Medelmånad m³ (årsmängd/12) Medel, m³/dygn (Årsmängd/260 dagar) Maxmånad, m³ (från månadsrapport) Maxdygn, m³ (maxmånadsflöde/22 dygn) 2 783 2 930 2 958 3 130 3 167 3 622 3 891 4 697 128 135 137 144 146 172 185 224 4 298 4 405 4 419 5 054 5 429 6 554 195 200 201 230 247 298 5.2 Inkommande avloppsvatten 5.2.1 Flöden En prognos av framtida timflöde har genomförts. Den baseras på 2013 års timflöde. Mottagen mängd avloppsflöde vid år 2013 var i medel 460 liter/fysisk person, dygn. Följande förutsättningar har specificerats av beställaren: Det dimensionerande årtalet är 2045. Antalet anslutna fysiska personer år 2045 är 37 500 st. För tillkommande anslutning efter 2013 års värde ska 180 liter/person, dygn nyttjas avseende spillvatten (=debiterat dricksvattenmängd). Värdet på tillskottsvatten efter 2013 ska vara 36 liter/person, dygn och ska fördelas konstant jämnt över årets alla dygn och timmar. Dessa förutsättningar ställer en del krav på framtida utbyggda ledningsnät. Dagens specifika avloppsflöde (inkl. tillskottsvatten) om 460 liter/person, dygn tillsammans med framtida utbyggnad 20 av 39
Inkommande flöde, m³/h ger ett medelvärde om 333 liter specifikt avloppsflöde/person, dygn som genomsnitt över hela avrinningsområdet. Kvoten avloppsvatten/debiterat dricksvatten för hela avrinningsområdet sänks därmed över perioden 2013 till 2045 från 2,55 till 1,85. Ramböll har gjort vissa antaganden i samband med framtagande av flödesprognosen. Det tillkommande spillvattnet (180 liter/person, dygn) fördelas som 75 % över 12 timmar av dygnets timmar och 25 % över resterande 12 timmar. Resultatet av denna prognos redovisas i diagrammet nedan. Ingen hänsyn har tagits till historik över bräddningar på ledningsnätet eller vid reningsverket. 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 Andel av tiden, % Figur 12 Prognos över timflöde till Lindholmen år 2045, med viktad fördelning av tillskottsvatten för nyanslutning 75 % / 25 %. Prognosen säger att maximalt timflöde år 2045 är 1448 m³/h. Medeltimflödet är 520 m³/h medan medeldygnsflödet är 12 473 m³/d (=24 x 520). Känslighetsanalys över prognosticerat flöde Vi har genomfört en känslighetsanalys avseende prognos över framtida flöde. Vi har bedömt hur framtida flöde år 2045 påverkas om tillskottsflödet inte fördelas jämnt över årets alla timmar utan istället uppkommer i samband med nederbörd. Övriga förutsättningar/indata är oförändrade. Inläckage till ledningsnätet antas ske då dygnsnederbörden är minst 5 mm. Årets totala tillskottsvattenflöde fördelas då enbart över dessa nederbördsdygn och spillvattnet (180 liter/person, 21 av 39
Inkommande flöde, m³/h dygn) fördelas som 75 % över 12 timmar av dygnets timmar och 25 % över resterande 12 timmar. Detta ger ett frekvensdiagram enligt nedan. 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 Andel av tiden, % Figur 13 Prognos över timflöde till Lindholmen år 2045, med fördelning av tillskottsvatten för nyanslutning endast under nederbördsdygn. Denna metod skulle ge maximalt timflöde 1800 m³/h år 2045. Medeltimflödet är 520 m³/h medan medeldygnsflödet är 12 483 m³/d. Det är värt att kommentera att ovanstående förlopp överskattar fördelningen något eftersom man härmed missar tillskottsvatten som uppstår när marken är mättad och ger orsak till inläckage av andra orsaker än regn. Dessa händelser består av snösmältning och den svans av inläckage som sker en tid efter att nederbörden har upphört. Med detta