Värnamo kommun Utredning Pålslunds ARV Uppdragsnummer 1834383000 Processalternativ och kostnadskalkyler DEFINITIV Jönköping 2011-04-15 Sweco Environment AB VA-System Jönköping Carl Dahlberg 1 (58) Sweco Östra Strandgatan 10 Box 145, 551 13 Jönköping Telefon 036-15 18 00 Telefax 036-71 09 65 www.sweco.se Sweco Environment AB Org.nr 556346-0327 säte Stockholm Ingår i Sweco-koncernen Carl Dahlberg Telefon direkt 036-15 18 45 Mobil 0761-02 17 01 carl.dahlberg.sweco.se
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Inledning och bakgrund 5 1.1 Processalternativ 5 1.2 Utsläppskrav 5 1.3 Förutsättningar 6 1.4 Förändrade förutsättningar 7 1.5 Processval och beskrivningar 8 2 Alternativ A1 ursprungligt förslag 10 2.1 Processutformning 11 2.1.1 Mekanisk rening 11 2.1.2 Biologisk rening 11 2.1.3 Kemisk rening 12 2.1.4 Slambehandling 12 2.1.5 Provtagning och mätning 12 2.1.6 Katastrofdamm 13 2.2 Dimensionering av anläggning och förväntat resultat 13 2.2.1 Mekanisk rening 13 2.2.2 Biologisk rening 13 2.2.3 Kemisk rening och filtrering 14 2.2.4 Slambehandling 15 2.2.5 Lagring av kemikalier 15 2.2.6 Provtagningsrum 16 2.2.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem 16 2.3 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion 16 2.4 Fördelar och nackdelar 16 2.4.1 Fördelar 16 2.4.2 Nackdelar 17 2.5 Avvikelser från tillstånd 17 3 Alternativ A2 ursprungligt förslag (korrigerade volymer) 18 3.1 Processutformning 18 3.1.1 Mekanisk rening 18 3.1.2 Biologisk rening 18 3.1.3 Kemisk rening och filtrering 19 3.1.4 Slambehandling 20 3.1.5 Lagring av kemikalier 20 3.1.6 Provtagningsrum 20 3.1.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem 21 3.2 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion 21 3.3 Fördelar och nackdelar 21 2 (58)
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 3.3.1 Fördelar 21 3.3.2 Nackdelar 22 3.4 Avvikelser från tillstånd 22 4 Alternativ B utan rötning 23 4.1 Dimensionering av anläggning och förväntat resultat 23 4.1.1 Mekanisk rening 23 4.1.2 Biologisk rening 23 4.1.3 Kemisk rening och filtrering 25 4.1.4 Slambehandling 25 4.1.5 Lagring av kemikalier 26 4.1.6 Provtagningsrum 26 4.1.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem 26 4.2 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion 26 4.3 Fördelar och nackdelar 27 4.3.1 Fördelar 27 4.3.2 Nackdelar 28 4.4 Avvikelser från tillstånd 28 5 Alternativ C1 utan köksavfallskvarnar med rötning 29 5.1 Dimensionering av anläggning och förväntat resultat 29 5.1.1 Mekanisk rening 29 5.1.2 Biologisk rening 30 5.1.3 Kemisk rening och filtrering 31 5.1.4 Slambehandling 31 5.1.5 Lagring av kemikalier 32 5.1.6 Provtagningsrum 32 5.1.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem 32 5.2 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion 32 5.3 Fördelar och nackdelar 33 5.3.1 Fördelar 33 5.3.2 Nackdelar 34 5.4 Avvikelser från tillstånd 35 6 Alternativ C2 med köksavfallskvarnar med rötning 36 6.1 Dimensionering av anläggning och förväntat resultat 36 6.2 Processutformning 38 6.2.1 Mekanisk rening 38 6.2.2 Biologisk rening 39 6.2.3 Kemisk rening och filtrering 40 6.2.4 Slambehandling 40 6.2.5 Lagring av kemikalier 41 6.2.6 Provtagningsrum 41 3 (58)
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 6.2.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem 41 6.3 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion 41 6.4 Fördelar och nackdelar 42 6.4.1 Fördelar 42 6.4.2 Nackdelar 44 6.5 Avvikelser från tillstånd 44 7 Filtrering 45 8 Gasproduktion och gasanvändning 47 9 Sammanställning alternativ 50 10 Kostnader 51 10.1 Investeringskostnad 51 10.2 Drifts- och underhållskostnader 51 10.3 Nuvärdeskostnad 52 11 Sammanfattning och slutsats 57 Bilaga 1 Nuvärdeskalkyl 2011-04-15 Bilaga 2 Ritningar enligt ritningsförteckning 2011-04-15 4 (58)
1 Inledning och bakgrund Värnamo kommun har sedan tidigare beslutat att ersätta befintligt avloppsreningsverk som ligger i Värnamo med ett nytt, placerat i anslutning till Stomsjö avfallsanläggning. Det förslag som ligger till grund för tillståndsansökan är från 2005 och nu när tillståndet erhållits från Länsstyrelsen är det rimligt att titta över förslaget och se om föreslagen utformning fortfarande är den mest lämpliga. Dels med avseende på eventuell teknikutveckling som skett de senaste åren och dels med avseende på eventuella omvärldsförändringar vilket skulle kunna innebära förändrade krav. Dessutom behövs en uppdatering av investeringskalkylen. Rapporten beskriver vilka processvolymer samt vilken utformning de olika alternativen har. Alternativen jämförs ur kostnadshänseende, såväl investeringskostnad som driftkostnad. Systemskiljande fördelar respektive nackdelar med de olika alternativen beskrivs liksom en kommentar om vad förslaget innebär ur prövningshänseende eftersom den tillståndsansökan som Värnamo kommun erhållit avser alternativ A1. Avsikten med rapporten är att utgöra beslutsunderlag vid val av processlösning. 1.1 Processalternativ Aktuell rapport består av en jämförelse mellan följande förslag: A1 A2 B C1 C2 Ursprungligt förslag Ursprungligt förlag (korrigerade volymer för koncentration och temperatur) Alternativt förslag utan rötning Alternativt förslag med rötning Alternativt förslag med rötning och 50 % köksavfallskvarnar i Värnamo 1.2 Utsläppskrav Utsläppskraven på den blivande anläggningen är (reduktion jämfört med 2009 års inkommande inom parantes): BOD 7 10 mg/l (96 %) N-tot 15 mg/l (66 %) P-tot 0,3 mg/l (96 %) Siffrorna avser årsmedel med avseende på totalkväve och månadsmedel på BOD 7 och totalfosfor. I förslag B C2 är förslagen utformade så att det bör gå att uppnå ca 10 mg N-tot/l som årsmedelvärde. Det innebär nära 80 % reduktion med avseende på kväve vilket bedöms som en rimlig nivå med avseende på framtida krav. Övriga framtida krav (läkemedelsavskiljning etc) har inte beaktats. 5 (58)
