Reningsmetoder och ny teknik kostnadseffektiva metoder som fungerar i praktiken Berndt Björlenius, Industriell Bioteknologi, KTH 1
Utblick Vad görs i Europa? Kartläggning på många håll Reningsförsök i flera länder; Schweiz, UK Tyskland, Sverige m.fl. Fullskaleanläggning byggts i Schweiz 2014 Svenska exempel: MistraPharma Stockholm Vatten Havs- och vattenmyndigheten: 6 nya projekt per 23/6 [BAFU 2012 Mikroverunreinigungen aus kommunalem Abwasser ]
Läkemedelsrester kommer via toalettstolen och ledningsnätet till reningsverket Diklofenak i Stockholmsregionen: 67 kg/år Diklofenak i läkemedel 966 kg/år 47 kg/år 1 kg/år 1 kg/år
Analyserade läkemedelsrester till och från Henriksdals reningsverk kg/år 8500 kg/år (1800 kg/år) 900 kg/år (873 kg/år) Stockholm Vatten 190 kg/år
Var renas läkemedelsresterna bort idag? Henriksdals reningsverk, medelvärde för 46 läkemedel: 100% Försedimentering 88% Biologisk rening Sandfilter 52% 46%
Var renas läkemedelsresterna bort imorgon? Henriksdals reningsverk, medelvärde för 46 läkemedel: Försedimentering Biologisk rening Sandfilter Lkm-rening 100% 88% 52% 46% 2%
Studerade läkemedelsrester i projektet ATC
Studerade läkemedelsrester i projektet ATC urval
Karbamazepin hållbart? Prover från briggen Tre Kronor, ett överslag: 1400 kg/år 75 kg/år Antag lika konsumtion runt Östersjön Tillförsel via ARV 4250 kg/år Östersjön avskiljer i bästa fall 67% (ackumulering? ) Skattad mängd i Östersjön 50000 kg
Stockholm Vatten Bruttolista reningsmetoder Kategori Process Biologiska metoder Aktivt Slam (CAS) Membranbioreaktor (MBR) Biofilm System (MBBR) Separerande metoder Nanofiltrering(NF) Omvänd osmos (RO) Aktiverat kol (AC) Membrandestillation (MD) Sorbenter och zeoliter Oxidativa metoder Ozonering (O 3 ) Ultraviolett ljus + väteperoxid (UV/H 2 O 2 ) Klordioxid
Påverkan på akvatiska organismer av kompletterande reningsmetoder Henriksdal ARV Inloppsvatten Henriksdal Försedimentering Henriksdal aktiv slam Dricksvatten Henriksdal eftersedimentering Henriksdal Sandfilter Ozon 5 mg/l Aktivt kol filter Aktivt kol filter Ozon 5 mg/l Ozon 15 mg/l Biofilm reaktor (MBBR) UV/H 2 O 2 10 mg/l A1 Dricksvatten + 2% Hdal utg A2 Hdal Sandfiltrerat (Hdal utg) A3 Hdal Aktivt kol filtrerat A4 Hdal Lågdos Ozonerat vatten A5 Hdal Högdos Ozonerat vatten A6 Hdal Lågdos Ozonerat+ Biofiltrerat A7 Hdal UV/H 2 O 2 utgående
Slutsatser från utvärderingen av reningsmetoderna Sett till resursanvändningen är lågdos-ozonering huvudalternativet Risken för bildning av biprodukter vid ozoneringen måste beaktas och utredas vidare. Aktiverat kol gav mycket gott resultat, men med hög kolförbrukning Hypoteser för pågående arbete: Hypotes I: Ozonering och aktiverat kol kan vidareutvecklas Hypotes II: Kombinationer av ozonering och aktiverat kol är gynnsamma Hypotes III: Biofilmsystem måste utvärderas vidare
Oxiderande metoder - Oxidationsmedel Oxidationsmedel Styrka Klorgas 1 Väteperoxid 1,3 Ozon 1,5 Hydroxylradikaler 2 (Ultraviolett ljus + väteperoxid)
Ozonering
Avskiljning av mikroorganismer Stickprover
