Råmaterial via reningsteknik, mikrobiologi och kemi

1 2014-01-15 Råmaterial via reningsteknik, mikrobiologi och kemi Katrin Skoglund 1 Mohammad El-ainain Gabriella Öhlund Lovisa Ahlberg Patric Andersson

Förord Denna rapport har i grund ett syfte med att ge kunskaper för hur det fungerar på ett Avloppsreningsverk (ARV). Den ska klargöra i allmänhet hur de olika reningsstegen går till vid de mekaniska, biologiska och kemiska reningsprocesserna. Den förklarar även de olika slamtyper som kan finnas, samt hur miljön och människan påverkas av mikroorganismer och kemiska ämnen. Det innehåller även ett processchema över verket.

Sammanfattning Out Comes Clear ligger vid kusten och är ett lite mindre reningsverk på ca 15000 pe. När en anläggning ligger nära kusten så är kväverening ett måste. Detta då vi inte vill få ut kväve i havet i onödan, då det leder till övergödning. Vi har nyligen anställt ett par nyutexaminerade studenter från biogaslinjen, Yrkeshögskolan i Hallsberg. Vilket vi ser som mycket positivt för oss här på verket. De har fått i uppdrag att uppdatera drift- och skötselinstruktionen här för verket. Detta har vart till stor hjälp både för oss och för dem, då det verkligen fått ta till sig hur hela verket fungerar. De har tagit fram ett uppdaterat processchema med tillhörande beskrivning. Vi har även fått en bra och bred överblick på de olika reningsstegen med korta och bra sammanfattningar, provtagningsschema och de olika delar om kväverening, fosfor och kemikaliehanteringen som vi har här på Out Comes Clear.

Innehållsförteckning 1 Processchema 1-3 1.1 Processchema numrering 2-3 2 4-6 Reningsprocessen 2.1 Reningsstegen 5 2.2 Kemikaliehantering 5-6 3 7-9 Rening och filtrering 3.1 Vrakgaller 7 3.2 Grovgaller 7 3.3 Fingaller 7 3.4 Sandfång och sandtvätt 7-8 3.5 Sedimentering 8 3.6 Biologisk rening 8-9 3.7 Kemisk rening 9 4 10-11 Rening 4.1 Kväve 10-11 4.2 Fördenitrifikation 11 4.3 Biologisk fosforrening 11 5 Provtagningsschema 12-13 5.1 Avloppslam - Inledning 12 5.2 Provtagning 12 5.3 Kontrollparametrar och metoder 12 5.4 Provtagningsfrekvens 13 5.5 Avloppslam på åkermark 13 6 Studiebesök 14 7 Slutsats 15 8 Kemiska betäckningar 16 9 Ordlista 16 10 Bildkällor 16 11 Källor 17

Mekanisk Fällningsmedel (1) Silgaller (3) Biologisk (4) Renstvätt Deponi Inlopp Sandfång (5) Försedimentering (7) (9) Breddning (2) Pump (6) Sandtvätt (8) Pump Mellansedimentering (11) (10) Anoxisk & Aerob zon Deponi Flockning (13) (12) Pump (14) Slutsedimentering (17) Polymer Slamförtjockare (16) Kemisk Luftkväve Rötkammare (18) (15) Provtagning Utlopp (19) Polyaluminiumsalt (20) Värmeväxlare Värmepump (22) (21) Värmeväxlare Slamavvattning (24) (23) Slamlager (25) Torrslamsilo Gasklocka (27) Uppgradering (26) Fordonsgas Industrier Värme El (28) Panncentral (29) Fackla 1