1.3 Förutsättningar Värnamo avloppsreningsverk tar idag emot avloppsvatten från Värnamo stad, Hörle, Åminne, Tånnö, Hånger samt bebyggelse utefter Vidöstern. Avloppsvattnet från Bredaryd, Forsheda och Kärda kommer att anslutas i samband med att nytt avloppsreningsverk tas i bruk. Bor och Lanna kan komma att anslutas i framtiden. Tabell 1.1 är en sammanställning av beräknad belastning 2035 och kommer från den tekniska beskrivningen som bifogades tillståndsansökan. Tabell 1.1 Sammanställning belastningsdata (2035) - tillståndsansökan Parameter Sort Dim. belastning Anmärkning Anslutna pe Hushåll pe 28 000 Industri pe 1 700 Lakvatten pe 300 Externslam pe 1 000 Totalt pe 31 000 Flöden Hushåll, specifik l/p, d 200 Hushåll, total m 3 /d 5 600 Industri, vardagar m 3 /d 1 100 Inläckage m 3 /d 3 100 Lakvatten m 3 /d 700 Totalt, medeldygn m 3 /d 10 500 Q dim m 3 /h 600 1) Q max m 3 /h 1200 BOD 7 Hushåll, specifik g/p, d 70 Totalt kg/d 2 170 Totalkväve (tot-n) Hushåll, specifik g/p, d 14 Totalt kg/d 434 Totalfosfor (tot-p) Hushåll, specifik g/p, d 3,5 Totalt kg/d 109 1) Q dim dimensionerande torrväderstillrinning enligt nedan 6 (58)
Q dim Q = T s s Qd + 24 Q + T i i Q + 24 lakvatten 3 m /h Q s = medeldygnsflöde av hushållsavloppsvatten, m 3 /d T s = antal timmar, under vilka Q s fördelas på 18 timmar Q d = läck- och dräneringsvattenmängd som medel under torrväder, m 3 /d Q i = industrivattenmängd som medel, m 3 /d T i = antal timmar, under vilka Q i fördelas Q lakvatten = lakvattenvattenmängd som medel, m 3 /d 5600 3100 1100 700 3 Qdim = + + + 579 m /h ~ säg 600 m 3 /h 18 24 10 24 Sammanfattning, dimensionering tillståndsansökan Framtida belastning (år 2035) som anläggningen är dimensionerad för: Befintlig anslutning från Värnamo, Hörle, Tånnö, Åminne, Hånger samt bebyggelse utefter Vidöstern, planerad anslutning från Bredaryd, Forsheda, Kärda och bebyggelse längs anslutningsledningen samt framtida anslutning från Bor och Lanna. Antal anslutna 31 000 pe Medeldygnsflöde 10 500 m 3 /d Q dim 600 m 3 /h Q max 1 200 m 3 /h BOD 7 2 170 kg/d Totalkväve (tot-n) 434 kg/d Totalfosfor (tot-p) 109 kg/d 1.4 Förändrade förutsättningar I alternativ A2, B, C1 och C2 har yttre förutsättningar i form av omvärldsförändringar tagits i beaktande. 7 (58)
Gällande dimensionering har jämförts med de senaste årens analysresultat på Värnamo avloppsreningsverk, framförallt med avseende på inkommande halter och temperatur. Utifrån förväntan att inkommande vatten även i fortsättningen skall ha samma koncentration av totalkväve, BOD 7, totalfosfor etc har det förväntade medeldygnflödet justerats ned till 9000 m 3 /d samtidigt som dimensionerande flöde kvarstår. Effekten av ett något mer koncentrerat vatten (jämfört med dimensionerande belastning) är att kravet på kväveavskiljningen på anläggningen ökar med 8 % från 278 kg/d till 301 kg/d om utgående krav är 15 mg/l. Befintligt avloppsreningsverk är försett med temperaturgivare. Inkommande temperatur varierade kraftigt under 2010 från sex grader de kallaste timmarna under snösmältningen till närmare arton grader under augusti (se diagram 1.1). Som genomsnitt låg mars lägst med 9,8ºC och augusti högst med 16,7 ºC. Temperatur inkommande Diagram 1.1 Temperatur Värnamo ARV 2010 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 01-jan 31-jan 02-mar 01-apr 01-maj 31-maj 30-jun 30-jul 29-aug 28-sep 28-okt 27-nov 27-dec Enigt de dimensioneringsnormer som Sweco följer bör man ligga på 16-17 dagars slamålder för att erhålla full nitrifikation vid 7 grader och ca 13 dagar vid 9ºC och motsvarande krav. Alternativ A1 är dimensionerat för att få maximalt 10,8 dagars slamålder vid maximal belastning, vilket ger en stabil nitrifikation ned till 10-11ºC. Föreslagen lösning är dimensionerad för att rena utgående vatten till 15 mg/l med avseende på totalkväve. Det är rimligt att anta att kraven kommer att bli likvärdiga eller hårdare i framtiden. Den högre koncentrationen, den lägre temperaturen och förväntade framtida krav har tagits i beaktande i dimensioneringen av alternativ A2, B, C1 och C2. Koncentrationen och temperaturen har tagits i beaktande vid beräkningen av driftresultatet i samtliga alternativ. 1.5 Processval och beskrivningar Samtliga processalternativ bygger på fördenitrifikation och biologisk fosforrening enligt UCT-metoden. Anledningen är att Sweco i Jönköping har gjort flera utredningar de senaste åren, där samtliga har visat att detta är en stabil metod som klarar av aktuella 8 (58)
tillståndsvillkor med låga tillsyns- och driftkostnader. Beskrivningen av alternativ A1 skall alltså ses som allmängiltig och enbart avvikelser diskuteras under de andra alternativen. 9 (58)
2 Alternativ A1 ursprungligt förslag Det ursprungliga förslaget bygger på fördenitrifikation med volymer för biologisk fosforreduktion. Processlösningen bygger på att returslam och nitratrecirkulation pumpas tillbaka till anoxzonen och att en nitratfattig ström från anoxzonen pumpas till anaerobzonen där den blandas med inkommande vatten. Konfigurationen är väl känd över hela värden, kallas UCT-processen (University of Cape Town) och är den idag vanligaste varianten för att kombinera biologisk kvävereduktion med biologisk fosforreduktion. Figur 2.1 Biosteget i UCT-processen Det biologiska reningssteget belastas direkt med inkommande avloppsvatten utan att passera någon försedimentering. Den föreslagna processen framgår av flödesschemat N-30.80-011 och N-30.80-012. Förslaget saknar försedimentering främst av två anledningar. Genom att ta ut allt slam efter biologin undviks ostabiliserat primärslam. Det biologiska överskottsslammet har samma stabiliseringsgrad som uppnås med traditionell slamluftning genom sin höga slamålder. Det slam som bildas kan därigenom avvattnas direkt utan vidare krav på stabilisering. Genom att inte ta ut något slam innan biologin utnyttjas kolkällan maximalt till kvävereduktion och 80-90 % kvävereduktion bör gå att uppnå utan tillsats av extern kolkälla. Processen bygger på fördenitrifikation, vilket gör att intern kolkälla kan användas till att reducera nitrat till kvävgas samtidigt som alkaliniteten byggs upp under denitrifikationen. På detta sätt undviks tillsats av alkalinitetshöjande kemikalier (t ex lut) eller extern kolkälla (t ex etanol). Dessutom är det en fördel att använda det organiska materialet som en resurs istället för att använda luft (och processvolym) till att bryta ner det. Biologisk fosforreduktion finns idag på allt fler nya anläggningar. Genom att inte dosera in fällningskemikalier i den biologiska processen undviks fosforbrist och att mängden inert slam som cirkulerar i anläggningen minimeras. Dessutom minskar behovet av fällningskemikalie. Förslaget är korrigerat utifrån aspekten att analysatorerna är ersatta av neddopningsgivare ute i den biologiska processen. 10 (58)