sagt utgör ovanstående fördelning en dimensionerande situation som troligen inte i orimligt hög grad överskattar verkligheten. För att i möjligaste mån försöka skapa sig en känsla för om/hur mycket ovanstående känslighetsbedömning överskattar verkligheten kan man extrapolera dagens flödessituation till år 2045. Vi har då helt enkelt tagit historiskt frekvensdiagram för år 2013 och multiplicerat flödet i enheten liter/person, timme med antalet anslutna år 2045, det vill säga 37 500 stycken. Denna metod skulle ge maximalt timflöde 2520 m³/h år 2045. Medeltimflödet är 725 m³/h medan medeldygnsflödet är 17 376 m³/d. Denna kurva har plottats i figur 14 nedan (graf benämnd p45/p13) och ger det högsta maxflödet. 22 av 39
Inkommande flöde, m³/h I figuren nedan har även det historiska flödet för år 2013 plottats (graf benämnd 2013), vilket ger det lägsta maxflödet i känslighetsanalysen. Figur 14 redovisar även den graf som redovisades ovan i figur 13 (graf benämnd Ojämnt). Den sista grafen i figur 14 utgörs av prognos för år 2045 om spillvattnet (180 liter/person, dygn) fördelas som 75 % över 12 timmar av dygnets timmar och 25 % över resterande 12 timmar samt om tillskottsvattnet fördelas jämnt över årets alla timmar (graf benämnd Jämnt-Ojämnt). 2500 2250 2000 p45/p13 Jämnt-Ojämnt 1750 1500 1250 Ojämnt 2013 1000 750 500 250 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Andel av tiden, % Figur 14 Känslighetsanalys av prognostiserat flöde för år 2045 Utifrån samtliga grafer i Figur 14 gör vi bedömningen att grafen benämnd Ojämnt (vilken även redovisas i Figur 13) utgör en rimlig prognos över framtida maxflöde, ca 1800 m³/h. Denna ligger då mellan 2013 års maxflöde 1200 m³/h och prognos för värsta grafen i känslighetsanalysen om 2520 m³/h. Förslag på dimensionerande flöde för år 2045 Av ovanstående resultat rekommenderar vi att metodiken för prognos av framtida flöde bör baseras på att inte fördela årliga tillskottsvattenmängden jämnt över hela året utan att enbart fördela tillskottsvattenmängden i samband med regndygn enligt Figur 13. 23 av 39
Tot-N (kg/d) Slutsatsen avseende framtida dimensionerande flöde för år 2045 ur avloppsvattennätet blir då: Maximalt timflöde 1800 m³/h. Medelflöde 520 m³/h. Medelflöde 12 480 m³/d. 5.2.2 Kvävebelastning Framtida kvävebelastning har beräknats från 2013 års kvävebelastning exklusive septikslam. Den högsta kvävebelastningen under 2012-2014 var år 2013 (högst medelbelastning). Denna belastning var därför utgångspunkt för beräkning av framtida belastning. Tot-N 2045 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% % Figur 15 Beräknad belastning av Tot-N i kg/d från ledningsnätet år 2045 med uppskalning utifrån 2013 års belastning i g/p,d exklusive septikslam (SS). I tabell 11 nedan redovisas inkommande kvävebelastning från ledningsnätet (rejektet ingår) efter att septikslammet har räknats bort. Dessutom visas summabelastningen av avloppsvatten från ledningsnätet och septikslam av vatten. Tabell 11 Belastning av Tot-N i kg/d år 2045 med uppskalning gjord utifrån 2013 års belastning i g/p,d exklusive septikslam. Septikslammets påslag är beräknat utifrån Tabell 8 och Tabell 10. Inkommande Tot-N (kg/d) Från ledningsnätet Från septikslam 0 % septikslam till Lindholmen 50 % septikslam till Lindholmen 100 % septikslam till Lindholmen Medel 570 112 570 626 682 Max 1 284 112 1 284 1 340 1 396 24 av 39