Processchema Numrering 1 Dosering av fällningsmedel för fosfor. Järnsulfat eller flytande kemikalier. 2 Pumpstation 1, skruvpumpar (snäckpumpar) som lyfter substratet så att vattnet kan rinna genom hela anläggningens process. 3 Silgaller som rensar bort oönskade föremål. 4 Renset tvättas och avvattnas för att transporteras till förbränning. 5 Luftat sandfång, sand och andra tyngre partiklar sjunker till botten för att avskiljas och tvättas. Luftningen förhindrar sedimentering av lättare partiklar, som viktiga mikroorganismer som är viktiga i den kommande processen. 6 Sandtvätt. Sanden tvättas och avvattnas för att transporteras till deponi. Vattnet förs tillbaka för att genomgå hela processen. 7 Försedimentering. Här sedimenteras de största biologiska partiklarna, slammet pumpas sedan vidare till slamhanteringen. Ytskrapor samlar in fett och olja som samlats på ytan. 8 Pumpstation 2 9 Breddning. Vid för högt flöde vid 10 Kväverening genom anoxisk och aerob zon. exempelvis snösmältning leds överflödet till Med hjälp av returslam vars bakterier utloppet. bryter ner det organiska materialet och omvandlar kväveföreningarna nitrit och nitrat till ofarlig kvävgas som släpps ut i luften. Nitrathaltigt vatten recirkuleras tillbaka till anoxen. 11 Mellansedimentering. Största delen av bioslammet förs tillbaka till den biologiska reningen, för att ta tillvara på de viktiga mikroorganismerna. Resten pumpas vidare till slamförtjockaren. 12 Pumpstation 3 13 Flockningsbassänger. Klumpar ihop partiklarna och gör dem tunga så att de sjunker till botten och skrapas bort. 14 Slutsedimentering. Fungerar som extra polering av vattnet. Returslammet förs tillbaka och genomgår processen igen. 15 Provtagning 16 Slamförtjockare. Förtjockar slammet genom avvattning för att kunna rötas. Rejektvattnet förs tillbaka till processen. 17 Tillsättning av polymer som stabiliserar processen ytterligare. Ger renare rejektvatten. 18 Rötkammare med propelleromrörare. 19 Tillsättning av det skumdämpande medlet polyaluminiumsalt. 20 Värmeväxlare 1, för uppvärmning av ingående slam samt rötkammare. 21 Värmeväxlare 2, kyler ner utgående slam 22 Värmepump. Återanvänder värmen mellan till rätt temperatur, så att rötningsprocessen värmeväxlarna. avtar. 23 Slamlager med omrörare. 24 Slamavvattning, ger torrt bioslam. Rejektvattnet går tillbaka till processen. 2

25 Torrslamsilos. Förvarar torrslam som kan användas till jordförbättringsmedel. 26 Uppgradering. Renar gasen så att metanhalten höjs så att gasen kan användas som drivmedel. 27 Gasklocka. Förvarar gasen. 28 Gas till den egna panncentralen samt till externa industrier. 29 Fackla. Säkerhetsåtgärd som är kopplad till gasklockan, vid för högt tryck tänds facklan och bränner upp överflödig gas. Slam Vatten Gas Recirkulation 3

Reningsprocessen Reningsstegen På ett reningsverk är processen uppdelad i olika reningssteg vad det gäller vatten, slam och kemikaliehantering. Det finns mekanisk, biologisk och kemisk rening och i dessa olika reningssteg utförs olika moment som avloppsvattnet går igenom. Reningsstegen är in delade i tre stora kategorier: 1. Mekaniskt steg 2. Biologiskt steg 3. Kemiskt steg Reningsprocessen olika steg som finns i allmänhet är: 1. Grovrening 2. Sedimentering 3. Flotation 4. Efterbehandling 5. Kemisk fällning 6. Biologisk rening 7. Aktivslamanläggningar suspenderad biomassa 8. Biologiska bäddar 9. Kväveavskiljning 10. Biologisk fosforreduktion Man kommer inte att använda sig av alla de olika stege, i verken. I varje steg händer det sedan olika saker med avloppsvattnet, det ska avskiljas från grövre partiklar genom sil, galler och sandfång. Partiklar med högre densitet än vatten sjunker och de som har en lägre densitet än vatten flyter, det vill säga floterar. Om partikel och/eller fosfor utsläppen är stränga sker en ytterligare partikelavskiljning. I den kemiska fällningen är den främsta anledningen att minska fosfor i utgående vatten. Vid reningssteget biologisk rening tar man hjälp av levande organismer, så föroreningarna i avloppsvattnet omvandlas och koncentreras. Sedan kommer de aktivt slam, bygger på att mikroorganismer ska bryta ner organiskt material (VS) när de tillväxer. Vid de biologiska bäddarna använder man sig av det mycket tåliga biofilmsystemet som belastningsvariationer och tillfälliga chocker av industriellt avloppsvatten. Kväveavskiljningen är det näst sista steget i reningen, för de levande organismerna är kväve ett viktigt näringsämne men vid kväveföroreningar kan det bli problem för vårt naturliga vatten. Det sista reningssteget är den biologiska fosforreduktionen. Slamhanteringen, är också uppdelad i fler steg: 1. 2. 3. 4. Slam Förtjockning Stabilisering Avvattning 4