2.1 Processutformning Den nya anläggningen är uppbyggt som ett konventionellt avloppsreningsverk med ett mekaniskt steg, ett biologiskt steg och ett kemiskt steg. 2.1.1 Mekanisk rening Rensgallrets uppgift är att skydda mekanisk utrustning. Avskiljt rens tvättas och pressas. Sandfånget avskiljer sand genom sedimentation. För att inte avskilja organiskt material måste vattnet i sandfånget vara omrört. Eftersom anläggningen är försedd med biologisk fosforrening vill man undvika att tillföra syre som kan bryta ner lättillgänglig kolkälla, dels i sandfånget men framförallt i den anaeroba zonen. Sandfånget är därför försett med omrörare. Eftersom förslaget inte är konstruerat för fullständig biologisk fosforrening doseras fällningskemikalie (järn eller aluminium) före sandfång. Sandfånget tjänar därmed som flockning. 2.1.2 Biologisk rening I den biologiska reningen skall lösta föroreningar (organiskt material och näringsämnen) omvandlas till koldioxid och kvävgas eller koncentreras i form av biomassa som går att avskilja. För att erhålla biologisk fosforreduktion måste det ingå ett anaerobt steg med tillgänglig VFA (Volatile Fatty Acids) i den biologiska anläggningen. För denna process är det viktigt att organiskt material finns tillgängligt och att halten syre samt nitrat är nära noll. Avloppsvattnet leds därför först till detta steg. Till anaerobsteget pumpas också avloppsvatten och slam från det anoxiska steget. Den anaeroba volymen är försedd med omrörare för att förhindra sedimentering av slam. I anoxsteget sker denitrifikationsprocessen, vilken innebär att nitrat omvandlas till kvävgas med hjälp av denitrifikationsbakterier. Vår bedömning är att tillräckligt med kol finns i avloppsvattnet, varför extern kolkälla inte erfordras. För att hålla uppe alkaliniteten och därmed ph krävs en långtgående denitrifikation. Till detta steg pumpas avloppsvatten från aerobsteget och avskilt slam från sedimenteringsbassängerna. Anoxvolymen är försedd med omrörare för att slammet ska hållas i suspension. Mellan anoxzonen (med omrörare) och oxzonen (med bottenluftarsystem) finns en zon med både bottenluftarsystem och omrörare. Syftet är att det skall gå att öka oxzonen under vintern för att bibehålla nitrifikationen. På sommaren behövs inte detta utan det går att ha en större anoxzon och därmed få en ökad denitrifikation. Syftet är att maximera kvävereningen i tillgänglig volym. 11 (58)
Oxidationssteget är nödvändigt för att reducera BOD-innehållet och för att erhålla nitrifikation. Oxvolymerna är försedda med finblåsiga bottenluftare av typ gummimembran. Tre blåsmaskiner förser aerobvolymerna med luft. Blåsmaskinerna förses med frekvensomformare för att kunna regleras utifrån luftningsbehovet. Syftet med deoxsteget är att sänka syrenivån innan vattnet pumpas tillbaka till anxozonen. Syre i anoxzonen gör att inkommande kolkälla oxideras med syre istället för nitrat (denitrifikation). Genom att hålla en låg syrehalt i returströmmen undviks det. Deoxzonen förbättrar också slammets sedimenteringsegenskaper genom att gasbubblor (syre och kvävgas) avgår till atmosfären vilket annars skulle leda till att en större mängd flytslam bildas i sedimenteringen. Omrörare installeras för att undvika sedimentering. Avloppsvatten och slam går efter aktivslamsteget vidare till sedimentering. Slammet avskiljs och pumpas tillbaka till anoxsteget. En mindre del av slammet tas ut som överskottsslam. Uttaget styrs med hjälp av slamhalten i aerobsteget med automatventil och mängden slam mäts med flödesmätare. Flytslam förs till inloppet. 2.1.3 Kemisk rening Utgående vatten från det biologiska steget innehåller partiklar vilka innehåller kväve och fosfor. För att med säkerhet kunna garantera att utgående krav på fosfor hålls är anläggningen försedd med kontinuerligt spolade uppströmsfilter med kemisk fällning. 2.1.4 Slambehandling Överskottsslammet pumpas till en mekanisk förtjockare där det förtjockas från < 1% till ca 4 %. Överskottslammet måste hållas syresatt i samtliga steg innan det är avvattnat för att undvika hydrolys. Hydrolys medför att Bio-P-bakterierna får tillgång till VFA (Volatile Fatty Acids) vilka de ta upp i utbyte mot fosfatfosfor (PO 4 3- ) som då kommer i lösning. Överskottsslammet kommer att vara i det biologiska systemet närmare 20 dagar och vara så pass stabiliserat att det går att avvattna utan ytterligare stabilisering. Det förtjockade slammet avvattnas i två centrifuger och trycks sedan till en slamplatta. 2.1.5 Provtagning och mätning För att kunna reglera slamhalten i aktivslamsteget är varje linje försedd med en slamhaltsmätare. För att kunna reglera lufttillförseln är varje linje försedd med minst två syregivare. Luftningsbehovet regleras antingen utifrån ett fast börvärde eller utifrån ammonium/nitrathalt i deoxzonen (där det finns neddopningsgivare i vardera linje). För att kunna ta ut prover från de olika processdelarna på ett rationellt sätt pumpas vatten in till ett provtagningsrum. I provtagningsrummet finns en provtagare för inkommande och en för utgående vatten. Dessa prover är också de som redovisas till tillsynsmyndigheterna. För att kunna ha kontroll på driftresultat över de två linjerna är varje linje försedd med en provtagare, vilken tar ut prov efter biosteget. Inte minst för att 12 (58)
kunna optimera och kunna utvärdera olika driftstrategier är det bra att kunna mäta den biologiska reningen i varje linje för sig. ph (och temperatur) mäts i varje delström som pumpas till provtagarna. 2.1.6 Katastrofdamm För att förhindra bräddningar av mer eller mindre orenat avloppsvatten kommer en damm att byggas i anslutning till anläggningen. Dammen är tänkt att ta emot avloppsvatten när reningsverket och framförallt utloppspumpstationen för renat avloppsvatten inte fungerar p.g.a. någon katastrof såsom större mekaniskt haveri eller ett längre elavbrott. Flöden över 1200 m3/h kommer att brädda till dammen efter sandfånget. 2.2 Dimensionering av anläggning och förväntat resultat Dimensioneringsförutsättningarna vid tillståndsansökan gav följande volymer och ytor för anläggningen: 2.2.1 Mekanisk rening Kapacitet 4 Q dim : 2 400 m 3 /h Rensgaller Typ Omloppsgaller Antal 2 st Kapacitet 1 200 m 3 /h per galler Renshantering Typ Kombinerad renspress och renstvätt Antal 1 st Sandfång Typ: Omrört Antal: 2 st Sandtvätt: Ja Total volym: 150 m 3 Total yta: 43 m 2 Djup: 3,5 m Uppehållstid, Q dim 15 min Uppehållstid, Q max 3,8 min Ytbelastning, Q dim 14,0 m/h Ytbelastning, Q max 55,8 m/h 2.2.2 Biologisk rening Kapacitet 2 Q dim : 1 200 m 3 /h Anaerob Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 600 m 3 Djup: 5,5 m Uppehållstid, Q dim 4,2 h Uppehållstid, Q max 2,1 h Slamhalt: <2,5 kg/m 3 13 (58)