Aktiverat kol Två huvudgrupper : GAC Granulerat aktiverat kol PAC Pulveriserat aktiverat kol
Aktiverat kol + ozonering Två alternativ A la Suisse Aktiverat kol Ozonering A la Suédoise Ozonering Aktiverat kol
Utvärderingen görs med en mobil pilotanläggning Käppala ARV Kungsängsverket Uppsala Kungsängsverket Västerås Käppalaförbundet
Försöken på Käppala 2013-2014 & Uppsala 2014 Design, konstruktion och montage av mobil pilotanläggning Idrifttagning och intrimning Käppala; 20 veckors försök, varav en med regnbågslax Uppsala; 10 veckors försök, varav en med regnbågslax
Pilotanläggningen i plan
Ozoneringsanläggningar Stella Papadopoulou
Stella Papadopoulou Stella Papadopoulou Linjetyper för aktiverat kol i pilotanläggningen Två filter med granulerat kol (GAC) Behandling med pulveriserat kol (PAC)
Försöken på Käppala & Uppsala 2013-2014 Prel resultat Allmänt: Analyser på gång fler viktiga resultat kommer! Anläggningen har fungerat mycket bra ( 24/7 ) Förfiltrering infördes i Uppsala (som har efterfällning som sista steg) Ozonering - > 90% avskiljning ozondosen måste regleras bättre GAC/PAC > 99 % avskiljning initialt, avtar för GAC med tiden MBBR på Käppalas utgående liten effekt (K:s biologi så bra det går att få)
Mobil anläggning!? dock en del att packa...
Knivsta reningsverk O3 i fullskala! Berndt Björlenius Berndt Björlenius Utsikt från Knivsta reningsverk mot ån
Knivstaån med utsläppspunkt från ARV Berndt Björlenius
Knivsta ARV processlösning (design av ozonsteg pågår) Berndt Björlenius
Berndt Björlenius Knivsta ARV Exponeringscontainern - nybygget Nu porlar vattnet.
Möjlighet att komplettera dagens ARV Reningsprocesser Ekonomi och resurser Dagens reningsverk är mycket resurseffektiva Kompletterande reningsmetoder kräver mer resurser vanligen elektrisk energi. Ökning blir troligen 30% (Idag används 0,3 kwh/m 3 i stora verk) En grov skattning av drift-, investerings- och kapitalkostnader för svenska förhållanden visar att den extra kostnaden för att reducera läkemedelsrester från avloppsvatten ligger mellan 1 och 4 kronor/m 3.
Vad får vatten- och avloppsreningen kosta? För hela Sverige skulle totalkostnaden uppgå till mellan 1,8 och 6 miljarder kr/år (225-750 kr p/år). Driften av Sveriges VA-verksamhet (vatten och avlopp) kostar som jämförelse 15 miljarder kr. Reduktionen av läkemedelsrester m. fl. kan innebära en höjning med 10-40 % av nuvarande kostnad. Försäljningen av läkemedel i Sverige uppgår till 34 miljarder kr.
Slutsatser I Dagens reningsverk tar inte bort alla läkemedelsrester. Kompletterande reningsmetoder kan förbättra avskiljningen. Ozonering och aktiverat kol är de mest lovande metoderna. Ozonering reducerar även mängden mikroorganismer.
Slutsatser II Åtgärder enbart vid reningsverken är inte tillräckligt. - Åtgärder uppströms måste också vidtas! En läkemedelsrening stärker barriären mellan städer och omkringliggande vatten. Kostnaden är inte oöverstiglig, men VA-taxan måste höjas 10-40%. Tillsammans måste vi diskutera vad som måste göras!
Stockholm Vatten Tack för uppmärksamheten! X