BOD 7 (kg/d) 5.2.3 BOD 7 -belastning Den högsta BOD 7 -belastningen under 2012-2014 var år 2013 (högst medelbelastning). Denna belastning var därför utgångspunkt för beräkning av framtida belastning. BOD 7 2045 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% % Figur 16 Beräknad belastning av BOD 7 i kg/d från ledningsnätet år 2045 med uppskalning gjord utifrån 2013 års belastning i g/p,d exklusive septikslam. I nedanstående tabell 11 redovisas inkommande BOD 7 -belastning från ledningsnätet (rejektet ingår) efter att septikslammet har räknats bort. Dessutom visas summabelastningen av avloppsvatten från ledningsnätet och septikslam. Tabell 12 Beräknad belastning av BOD 7 i kg/d år 2045 med uppskalning gjord utifrån 2013 års belastning i g/p,d exklusive septikslam. Septikslammets påslag är beräknat utifrån Tabell 8 och Tabell 10. Inkommande BOD 7 (kg/d) Från ledningsnätet Från septikslam 0 % septikslam till Lindholmen 50 % septikslam till Lindholmen 100 % septikslam till Lindholmen Medel 2 169 818 2 169 2 578 2 987 Max 5 809 818 5 809 6 218 6 627 25 av 39
5.3 Externslam I nedanstående tabell redovisas mängden externslam som bedöms ta emot vid Lindholmen. Den dimensionerande mängden är således 7000 m³/år för år 2045. Tabell 13 Mottaget externslam 2010-2014 samt prognos för mottaget externslam 2015, 2025, 2030 och 2045. År 2010 2011 2012 2013 2014 2015 1 2025 1 2030 1 2045 1 Externslam (m³/år) 5 511 4 260 4 981 5 203 7 452 5 300 5 800 6 100 7 000 6. Belastning vid olika belastningsfall Prognos för belastningen av totalkväve och BOD 7 år 2045 har gjorts för tre olika belastningsfall. Dessa grundar sig i att en möjlighet för framtida hantering av septikslam skulle vara att endera behandla det vid Lindholmen eller att behandla det vid någon annan, här inte definierad, anläggning (och då inte heller ledas till inloppet av ). 1. 0 % av septikslammet tas emot på Lindholmen Allt septikslam körs till någon annan behandlingsanläggning i framtiden utan att något (inte heller något vatten från slamförtjockning återförs via ledningsnätet) behandlas på Lindholmen. 2. 50 % av septikslammet tas emot på Lindhomen 50 % av septikslammet körs till någon annan behandlingsanläggning (inte heller något vatten från slamförtjockning återförs via ledningsnätet) och 50 % behandlas vid Lindholmen. 3. 100 % av septikslammet tas emot på Lindholmen Allt septikslam tas emot vid Lindholmen. Tabell 14 Prognos för belastning av Tot-N och BOD 7 2045 vid olika belastningsfall. Tot-N (kg/d) BOD 7 (kg/d) In + septikslam (0 %) 570 2 169 In + septikslam (50 %) 626 2 578 In + septikslam (100 %) 682 2 987 1 Prognos 26 av 39
7. Framtida processval 7.1 Överväganden Vid om- och utbyggnad av ett befintligt reningsverk finns ett flertal parametrar att ta hänsyn till. Dessa inkluderar hur logistiken av befintlig anläggning ser ur, dvs leds vattnet på ett bra eller ineffektivt/komplicerat sätt i anläggningen idag? Hur är befintlig flödeslogistik avseende de möjliga lösningar som kan föreligga för framtiden? Hur är statusen på befintligt reningsverk? Kan samtliga bassänger nyttjas? Måste bassänger renoveras eller till och med skrotas/tas ur drift? Finns flaskhalsar i anläggningen så att inte allt vatten som var tänkt behandlas verkligen kan behandlas? Orsaken till detta kan vara brist på hydraulisk kapacitet eller bristande processfunktion, till exempel sämre slamegenskaper. 7.2 Placering av nya byggnadsdelar Nedan redovisas antagen förutsättning för grundläggning utifrån jordartskartan vid Lindholmen (Gult lera/silt, Blå morän; Röd berg). Figur 17 Grundläggningsförhållanden vid Figur 17 visar att det ur grundläggningssynpunkt (påverkan av investeringskostnadens belopp samt osäkerheten i densamma) troligen är bäst att 27 av 39