Anaerob slamålder, totalt: Anox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 2 520 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 0,8 dygn Returpumpning till anaerob Typ: Propellerpumpar Kapacitet: < 300 m 3 /h, linje Nitratmätare 2 st Anox/ox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 900 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 Ox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 3 200 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 Aerob slamålder, enbart ox: 8,4 dygn (5,0 kg SS/m 3 ) Aerob slamålder, ox + ox/anox: 10,8 dygn (5,0 kg SS/m 3 ) Ammonium/nitratmätare 2 st Syremätare 4 st Slamhaltsmätare 2 st Deox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 280 m 3 Djup: 5,5 m Uppehållstid, Q dim 0,5 h Uppehållstid, Q max 0,2 h Slamhalt: <5 kg/m 3 Returpumpning till anox Typ: Propellerpumpar Kapacitet: < 1 200 m 3 /h, linje Sedimentering Antal: 2 st Total volym: 5 400 m 3 Total yta: 1 200 m 2 Djup: 4,5 m Ytbelastning, Q dim 0,5 m/h Ytbelastning, Q max 1,0 m/h Slamytbelastning, Q dim, (5 kg SS/m3) 2,5 kg TS/m 2, h Slamytbelastning, Q max, (5 kg SS/m3) 5,0 kg TS/m 2, h Returpumpning till anox Typ: Centrifugalpumpar Kapacitet: < 450 m 3 /h, linje 2.2.3 Kemisk rening och filtrering Dynasandfilter Antal: 24 st Total yta: 120 m 2 Bäddhöjd: 2,0 m 14 (58)
Ytbelastning, Q dim Ytbelastning, Q max 5,0 m/h 10,0 m/h 2.2.4 Slambehandling Intern slambehandling: Externslam Slamuttag i sedimentering Förtjockning Avvattning Enskilda slamavskiljare Tillförs till: Externslammottagning Externslamlager Inlopp Övriga avloppsreningsverk Tillförs till: Slamlager Avvattning Slamlager 1 Typ: Luftat Antal: 1 st Total volym: 300 m 3 Förtjockare Typ: Förtjockare Antal: 1 st Total kapacitet: > 16 m 3 /h > 95 kg TS/h Slamlager 2 Typ: Luftat Antal: 1 st Total volym: 200 m 3 Externslammottagning: Typ: Hålperforerad trumma + renstvätt Antal: 1 st Total kapacitet: > 150 m 3 /h Externslamlager Typ: Omrört Antal: 1 st Total volym: 40 m 3 Avvattning, Centrifug Antal: 2 st Typ: Dekantercentrifug Kapacitet: 20 m 3 /h Flöde: 20 m 3 /h TS in : 4 % TS ut : 25 % Rejekt: Sandfång Slamhantering Pumpning till slamplatta 2.2.5 Lagring av kemikalier Kemikalielagring Fällningskemikalie Typ: Tank Antal: 1 st Lagringsvolym: 30 m 3 Invallning: Ja 15 (58)
2.2.6 Provtagningsrum Automatiska dygnsprovtagare ph/temperaturgivare 4 st 4 st 2.2.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem Parallella behandlingslinjer samt möjligheter till korskörning vid stillestånd av processteg Vattnet kan bräddas efter sandfång och efter biosteg Dubbla ställverk Reservkraftverk för hela verkets drift 2.3 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion Utifrån dimensionering tillståndsansökan och de förändrade förutsättningarna är det förväntade driftresultatet sett som årsmedel enligt följande: Suspenderat material Månadsmedel < 5 mg SS/l > 98 % BOD 7 Månadsmedel < 7 mg BOD 7 /l > 97 % P-tot Månadsmedel < 0,3 mg P/l > 96 % N-tot Årsmedel < 14 mg N/l > 71 % Produktionen av överskottsslam, inklusive kemslam och slam från enskilda anläggningar beräknas bli ca 2 260 kg TS eller 9,0 ton avvattnat slam med 25 % TS per dygn. Det bildade överskottsslammet kommer att vara i det biologiska systemet i mer än 20 dygn vid dimensionerande belastning. Efter denna tid, även vid låga temperaturer, kan slammet anses som stabiliserat. Slamåldern uppfyller de krav som ställs på en slamluftning efter en traditionell högbelastad aktivslamanläggning. Eftersom alternativet saknar rötkammare blir det ingen biogasproduktion. 2.4 Fördelar och nackdelar 2.4.1 Fördelar Den interna kolkällan utnyttjas till att denitrifiera kväve samt binda fosfor. Normalt ska inte extern kolkälla behövas till kvävereningen (med dagens krav). Tvärtom finns goda förutsättningar för långtgående kväverening (80-90 %) under sommaren då vattnet är varmt eftersom anläggningen blir begränsad med avseende på reaktionshastigheter. 16 (58)
Eftersom slamuttaget sker direkt ur processen sker det i princip ingen återlösning av fosfor eller kväve. Biologiskt upplagrade näringsämnen återlöses däremot vid anaerob nedbrytning av slammet. Rejektvattnet kan direkt återledas till den biologiska processen. Den biologiskt lagrade fosforn stannar i slammet. Fällning eller behandling av i rejektvattnet återlöst fosfor undviks därmed. Det är en förutsättning för den biologiska fosforprocessen att inte fosfor återleds via rejektvattnet. Det finns inget behov för behandling eller utjämning av återlöst organiskt bundet kväve som belastar den biologiska behandlingen genom rejektvattenströmmen. Slamkvalitén och sedimentationsegenskaperna på anläggningar utan försedimentering (och i synnerhet förfällning) blir normalt mycket god. 2.4.2 Nackdelar Såsom volymerna är i ursprungsförslaget är de något små för att erhålla fullständig nitrifikation under den kallaste perioden av året. Skulle nitrifikationen helt förloras, t ex beroende på en lång period med kallt vatten i samband med snösmältning, blir marginalerna små när det gäller årsmedelvärdet. Den biologiska fosforreningen bygger helt på anaerobzonen (0,8 dygns anaerob slamålder). Erfarenheterna från de svenska anläggningar som har byggts för biologisk fosforrening är att väldigt få (om ens någon) klarar av att rena större delen av fosforn biologiskt med enbart denna metod. Anledningen är att den bygger på att en stor del av inkommande organiskt material består av VFA (volatile fatty acids). Samtliga större anläggningar (och även många mindre) har istället kompletterat sin process med någon form av hydrolys för att omvandla organiskt material till VFA. Processen utnyttjar det organiska materialet till kväverening och fosforrening. Om nuvarande villkor (15 mg N-tot/l och 0,3 mg P-tot/l) och priser på fällningskemikalier kvarstår är den inkommande mängden organiskt material större än behovet till processen. Resterande mängd hade kunnat användas till biogasproduktion istället. Ursprungsförslaget drivs med simultanfällning. Kombinerat med biologisk fosforrening innebär det att det är svårt att veta vad den biologiska processen klarar och därmed ställa in doseringen eftersom utgående halter är det enda som går att styra på. Med låga halter av fosfor som cirkulerar i biologin missgynnas Bio-P bakterierna och det går åt onödigt mycket fällningskemikalier. Dessutom kommer det att cirkulera mer inert slam än nödvändigt i den biologiska reningen (lägre slamålder vid samma slamhalt). Anläggningen är inte förberedd för att möta eventuellt framtida behov av slamhygienisering. 2.5 Avvikelser från tillstånd Alternativ A1 är det alternativ som är föreslaget i tillståndsansökan, någon avvikelse är alltså inte aktuell. 17 (58)
