Rening av avloppsvatten Introduktion (Kapitelhänvisning avser Avloppsteknik 2) Bengt Carlsson Bengt.Carlsson@it.uu.se
Ett konventionellt avloppsreningsverk
Kap 17 Biologisk rening Aktivslamprocessen (ASP) Mikroorganismer används för att bryta ner organiskt material
Slamålder sid 87 (Aerob) Slamålder defineras som: Mängd slam i luftad volym Uttagen slammängdper dygn Se Föreläsningarna i modellering!
Ex på variant: Stegbeskickning avloppsvattnet leds in på flera ställen i lufningsbassängen. Fördel: Jämnare syrebelastning. Se vidare s 75-76. SBR- Sequential Batch Reactor. Satsvis rening. Princip => Detaljer, se sid 79-81. Syretillförsel (sid 81-83) tas upp på föreläsning om reglerteknik i reningsverk
19 Kväveavskiljning Nitrifikation: Ammonium omvandlas till nitrat (via nitrit) NH 4 + + O 2 NO 2 - + H 2 O + H + NO 2 - + O 2 NO 3 - Krav: Syrerik (aerob) miljö. Lång uppehållstid för slammet (nitrifierande mo, autotrofer, växer långsamt)
Denitrifikation: Nitrat omvandlas till kvävgas (NO 3 - NO 2 - NO N 2 O N 2 ) Krav: Inget löst syre (anoxisk miljö). Kolkälla (substrat) behövs
Efterdenitrifikation
Fördenitrifikation
Antag en ASP med fördenit. där inkommade flöde=q, internrec.=rq och returslamflödet=sq. Antag vidare: Fullständig nitrifikation Fullständig denitrifikation Katarina Lindroth Inkommade N=Ammonium Då gäller NO 3 ut Bevis och generalisering: Se räkneöven. 1 1+ r + s NH = + 4 in
18. Biologiska bäddar Princip: Låt mikroorganismerna växa på en yta => biofilm. Transport: Diffusion (Fick s Lag)
Utformning: +Tålig mot belastningsvariationer, enkel, billig konstruktion - Lång uppstartstid, risk för igensättning, nedkylning (vinteritd), höga pumpkostnader (=>ASP ofta mera ekonomisk)
Populärt alternativt suspenderat bärarmaterial
Mera från kursboken Avloppsteknik 2 OBS Läsanvisningar finns i Kursprogrammet! En hel del är självstudier! En del stoff tas upp senare i kursen t ex Sedimentering
15 Kemisk fällning Princip: Fällningskemikalie (salt vars aktiva del är positivt laddat) reagerar (flera processer äger rum!) med föroreningen och bildar flock som kan avskiljas med sedimentering eller flotation. Används både inom kommunal och industriell AVR samt för dricksvattenrening.
För kommunal AVR: Avskilja fosfor (fosfat), men även org föroreningar minskar. Fällningskemikalier, t ex Aluminiumsalter, trevärda och tvåvärda järnsalter (se s 54) Utfällning och flockbildning phberoende. Överdosering eller syratillsats kan behövas för att minska vattnets ph. Viktigt med snabb inblandning!
Hur mycket ska doseras?: Se föreläsning i reglerteknik! Val av fällningskemikalie: - Kostnad - Genererad slammängd - Se sid 60 för flera faktorer!
Direktfällning Förfällning, OBS: *biologiska steget behöver närsalter, *Org material behövs vid denitrifikation)
Efterfällning (kan nå 95-98% P-red) med Simultanfällning
Flerpunktsfällning (vanligt på större verk)
12 Sedimentering Princip: avskiljning av partiklar med högre densitet än vatten Sedimentering behövs efter mekanisk, biologisk och kemisk rening! Tips: Läs Kap 12 innan föreläsningen om Sedimentering!
13 Flotation (läses översiktligt) Princip: Tillförsel av gasbubblor som partiklar kan fästa vid, partiklarna stiger till ytan och kan tas bort med ytskkrapa.
14 Efterbehandling (läses översiktligt) Ta bort små partiklar efter sedimentering. Ofta för att få ner fosforhalten vid stränga utsläppskrav (<= 0.3 mg P/l) (Sand)filter Mikrosilning
Stora och små system en kort sammanfattning (extra material ingår inte i kurskraven) Konventionella storskaliga system: Hög reningsgrad och låg reningskostnad/person Problem: Olika föroreningar blandas samman, svårare med resurseffektiv rening. Hög vattenförbrukning (transportmedel). Ej slutna materialflöden. Höga kapitalkostnader, inflexibilitet. Användaren ``utanför''.
Viktiga faktorer att beakta för alternativa reningssystem: Hygien/smittspridning. Sociala aspekter. Anpassning för användare Hushålla med energiresurser inklusive energi. Notera att kväveåterföring är i huvudsak en energifråga. Kostnader, underhåll. Miljöpåverkan. Hur känslig är recipienten? Återföringspotential av närsalter.
Småskalig reningsteknik Glesare bebyggelse. Önskemål: Stabil drift Lågt underhållsbehov Viktigt ta hänsyn till lokala förutsättningar: Geohydrologi/klimat/recipient Ekonomi Belastningsfördelning Teknikkompetens => Det finnas inte en universallösning för avloppsvattenrening!