bygga nya bassänger inom blått och rött område. Observera att jordartskartan endast visar ytskikt och inte underliggande jordlagerföljd. Geoteknisk undersökning behöver utföras för att få kännedom om grundläggningsförhållanden. Figur 18 Redovisning av naturreservatets placering söder om Lindholmens reningsverk Figur 18 visar att den ur grundläggningssynpunkt bästa marken i söder blockeras av naturreservatet (inom tjock grön linje). 28 av 39
Figur 19 Redovisning av topografi vid Figur 19 visar att den bästa tillgängliga marken ur anläggningssynpunkt, vilken är belägen i norr sluttar uppåt. För att göra en korrekt bedömning av bästa platsen för utbyggnad krävs en geoteknisk undersökning. Sammantaget kan man dock säga att bästa tillgängliga plats för utbyggnad bedöms vara i norr (blått-gult område i Figur 17) samt i söder fram till naturreservatets gräns (blått område). Eventuella behov av försedimenteringsbassänger och eventull septikslammottagning och utjämning placeras lämpligen i söder. Komplettering med nytt bioblock bedöms i detta skede lämpligen placeras i första hand i norr, i andra hand i söder. 7.3 Bortvalda lösningar Biosteget stod färdigt nybyggt 1998. Det har fortfarande god anläggningsteknisk status så långt som kan bedömas. Det producerar goda utsläppsresultat om än med en begränsning i den hydrauliska kapaciteten. Man skulle kunna bygga om bioreaktorn (OCOn) från aktivt slam till Moving Bed Biological Reactor, MBBR för att öka kapaciteten. MBBR är en volymseffektiv (kräver relativt sett mindre bassängvolym än aktivt slam) lösning som kräver 29 av 39
investering i kostsamt bärarmaterial. Mellanväggar tillkommer dessutom. MBBR drivs med en högre syrehalt som därför har högre driftkostnad. Ett annat möjligt alternativ vore att bygga om OCOn till Membrane Biological Reactor, MBR. Denna lösning kräver investering i membran samt förbrukar även denna mer energi än aktivt slam. Skulle man få mycket hårda utsläppsvillkor skulle däremot detta vara en mycket intressant lösning eftersom membranfiltreringen skapar ett i stort sett partikelfritt vatten med utgående halter suspenderat material som är mindre än 1 mg TSS/l. Ramböll har ett pågående uppdrag med att detaljprojektera åt Syvab för att bygga om Himmerfjärdsverket MBR. Det blir en av världens två-tre största MBR-anläggningar. Vi har dimensionerat den för att uppfylla utsläppsvillkor avseende totalkväve och totalfosfor om mindre än 6 mg/l respektive 0,2 mg/l. Dessutom är BOD-kravet 5 mg/l. Det är dock oftast mest kostnadseffektivt att skapa ny kapacitet genom att bygga nya bassänger med aktivt slammetoden jämfört med att bygga volymseffektiva lösningar som MBBR eller MBR. Vi föreslår därför att befintligt biosteg behålls som idag (OCO med biosedimentering) samt att ett nytt biosteg byggs parallelt med befintligt biosteg. Det nya biosteget föreslås byggas som aktivt slam. Det finns dock väldigt många varianter av aktivt slam. Under rubrik 7.5 presenteras de olika alternativa lösningarna som vi föreslår. 7.4 Förbehandling vattenbehandling Förbehandlingen från inlopp till och med försedimentering kommer att vara identisk för samtliga alternativ. Det dimensionerande maxflödet från avloppsvattennätet för år 2045 har föreslagits till: Maximalt timflöde 1800 m³/h. Medelflöde 520 m³/h. Gallren har tillräcklig kapacitet. Sandfånget är för litet. Ett nytt sandfång behöver byggas. Total yta av befintliga försedimenteringar är 870 m². Detta ger 2,1 m/h vid maxflöde och 0,60 m/h vid medelflöde. Dessa ytbelastningar är tillräckliga vid försedimentering. Ytbelastningen är tillräckligt låg, dvs bra, för att kunna införa förfällning med järn eller aluminium. 30 av 39