3 Alternativ A2 ursprungligt förslag (korrigerade volymer) Alternativ A2 skiljer sig från alternativ A1 genom att den kombinerade anox/ox-zonen har utökats från 900 m 3 till 2000 m 3. Detta innebär att den maximala aeroba slamåldern går från 10,8 till 13,7 dygn vid maximal slamhalt (5000 mg SS/l). Syftet är att kunna upprätthålla tillräcklig nitrifikation även under de kallare månaderna. Samtidigt erhålls även ökad denitrifikation (lägre utgående kväve) under de varmare månaderna. Den föreslagna processen framgår av flödesschemat N-30.80-021 och N-30.80-022. 3.1 Processutformning Dimensioneringsförutsättningarna vid tillståndsansökan gav följande volymer och ytor för anläggningen: 3.1.1 Mekanisk rening Kapacitet 4 Q dim : 2 400 m 3 /h Rensgaller Typ Omloppsgaller Antal 2 st Kapacitet 1 200 m 3 /h per galler Renshantering Typ Kombinerad renspress och renstvätt Antal 1 st Sandfång Typ: Omrört Antal: 2 st Sandtvätt: Ja Total volym: 150 m 3 Total yta: 43 m 2 Djup: 3,5 m Uppehållstid, Q dim 15 min Uppehållstid, Q max 3,8 min Ytbelastning, Q dim 14,0 m/h Ytbelastning, Q max 55,8 m/h 3.1.2 Biologisk rening Kapacitet 2 Q dim : 1 200 m 3 /h Anaerob Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 600 m 3 Djup: 5,5 m Uppehållstid, Q dim 4,2 h Uppehållstid, Q max 2,1 h Slamhalt: <2,5 kg/m 3 Anaerob slamålder, totalt: 0,8 dygn Anox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 2 520 m 3 Djup: 5,5 m 18 (58)
Slamhalt: <5 kg/m 3 Returpumpning till anaerob Typ: Propellerpumpar Kapacitet: < 300 m 3 /h, linje Nitratmätare 2 st Anox/ox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 2 000 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 Ox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 3 200 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 Aerob slamålder, enbart ox: 8,4 dygn (5,0 kg SS/m 3 ) Aerob slamålder, ox + ox/anox: 13,7 dygn (5,0 kg SS/m 3 ) Ammonium/nitratmätare 2 st Syremätare 4 st Slamhaltsmätare 2 st Deox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 280 m 3 Djup: 5,5 m Uppehållstid, Q dim 0,5 h Uppehållstid, Q max 0,2 h Slamhalt: <5 kg/m 3 Returpumpning till anox Typ: Propellerpumpar Kapacitet: < 1 200 m 3 /h, linje Sedimentering Antal: 2 st Total volym: 5 400 m 3 Total yta: 1 200 m 2 Djup: 4,5 m Ytbelastning, Q dim 0,5 m/h Ytbelastning, Q max 1,0 m/h Slamytbelastning, Q dim, (5 kg SS/m3) 2,5 kg TS/m 2, h Slamytbelastning, Q max, (5 kg SS/m3) 5,0 kg TS/m 2, h Returpumpning till anox Typ: Centrifugalpumpar Kapacitet: < 450 m 3 /h, linje 3.1.3 Kemisk rening och filtrering Dynasandfilter Antal: 24 st Total yta: 120 m 2 Bäddhöjd: 2,0 m Ytbelastning, Q dim 5,0 m/h Ytbelastning, Q max 10,0 m/h 19 (58)
3.1.4 Slambehandling Intern slambehandling Externslam Slamuttag i sedimentering Förtjockning Avvattning Enskilda slamavskiljare Tillförs till: Externslammottagning Externslamlager Inlopp Övriga avloppsreningsverk Tillförs till: Slamlager Avvattning Slamlager 1 Typ: Luftat Antal: 1 st Total volym: 300 m 3 Förtjockare Typ: Mekanisk förtjockare Antal: 1 st Total kapacitet: > 16 m 3 /h > 95 kg TS/h Slamlager 2 Typ: Luftat Antal: 1 st Total volym: 200 m 3 Externslammottagning: Typ: Hålperforerad trumma + renstvätt Antal: 1 st Total kapacitet: > 150 m 3 /h Externslamlager Typ: Omrört Antal: 1 st Total volym: 40 m 3 Avvattning, Centrifug Antal: 2 st Typ: Dekantercentrifug Kapacitet: 20 m 3 /h Flöde: 20 m 3 /h TS in : 4 % TS ut : 25 % Rejekt: Sandfång Slamhantering Pumpning till slamplatta 3.1.5 Lagring av kemikalier Kemikalielagring Fällningskemikalie Typ: Tank Antal: 1 st Lagringsvolym: 30 m 3 Invallning: Ja 3.1.6 Provtagningsrum Automatiska dygnsprovtagare ph/temperaturgivare 4 st 4 st 20 (58)
3.1.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem Parallella behandlingslinjer samt möjligheter till korskörning vid stillestånd av processteg Vattnet kan bräddas efter sandfång och efter biosteg Dubbla ställverk Reservkraftverk för hela verkets drift 3.2 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion Utifrån dimensionering tillståndsansökan och de förändrade förutsättningarna är det förväntade driftresultatet sett som årsmedel enligt följande: Suspenderat material Månadsmedel < 5 mg SS/l > 98 % BOD 7 Månadsmedel < 7 mg BOD 7 /l > 97 % P-tot Månadsmedel < 0,3 mg P/l > 96 % N-tot Årsmedel < 13 mg N/l > 73 % Produktionen av överskottsslam, inklusive kemslam och slam från enskilda anläggningar beräknas bli ca 2 250 kg TS eller 9,0 ton avvattnat slam med 25 % TS per dygn. Det bildade överskottsslammet kommer att vara i det biologiska systemet i mer än 20 dygn vid dimensionerande belastning. Efter denna tid, även vid låga temperaturer, kan slammet anses som stabiliserat. Slamåldern uppfyller de krav som ställs på en slamluftning efter en traditionell högbelastad aktivslamanläggning. Eftersom alternativet saknar rötkammare blir det ingen biogasproduktion. 3.3 Fördelar och nackdelar 3.3.1 Fördelar Volymerna i det biologiska steget är större än i ursprungsförslaget och skall klara av fullständig nitrifikation under större delen av året. Risken att förlora nitrifikationen helt vid en längre period med kallt vatten bedöms som liten, däremot kommer det att bli perioder med ofullständig nitrifikation. Genom att det utökade steget är anox/ox-zonen kommer denitrifikationskapaciteten att vara högre under de delar av årets då det är möjligt att uppnå fullständig nitrifikation med enbart ox-zonen. Sett som årsmedel kommer utgående kväve att vara något lägre än alternativ A1. Den interna kolkällan utnyttjas till att denitrifiera kväve samt binda fosfor. Normalt ska inte extern kolkälla behövas till kvävereningen (med dagens krav). Tvärtom finns goda förutsättningar för långtgående kväverening (80-90 %) under sommaren då vattnet är varmt eftersom anläggningen blir begränsad med avseende på reaktionshastigheter. 21 (58)