Det är oklart för oss i dagsläget hur flödesfördelningen i praktiken sker mellan de båda bassängblocken av olika mått. Vi föreslår att ytan för den ur drift tagna biobädden reserveras för framtida nybyggnation av försedimenteringskapacitet (efter år 2045). 7.5 Biosteg 7.5.1 Generellt Förutom behandling av huvudströmmen finns också möjligheter att bygga behandling av sidoströmmar. Det nya biosteget planeras i detta skede att byggas med sidoströmshydrolys för produktion av kolkälla. Dessutom skulle returslamluftning/aktiv returslamprocess kunna byggas för att öka kapaciteten. När kompletterande provtagning har genomförts kommer det mera i detalj visa sig hur stort behovet för sidoströmsbehandling är. Vi föreslår att befintligt bioblock drivs med bio-p som idag medan det nya blocket troligen inte kommer att drivas med bio-p eftersom detta ställer höga krav på efterpoleringens partikelavskiljning. Vi rekommenderar dock att man genomför planerade fullskaleförsök för att se hur låga utgående fosforhalter man kan nå med dagens processutformning. Det skulle möjligen även med en bra, stabil efterpolering kunna vara möjligt att uppfylla utsläppsvillkor om totalfosfor < 0,2 mg/l. Biologisk fosforavskiljning medför att varje mg slampartikel i utgående behandlat avloppsvatten innehåller ca 3 gånger så mycket fosfor som vid kemisk fosforavskiljning. Därför hänger valet av efterpolering ihop med valet av hur fosfor ska avskiljas (biologiskt/kemiskt). 7.5.2 Processlösning, alt A Konventionell Befintligt bioblock i sin helhet fortsätter vara i drift som idag. Ett nytt bioblock utformad enligt aktivt slammetoden med konventionell fördenitrifikation med strikta delvolymer för anox zon, anox/luftad zon, luftad zon byggs. Detta ger enklast, mest rationellt byggande av de föreslagna lösningarna. 7.5.3 Processlösning, alt B Intermittent luftning Befintligt bioblock i sin helhet fortsätter vara i drift som idag. 31 av 39
Ett nytt bioblock utformad enligt aktivt slammetoden med konventionell fördenitrifikation med flexibel zonindelning medförande intermittent luftning byggs. Detta ger en energieffektivare lösning än vid konventionell fördenitrifikation. Inflödet av inkommande avloppsvatten är dock inte intermittent, utan kontinuerligt precis som i övriga föreslagna lösningar. Samma byggvolym som konventionell fördenitrifikation. 7.5.4 Processlösning, alt C - Kaskad Befintligt bioblock i sin helhet fortsätter vara i drift som idag. Ett nytt bioblock utformad enligt aktivt slammetoden med kaskadkväverening byggs. Kaskadkväverening innebär att avloppsvattnet fördelas till bioreaktorn i flera punkter. Därför erhålls en högre medelslamhalt än den slamhalt som når biosedimenteringen, vilket därmed ger större kapacitet per bassängvolym. Denna lösning sparar både bassängvolym och internt recirkulationsbehov, dvs energi. Å andra sidan krävs flera mellanväggar och maskinenheter. 7.5.5 Processlösning, alt D Hybrid MBR Hybrid-MBR. Detta består av en lösning som kan bli aktuell om man skulle få mycket hårda utsläppskrav. Den består av att behålla befintligt biosteg i sin helhet och bygga en ny MBR-anläggning (bioreaktor och membranbassäng) vid sidan av. MBR behandlar bara torrvädersflödet/medelflödet, eller en del därav. Ökat inflöde (regn och snösmältning) behandlas i befintligt biosteg. Syftet med att MBR bara behandlar medel-/torrvädersflödet är att optimera energiförbrukningen (färre membran att lufta). 7.6 Efterpolering Efterpoleringen kommer att vara identisk för alternativ A tom C. För alternativ D kommer efterpoleringen efter befintligt biosteg att vara identisk med dagens flockning och slutsedimentering fast flödet blir lägre. För den nya biolinjen i alternativ D (MBR) kommer ingen efterpolering behövas. Dimensionerande flöde för efterpoleringen vid alt A tom C är: Maximalt timflöde 1800 m³/h. Medelflöde 520 m³/h. 32 av 39
Det finns 4 st slutsedimenteringar som vardera har måtten: Bredd 5,0 m Längd 38,0 m Vattendjup 3,5 m Yta 190 m²/slutsed Total yta av befintliga slutsedimenteringar är 760 m². Djupet är 3,5 m. 7.6.1 För alt A tom C Nyttjande av de 4 st befintliga slutsedimenteringarna Vid framtida användande av de 4 slutsedimenteringsbassängerna erhålls ytbelastningen 2,37 m/h vid maxflöde och 0,68 m/h vid medelflöde i alt A tom C. Denna ytbelastning är tillräcklig vid medelflödessituationen. Däremot är ytbelastningen något högre än önskvärt vid maxflödet. I detta fall med hårda utsläppskrav på totalfosfor är funktionen av efterpoleringen extra viktig. Alternativt nyttjande av de 4 st befintliga slutsedimenteringarna En möjlig lösning är att nyttja 3 st av befintliga slutsedimenteringar som slutsedimenteringar även i framtiden och att bygga om en bassäng till flockning och skivfilter. Detta ger 1800/570=3,16 m/h ytbelastning på slutsedimenteringen om allt flöde leds dit. Flockning före skivfilter 370 m³ (3,5 mvp) ger 12 minuters uppehållstid vid 1800 m³/h. Skivfiltrens yta är 300 m². Detta ger ytbelastningen 6,0 m/h. Det finns då möjlighet att utforma anläggningen med slutsedimentering och skivfilter i serie. Detta kommer troligen att kräva att man behöver införa en lyftpumpstation före skivfiltren, vilket är fullt möjligt. En andra möjlighet är att slutsedimentering och skivfilter drivs parallellt. Man undviker då möjligen pumpsteget men det kräver en bra flödesfördelning, vilket ibland tyvärr måste utföras som pumpning av ett av de två flödena som ska fördelas. Med skivfilter erhålls troligen en bättre avskiljning av partiklar. Om detta är nödvändigt kommer att framgå efter fullskaletest med att försöka uppnå utgående stabila halter Tot-P < 0,2 mg/l efter befintliga slutsedimenteringsbassänger. 33 av 39
7.6.2 För alt D Eftersom man i alternativ D (Hybrid MBR) enbart behöver leda flödet från befintligt biosteg (OCO) till efterpoleringen kommer maxflödet till befintlig slutsedimentering ge låg och bra ytbelastning. 7.7 Slambehandling Slambehandlingen kommer att vara identisk för samtliga alternativ. Vid planering av slambehandlingen har hänsyn tagits till att det avvattnade slammet har låg TS-halt idag, vilket leder till stora slammängder och höga avyttringskostnader. Detta är troligen den enskilt viktigaste punkten för att minska driftkostnaden på anläggningen. Den låga TS-halten kan ha flera orsaker, vilket ger en komplex bild: Bioslammets dåliga slamegenskaper. Brunnsslammets avvattningsegenskaper är troligen inte särskilt bra vilket i kombination med