Eftersom slamuttaget sker direkt ur processen sker det i princip ingen återlösning av fosfor eller kväve. Biologiskt upplagrade näringsämnen återlöses däremot vid anaerob nedbrytning av slammet. Rejektvattnet kan direkt återledas till den biologiska processen. Den biologiskt lagrade fosforn stannar i slammet. Fällning eller behandling av i rejektvattnet återlöst fosfor undviks därmed. Det är en förutsättning för den biologiska fosforprocessen att inte fosfor återleds via rejektvattnet. Det finns inget behov för behandling eller utjämning av återlöst organiskt bundet kväve som belastar den biologiska behandlingen genom rejektvattenströmmen. Slamkvalitén och sedimentationsegenskaperna på anläggningar utan försedimentering blir normalt mycket god. 3.3.2 Nackdelar Den biologiska fosforreningen bygger helt på anaerobzonen (0,8 dygns anaerob slamålder). Erfarenheterna från de svenska anläggningar som byggts för biologisk fosforrening är att väldigt få (om ens någon) klarar av att rena större delen av fosforn biologiskt med enbart denna metod. Anledningen är att den bygger på att en stor del av inkommande organiskt material består av VFA (volatile fatty acids). Samtliga större anläggningar (och även många mindre) har istället kompletterat sin process med någon form av hydrolys för att omvandla organiskt material till VFA. Processen utnyttjar det organiska materialet till kväverening och fosforrening. Om nuvarande villkor (15 mg N-tot/l och 0,3 mg P-tot/l) samtidigt som priset på fällningskemikalier kvarstår är den inkommande mängden organiskt material större än behovet till processen. Resterande mängd hade kunnat användas till biogasproduktion istället. Ursprungsförslaget drivs med simultanfällning. Kombinerat med biologisk fosforrening innebär det att det är svårt att veta vad den biologiska processen klarar och därmed ställa in doseringen eftersom utgående halter är det enda som går att styra på. Med låga halter av fosfor som cirkulerar i biologin missgynnas Bio-P bakterierna och det går åt onödigt mycket fällningskemikalier. Dessutom kommer det att cirkulera mer inert slam än nödvändigt i den biologiska reningen (lägre slamålder vid samma slamhalt). Anläggningen är inte förberedd för att möta eventuellt framtida behov av slamhygienisering. 3.4 Avvikelser från tillstånd Alternativ A2 är det alternativ som är föreslaget i tillståndsansökan, dock med något ökade volymer. Sweco bedömer att detta inte kommer att innebära någon åtgärd ur prövningshänseende. 22 (58)
4 Alternativ B utan rötning Alternativet skiljer sig från A1 och A2 på flera punkter. Biosteget är kompletterat med sidoströmshydrolys av returslammet (ca 5 % av Qdim). Processteget har lagts till på över 40 danska anläggningar och ett flertal svenska. Syftet är främst att frigöra VFA och därmed gynna den biologiska fosforreningen. Dynasandfiltren är ersatta av flockning och skivfilter. Syftet med att helt frigöra kemfällningen från det biologiska steget är att kunna optimera doseringen och minimera mängden inert slam i biologin. 4.1 Dimensionering av anläggning och förväntat resultat Dimensioneringsförutsättningarna vid tillståndsansökan kompletterat med de förändrade förutsättningarna gav följande volymer och ytor för anläggningen: 4.1.1 Mekanisk rening Kapacitet 4 Q dim : 2 400 m 3 /h Rensgaller Typ Omloppsgaller Antal 2 st Kapacitet 1 200 m 3 /h per galler Renshantering Typ Kombinerad renspress och renstvätt Antal 1 st Sandfång Typ: Omrört Antal: 2 st Sandtvätt: Ja Total volym: 150 m 3 Total yta: 43 m 2 Djup: 3,5 m Uppehållstid, Q dim 15 min Uppehållstid, Q max 3,8 min Ytbelastning, Q dim 14,0 m/h Ytbelastning, Q max 55,8 m/h 4.1.2 Biologisk rening Kapacitet 2 Q dim : 1 200 m 3 /h Sidoströmshydrolys Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 750 m 3 Djup: 5,0 m Uppehållstid, Q dim 24 h Slamhalt: ca 10 kg/m 3 Anaerob Antal: 2 st (2 linjer) 23 (58)
Total volym: 600 m 3 Djup: 5,0 m Uppehållstid, Q dim 4,2 h Uppehållstid, Q max 2,1 h Slamhalt: <2,5 kg/m 3 Anaerob slamålder, totalt: 4,6 dygn Anox Antal: 4 st (2 linjer) Total volym: 1 500 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 Returpumpning till anaerob: Typ: Propellerpumpar Kapacitet: < 300 m 3 /h, linje Nitratmätare 2 st Anox/ox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 3 500 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 Ox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 3 000 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 Aerob slamålder, enbart ox: 7,9 dygn (5,0 kg SS/m 3 ) Aerob slamålder, ox + ½ ox/anox: 12,5 dygn (5,0 kg SS/m 3 ) Aerob slamålder, ox + 1 ox/anox: 17,0 dygn (5,0 kg SS/m 3 ) Ammonium/nitratmätare 2 st Syremätare 4 st Slamhaltsmätare 2 st Deox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 280 m 3 Djup: 5,5 m Uppehållstid, Q dim 0,5 h Uppehållstid, Q max 0,2 h Slamhalt: <5 kg/m 3 Returpumpning till anox Typ: Propellerpumpar Kapacitet: < 1 200 m 3 /h, linje Sedimentering Antal: 2 st Total volym: 5 400 m 3 Total yta: 1 200 m 2 Djup: 4,5 m Ytbelastning, Q dim 0,5 m/h Ytbelastning, Q max 1,0 m/h Slamytbelastning, Q dim, (5 kg SS/m3) 2,5 kg TS/m 2, h Slamytbelastning, Q max, (5 kg SS/m3) 5,0 kg TS/m 2, h Returpumpning till anox Typ: Centrifugalpumpar Kapacitet: < 450 m 3 /h, linje 24 (58)
4.1.3 Kemisk rening och filtrering Koagulering + flockning Antal: 4 st (2 linjer) Total volym: 200 m 3 Djup: 4,5 m Uppehållstid, Q dim 20 min Uppehållstid, Q max 10 min Skivfilter Antal: 3 st Total yta (duk): 340 m 2 Storlek (duk): 10 µm Kapacitet: 1 200 m 3 /h 80 mg SS/l 4.1.4 Slambehandling Intern slambehandling Externslam Slamuttag i sedimentering Förtjockning Avvattning Enskilda slamavskiljare Tillförs till: Externslammottagning Externslamlager Inlopp Övriga avloppsreningsverk Tillförs till: Slamlager Avvattning Slamlager 1 Typ: Luftat Antal: 1 st Total volym: 300 m 3 Förtjockare Typ: Mekanisk förtjockare Antal: 1 st Total kapacitet: > 16 m 3 /h > 95 kg TS/h Slamlager 2 Typ: Luftat Antal: 1 st Total volym: 200 m 3 Externslammottagning: Typ: Hålperforerad trumma + renstvätt Antal: 1 st Total kapacitet: > 150 m 3 /h Externslamlager Typ: Omrört Antal: 1 st Total volym: 40 m 3 Avvattning, Centrifug Antal: 2 st Typ: Dekantercentrifug Kapacitet: 20 m 3 /h Flöde: 20 m 3 /h TS in : 4 % TS ut : 25 % Rejekt: Sandfång Slamhantering Pumpning till slamplatta 25 (58)
4.1.5 Lagring av kemikalier Kemikalielagring Fällningskemikalie Typ: Tank Antal: 1 st Lagringsvolym: 30 m 3 Invallning: Ja 4.1.6 Provtagningsrum Automatiska dygnsprovtagare ph/temperaturgivare 4 st 4 st 4.1.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem Parallella behandlingslinjer samt möjligheter till korskörning vid stillestånd av processteg Vattnet kan bräddas efter sandfång och efter biosteg Dubbla ställverk Reservkraftverk för hela verkets drift 4.2 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion Utifrån dimensionering tillståndsansökan och de förändrade förutsättningarna är det förväntade driftresultatet sett som årsmedel enligt följande: Suspenderat material Månadsmedel < 5 mg SS/l > 98 % BOD 7 Månadsmedel < 7 mg BOD 7 /l > 97 % P-tot Månadsmedel < 0,3 mg P/l > 96 % N-tot Årsmedel < 10 mg N/l > 79 % Produktionen av överskottsslam, inklusive kemslam och slam från enskilda anläggningar beräknas bli ca 2 070 kg TS eller 8,3 ton avvattnat slam med 25 % TS per dygn. Det bildade överskottsslammet kommer att vara i det biologiska systemet i mer än 20 dygn vid dimensionerande belastning. Efter denna tid, även vid låga temperaturer, kan slammet anses som stabiliserat. Slamåldern uppfyller de krav som ställs på en slamluftning efter en traditionell högbelastad aktivslamanläggning. Anläggningen är inte förberedd för att möta eventuellt framtida behov av slamhygienisering. Eftersom alternativet saknar rötkammare blir det ingen biogasproduktion. 26 (58)
4.3 Fördelar och nackdelar 4.3.1 Fördelar Volymerna i det biologiska steget är större än i alternativ A1 och A2 och skall klara av fullständig nitrifikation under hela året. Jämfört med alternativ A2 är oxzonen något mindre (6 %) och anoxzonen betydligt mindre (60 %), men istället är anox/oxzonen 75 % större och delad i två per linje. Syftet är främst att kunna variera den aeroba slamåldern under året för att ständigt kunna driva anläggningen stabilt med hög nitrifikation samtidigt som den oluftade volymen skall vara så stor som möjligt. Risken att få låg nitrifikationen vid en längre period med kallt vatten bedöms som mycket liten. Genom att bygga med kombinerade zoner är möjligheterna till optimerad drift betydligt större än med fasta zoner. I synnerhet i början på anläggningens livslängd då den inte kommer att vara fullbelastad är det önskvärt att minimera den luftade volymen. Det något större biosteget i kombination med möjligheterna att variera zonernas storlek kommer att ge ett årsmedel som är lägre än både alternativ A1 och A2. Den interna kolkällan utnyttjas till att denitrifiera kväve samt binda fosfor. Normalt ska inte extern kolkälla behövas till kvävereningen (med dagens krav). Tvärtom finns goda förutsättningar för långtgående kväverening (80-90 %) under sommaren men även under hösten och under våren. Med hjälp av sidoströmshydrolysen kommer den biologiska fosforreningen att fungera betydligt bättre och det bör vara möjligt, att åtminstone under stora delar av året, driva anläggningen helt utan fällningskemikalier. Genom att låta den biologiska fosforreningen arbeta med maximal mängd löst fosfor i systemet och sedan dosera på utgående klarfas uppnås både lägre mängd inert slam som ska cirkuleras i anläggningen och en bättre biologisk fosforrening. Genom att inte blanda biologisk och kemisk fosforrening är det också lättare att mäta och kontrollera hur de olika processtegen fungerar. Eftersom slamuttaget sker direkt ur processen sker det i princip ingen återlösning av fosfor eller kväve. Biologiskt upplagrade näringsämnen återlöses däremot vid anaerob nedbrytning av slammet. Rejektvattnet kan direkt återledas till den biologiska processen. Den biologiskt lagrade fosforn stannar i slammet. Fällning eller behandling av i rejektvattnet återlöst fosfor undviks därmed. Det är en förutsättning för den biologiska fosforprocessen att inte fosfor återleds via rejektvattnet. Det finns inget behov för behandling eller utjämning av återlöst organiskt bundet kväve som belastar den biologiska behandlingen genom rejektvattenströmmen. Slamkvalitén och sedimentationsegenskaperna på anläggningar utan försedimentering blir normalt mycket god. 27 (58)
4.3.2 Nackdelar Processen utnyttjar det organiska materialet till kväverening och fosforrening. Om nuvarande villkor (15 mg N-tot/l och 0,3 mg P-tot/l) samtidigt som priset på fällningskemikalier kvarstår är den inkommande mängden organiskt material större än behovet till processen. Resterande mängd hade kunnat användas till biogasproduktion istället. Anläggningen är inte förberedd för att möta eventuellt framtida behov av slamhygienisering. 4.4 Avvikelser från tillstånd Alternativ B är en avvikelse från tillståndsbeslutet, dels eftersom de föreslagna dynasandfiltren är ersatta av skivfilter och dels eftersom anläggningen är kompletterad med en sidoströmshydrolys för att förbättra slamegenskaperna och även förbättra förutsättningarna för den biologiska fosforreduktionen. Sweco bedömer att en anmälan till Länsstyrelsen om delvis förändrat teknikval bör göras. 28 (58)
5 Alternativ C1 utan köksavfallskvarnar med rötning Alternativet skiljer sig från de föregående genom att en stor del av det organiska materialet ska behandlas i rötkammare för att producera biogas. Anläggningen är därför försedd med försedimentering och rötkammare (med tillhörande utrustning). För att kunna upprätthålla biologisk fosforrening och samtidigt vara säker på att kvävereningen inte får brist på kolkälla även om kraven blir något strängare är även detta förslag försett med sidoströmshydrolys. Eftersom försedimenteringen förväntas förändra COD/P-kvoten är detta processteg större än i alternativ B. Eftersom anläggningen är försedd med försedimentering är förväntad maximal slamhalt lägre än i alternativ B. 5.1 Dimensionering av anläggning och förväntat resultat Dimensioneringsförutsättningarna vid tillståndsansökan kompletterat med de förändrade förutsättningarna gav följande volymer och ytor för anläggningen: 5.1.1 Mekanisk rening Kapacitet 4 Q dim : 2 400 m 3 /h Rensgaller: Typ Omloppsgaller Antal 2 st Kapacitet 1200 m 3 /h per galler Renshantering: Typ Kombinerad renspress och renstvätt Antal 1 st Sandfång: Typ: Omrört Antal: 2 st Sandtvätt: Ja Total volym: 150 m 3 Total yta: 43 m 2 Djup: 3,5 m Uppehållstid, Q dim 15 min Uppehållstid, Q max 3,8 min Ytbelastning, Q dim 14,0 m/h Ytbelastning, Q max 55,8 m/h Försedimentering: Antal: 2 st Total volym: 1 080 m 3 Total yta: 240 m 2 Djup: 4,5 m Ytbelastning, Q dim 2,5 m/h Ytbelastning, Q max 5,0 m/h 29 (58)