stora brunnsslammängder kan ha avsevärd påverkan. Slamlagren före avvattningen är så konstruerade att en homogenisering av de olika slamströmmarna som når denna punkt är mycket svår att uppnå. Detta gör det svårt för att få optimal verkan från polymeren. Av dessa anledningar föreslår vi en flexibel framtida slamhantering som bygger på att man ska kunna välja att röta alla slamströmmar innan avvattning samt ha flexibiliteten att leda till exempel det biologiska överskottsslammet till avvattning utan föregående rötning. Framtida slambehandling föreslås få nedanstående utformning. Slam till rötning Utjämningsvolym för våtslam (oförtjockat, orötat) respektive förtjockat slam (orötat) byggs. Mekanisk förtjockning och polymerutrustning installeras. Dessa anläggningsdelar placeras tillsammans med utrymme för värmeväxlare med mera invid den nya rötkammaren. Dessa anläggningsdelar föreslås placeras invid befintlig rötkammare. Detta betyder att man måste flytta staketet men man befinner sig fortfarande på kommunens mark. Den nya rötkammaren byggs med 900 m³ volym, precis som befintlig rötkammare. Befintlig rötkammare kommer att vara i drift i framtiden. Plats för gasmotor reserveras men utrymme för detta byggs inte från start. Mottagning och utjämning av septikslam En ny mottagning och utjämning av septikslam byggs vid kortändan av befintligt slamhus. Vi har beräknat erforderlig volym för septikslamutjämningen till 400 m³. 34 av 39
Denna utbyggnad av slamhuset kräver flytt av befintlig bräddledning som går ut från kanalen före slutsedimenteringen. Lager för rötat slam Ett nytt lager för rötat slam byggs vid den nya hanteringen av septikslam (vid kortändan av befintligt slamhus). Mottagning och utjämning av externslam I detta skede utgår vi ifrån att mottagning och lagring av externslam kommer att ske precis som idag. Den volym som togs emot år 2014 är i samma storleksordning som den dimensionerande årsvolymen för år 2045. Det finns dock också möjlighet att införa ny externslammottagning och lagring invid den nya septikslammottagningen. Avvattnat slam Ny torrslamsilo byggs. Ny avvattningsmaskin placeras uppe på torrslamsilon så att det avvattnade slammet kan falla ned i torrslamsilon. Från torrslamsilon hämtas slam för borttransport med lastbil. Den nyare delen av slamplattan avvecklas och utnyttjas som köryta för vändning av lastbilarna. Befintlig, äldre slamplatta tas ur drift. Den reserveras för eventuella framtida bassänger. Slamplattan skulle fram till dess utgöra reserv vid underhåll av torrslamsilon. Utjämning av rejektvatten förutsätts ske i någon/några av befintliga slamlager i slamhuset. Dosering ska kunna ske av septikslam till två av följande tre punkter: till inlopp före försedimentering, till befintligt bioblock, till nytt bioblock. Motsvarande dosering av rejektvatten ska kunna ske med separata pumpar till ovan nämnda punkter. Man behöver göra insatser så att inkommande provtagning inte innehåller septikslam eller rejektvatten. Anledningen till detta är att inkommande provtagning idag innehåller tre delströmmar som alla har betydande belastning av kväve och BOD, vilket medför osäkerheter i tolkning av belastningsdata. Flödesmätning och automatisk provtagning med prov förvarat i kylskåp ska finnas för septikslammet och rejektvattnet separat. Frånluftbehandling för vissa anläggningsdelar behövs. Exakt för vilka anläggningsdelar, vilken reningsteknik och vilken reningsgrad som krävs hänger ihop med vilket skyddsavstånd till bebyggelse som föreligger. Detta är en komplex bild som måste utrönas i en separat utredning som innehåller spridningsberäkningar. Erforderliga åtgärder beror på säkerhetsavstånd till bebyggelse och förhärskande vindriktning samt övriga klimatdata. 35 av 39