5.1.2 Biologisk rening Kapacitet 2 Q dim : 1 200 m 3 /h Sidoströmshydrolys Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 1 000 m 3 Djup: 5,5 m Uppehållstid, Q dim 24 h Slamhalt: ca 9 kg/m 3 Anaerob Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 600 m 3 Djup: 5,5 m Uppehållstid, Q dim 4,2 h Uppehållstid, Q max 2,1 h Slamhalt: <2,25 kg/m 3 Anaerob slamålder, totalt: 10,8 dygn Anox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 3 200 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <4,5 kg/m 3 Returpumpning till anaerob: Typ: Propellerpumpar Kapacitet: < 300 m 3 /h, linje Nitratmätare 2 st Anox/ox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 1 600 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <4,5 kg/m 3 Ox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 2 200 m 3 Djup: 5,5 m Slamhalt: <5 kg/m 3 Aerob slamålder, enbart ox: 10,8 dygn (4,5 kg SS/m 3 ) Aerob slamålder, ox + ½ ox/anox: 12,4 dygn (4,5 kg SS/m 3 ) Aerob slamålder, ox + 1 ox/anox: 15,6 dygn (4,5 kg SS/m 3 ) Ammonium/nitratmätare 2 st Syremätare 4 st Slamhaltsmätare 2 st Deox Antal: 2 st (2 linjer) Total volym: 280 m 3 Djup: 5,5 m Uppehållstid, Q dim 0,5 h Uppehållstid, Q max 0,2 h Slamhalt: <4,5 kg/m 3 Returpumpning till anox: Typ: Propellerpumpar Kapacitet: < 1 200 m 3 /h, linje Sedimentering: Antal: 2 st Total volym: 5 400 m 3 30 (58)
Total yta: 1 200 m 2 Djup: 4,5 m Ytbelastning, Q dim 0,5 m/h Ytbelastning, Q max 1,0 m/h Slamytbelastning, Q dim, (5 kg SS/m3) 2,25 kg TS/m 2, h Slamytbelastning, Q max, (5 kg SS/m3) 4,5 kg TS/m 2, h Returpumpning till anox: Typ: Centrifugalpumpar Kapacitet: < 450 m 3 /h, linje 5.1.3 Kemisk rening och filtrering Koagulering + flockning Antal: 4 st (2 linjer) Total volym: 200 m 3 Djup: 4,5 m Uppehållstid, Q dim 20 min Uppehållstid, Q max 10 min Skivfilter Antal: 3 st Total yta (duk): 340 m 2 Storlek (duk): 10 µm Kapacitet: 1 200 m 3 /h 80 mg SS/l 5.1.4 Slambehandling Intern slambehandling: Externslam: Slamuttag i sedimentering Förtjockning Avvattning Enskilda slamavskiljare Tillförs till: Externslammottagning Externslamlager Inlopp Övriga avloppsreningsverk Tillförs till: Slamlager Avvattning Slamlager 1: Typ: Omrört Antal: 1 st Total volym: 300 m 3 Förtjockare: Typ: Mekanisk förtjockare Antal: 1 st Total kapacitet: > 16 m 3 /h > 95 kg TS/h Slamlager 2: Typ: Omrört Antal: 1 st Total volym: 200 m 3 Externslammottagning: Typ: Hålperforerad trumma + renstvätt Antal: 1 st Total kapacitet: > 150 m 3 /h Externslamlager: Typ: Omrört 31 (58)
Antal: 1 st Total volym: 40 m 3 Rötkammare: Antal: 1 st Total volym: 1 000 m 3 Rötslamlager: Typ: Omrört Antal: 1 st Total volym: 200 m 3 Belastning 2,0 kg VS/m 3, dygn Uppehållstid 23 dygn Avvattning, Centrifug Antal: 2 st Typ: Dekantercentrifug Kapacitet: 20 m 3 /h Flöde: 20 m 3 /h TS in : 4 % TS ut : 25 % Rejekt: Sandfång/sidoströmshydrolys Slamhantering: Pumpning till slamplatta 5.1.5 Lagring av kemikalier Kemikalielagring: Fällningskemikalie Typ: Tank Antal: 1 st Lagringsvolym: 30 m 3 Invallning: Ja 5.1.6 Provtagningsrum Automatiska dygnsprovtagare ph/temperaturgivare 4 st 4 st 5.1.7 Reparation, underhåll, strömförsörjningsproblem Parallella behandlingslinjer samt möjligheter till korskörning vid stillestånd av processteg Vattnet kan bräddas efter sandfång och efter biosteg Dubbla ställverk Reservkraftverk för hela verkets drift 5.2 Förväntat reningsresultat, slamproduktion och biogasproduktion Utifrån dimensionering tillståndsansökan och de förändrade förutsättningarna är det förväntade driftresultatet sett som årsmedel enligt följande: Suspenderat material Månadsmedel < 5 mg SS/l > 98 % 32 (58)
BOD 7 Månadsmedel < 7 mg BOD 7 /l > 97 % P-tot Månadsmedel < 0,3 mg P/l > 96 % N-tot Årsmedel < 11 mg N/l > 77 % Produktionen av överskottsslam, inklusive kemslam och slam från enskilda anläggningar beräknas bli ca 1 560 kg TS eller 6,2 ton avvattnat slam med 25 % TS per dygn. Allt slam (försedimenterat slam, överskottsslam och kemiskt slam) kommer att rötas och slutprodukten kommer att vara stabiliserad. Biogasproduktionen beräknas bli ca 933 m 3 /dygn. 5.3 Fördelar och nackdelar 5.3.1 Fördelar Volymerna i det biologiska steget är större än i alternativ A1 och A2 och skall klara av fullständig nitrifikation under hela året. Jämfört med A2 är oxzonen betydligt mindre (31 %) och anox/oxzonen är mindre (20 %), men istället är anoxzonen 27 % större. Anledningen är att försedimenteringen främst avskiljer organiskt material och inte kväve. Luftningssteget blir därför begränsat med avseende på reaktionshastighet och kan minskas betydligt, detta är också en av poängerna med att avskilja en del organiskt material med hjälp av försedimentering. Anläggningen är uppbyggd på samma sätt som B, d v s med flera anox/oxzoner för att kunna minimera luftningen. Genom att bygga med kombinerade zoner är möjligheterna till optimerad drift betydligt större än med fasta zoner. I synnerhet i början på anläggningens livslängd då den inte kommer att vara fullbelastad är det önskvärt att minimera den luftade volymen. Biosteget kommer att vara något större än alternativ A1 och något mindre än A2 men bedöms ge ett årsmedel med avseende på utgående totalkväve som är lägre än i både alternativ A1 och A2. Med hjälp av sidoströmshydrolysen kommer den biologiska fosforreningen att fungera betydligt bättre och det bör vara möjligt, att åtminstone under stora delar av året, driva filtersteget helt utan fällningskemikalier. Med tanke på slamegenskaperna och tillgången på lättillgänglig kolkälla för denitrifierarna är slamhydrolysen också positiv, vilket inte minst går att se på Skillingaryds ARV vilket är en av de anläggningar som i efterhand kompletterats med en sidoströmshydrolys. Genom att låta den biologiska fosforreningen arbeta med maximal mängd löst fosfor i systemet och sedan dosera på utgående klarfas uppnås både lägre mängd inert slam som ska cirkuleras i anläggningen och en bättre biologisk fosforrening. Genom att inte blanda biologisk och kemisk fosforrening är det också lättare att mäta och styra de olika processerna. 33 (58)