Slammottagningen dimensioneras för att två lastbilar ska kunna tömma septikslam samtidigt. Hårdgjord yta behöver utökas inom anläggningen med hänsyn till transporter. 8. Jämförelse mellan processvalen Tabell 15 Jämförelse mellan processval Alternativ A B C D Konvent. Intermittent Kaskad Hybrid-MBR Byggvolym 0 0 + ++ Investeringskostnad 0 0 + - till + Driftkostnad 0 + + - Förmåga att klara skärpta krav map Tot-P Förmåga att klara skärpta krav map NH4-N Drift under ombyggnad 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0= referens. Som referens används konventionell aktivt slam, vs alt A + bättre än referens - sämre än referens Man skulle också kunna ställa sig frågan vilka konsekvenserna skulle bli av ytterligare skärpning av utsläppsvillkoren utöver de som har givits som förutsättning för utredningen. Om totalkvävekravet skärps från 15 till 10 mg/l så kommer detta att kunna uppfyllas med föreslagna lösningar. Den oluftade volymen behöver dock ökas (om inte extern kolkälla tillsätts) men den luftade volymen är oförändrad. Om totalkvävekravet skärps från 15 till 10 mg/l så brukar man normalt kunna uppfylla detta utan tillsats av extern kolkälla. I dagens anläggning är avskiljningen över försedimenteringen så hög att risken finns att kolkälla måste tillsättas. Vid en effektivare avvattning av slammet skulle man kunna minska förbrukningen av polymer och därmed minska återförseln av polymer till försedimenteringen och därmed skulle troligen avskiljningen av TSS och BOD över försedimenteringen minska. Detta medför en högre, dvs bättre, BOD/kvävekvot till biosteget. 36 av 39
9. Förslag på genomförande av projektet 9.1 Förslag på fortsatt arbete Nedan redovisas förslag på vilket fortsatt arbete som behövs. Förslagen syftar till att få bättre kunskap om sammansättning av inkommande septikslam och externslam. Dessutom behövs mera data för att kunna noggrannare värdera kapaciteten hos befintligt biosteg och göra en processdimensionering med större säkerhet/mindre säkerhetsmarginaler. Därför rekommenderar vi att följande provtagningar genomförs: Kompletterande provtagning av vattenbehandlingen genom komplettering av ordinarie dygnsprovtagning på vattenbehandlingen. Speciella provtagningar och analyser inom vattenbehandlingen. Provtagning och analyser av septikslam Förslag på utökat provtagningsprogram tas fram i separat dokument. 9.2 Förslag på hur projektet skulle kunna drivas framåt Nedan har vi bedömt ungefärlig tidsåtgång för olika moment i detta projekt. Tillståndshantering Provtagning, tester/utredningar/ Förfrågningsunderlag Kompletterande provtagning + sammanställning Tid: 8+2 veckor Fullskaletest för att se om man kan nå Tot-P stabilt med dagens anläggning Tid: Hela 2016 Ett utredningsuppdrag görs när kompletterande provtagning har genomförts. Det består av två delar, A och B nedan: Processdimensionering görs. A. Förstudie över 3-4 st alternativ. Översiktlig kostnadsbedömning görs av 3-4 alt. Därefter väljs 2 st alt ut som vinnare. B. För dessa 2 alt görs fördjupad förstudie: fler ritningar, fördjupad kostnadsbedömning görs för dessa 2 alt för att få säkrare kostnad framtagen. Tid 4 månader 37 av 39