Restprodukten vid en rening av avloppsvatten är avloppsslam. Det finns olika typer av slam och de framkommer under de olika reningssteg där slammet avskiljs. Primärslam som blir efter det mekaniska reningssteget, bioslam efter biologiska reningssteget, kemslam efter det kemiska reningssteget och så finns det även blandslam. Bioslam som kommer från mellansedimenteringen blir en överskottslam till slambehandling, och så blir det även returslam som förs tillbaka in i processen igen. Man inleder en slambehandling med förtjockning, detta för att reducera volymen av slam så långt som möjligt. För att få den bästa slamstabiliseringen ska man se till att slammet inte ger upphov till störande lukt eller att det börjar jäsa. För att öka torrhalten (TS) i slammet även efter förtjockningen måste det avvattnas med hjälp av maskiner som ex centrifuger och filterpressar. Tork- och vassbäddar kan även dem utnyttjas där vattnet dränerar och en del avdunstar. I vassbäddarna sker även den biologiska nedbrytningen av slammets VS. Och under kontrollerade syrerika förhållande omvandlas materialet till en stabil slutprodukt. Energiinnehållet av avvattnat slam är mycket lågt att man måste tillsätta stödbränsle, så vid en ren slamförbränning måste slammet därför torkas före förbränningen. Kemisk rening består av: 1. Förfällning 2. Simultanfällning 3. Efterfällning Kemisk rening är fällning av fosfor och organsikt material. Förfällning sker innan försedimenteringen, i de mekaniska och kemiska delarna. Simultanfällning- i och efter mellansedimenteringen i de biologiska och kemiska delarna. Efterfällning tillsätter efter de mekaniska och biologiska delarna. Vi har valt att använda oss av förfällning. Kemisk flockbildning i processen: Fosfat Utfällning Kolloidneutralisering/ Partikelfällning Hydroxid Fällningen Metalljoner reagerar med fosfatjoner och bildar ett salt/en fällning. För att partiklarna ska dras mot varandra så neutraliseras laddningen hos de positiva jonerna, eftersom de organiska partiklarna är negativt laddade. Hydroxid- fällning, vilket är metalljoner som reagerar med hydroxidjoner där det bildas en gel liknande fällning. 1 2 Kemikaliehantering Kemikalier som färg, mediciner och andra produkter som kommer med i vårat avloppsvatten måste tas om han på ett så säkert sätt som möjligt. Mediciner som kommer med är för det mesta sådant som kommer med i urinen ut i avloppen, och det kan inte de enskilda avloppsbrunnarna och det kommunala reningsverken rena från medicinrester. 3 Om vi häller ut vanliga kemikalier i våra avlopp som tex, färg (vattenlösliga), nagellacksborttagningsmedel och trädgårds bekämpningsmedel kan det ej tas om hand och följer då med direkt ut i kretsloppet. Dessa ämnen är även klassade som farliga ämnen. 4 5

Det kommer även ner fett och olja i våra avlopp. I hushållen använder vi oss av mycket flytande margarin och andra fetter vid matlagning vilket resulterar i att det spolas ner väldigt mycket onödigt fett när vid exempelvis diskning. För att försöka minska utsläppen vid hushållsfetterna kan man försöka tänka på att man kan torka ur stekpannan med papper och slänga i soporna. Har man restaurang eller någon annan typ företag som hanterar större mängder fett, kan man ha krav på att det ska finnas fettavskiljare.5 När man ska hantera olja ska man vara försiktig så det inte kommer ut i våra avlopp och vatten, oljan kan förgifta och göra vattnet odrickbart och har en mycket negativ påverkan på vattenmiljön. Reningsprocessen kan avstanna och slammet kan förorenas om det kommer olja i reningsverkens avlopp. Slammet får då inte ingå i ett kretslopp. Så den använda olja man har kan lämnas in på återvinningsplatser.6 Kemiska produkter och farligt avfall måste förvaras på ett säkert sätt på en anläggning och det får högst finnas 2 m³ farligt ämne samtidigt. 7 De kemiska produkterna ska vara väl märkta i täta behållare. Resistent material ska ha tätt underlag. Fast farligt avfall och kemiska produkter i fast form undantas från kraven på förvaring i täta behållare. Det är viktigt att man försöker ersätta de kemiska ämnena med dem som är dokumenterade mindre farliga. 8 Det finns även en del miljömål man vill uppnå med att ha så få kemikalier som möjligt i utsläppen, denna giftfria miljö skall vara fri från ämnen och metaller. Detta för att minska hoten i biologiska mångfalden och människors hälsa i samhället. God miljö och ingen övergödning är båda mycket bra förutsättningar för att miljömålen ska uppnås. 6

Rening och filtrering Vrakgaller Vattnet som kommer in till reningsverket möter först upp ett vrakgaller, vilket är till för att filtrera bort större avfall som plast, tyg och dylikt. Gallret har en väldigt bred spaltvidd och är placerad i början av verket för att skydda de resterande filtrering och reningsmekanismerna som tillhör reningsprocessen.9 Det viktigt att se till att vrakgallrerna får en bra placering, utan att skada eller förhindra den kommande processen och får ej störa vattenflödet. Detta galler har ingen egenrening, dvs att man måste för hand plocka bort de extriment som fastnar längst spalterna.10 Grovgaller Grovgaller är stavar som står uppställt i vattenflödet, instängda och fastsatta i ett ramverk. 11 Oftast har gallret en lutning, vanligast runt 60-70 o horisontellt över vattenkanalen. Men gallrets placering, konstruktion och lutning är utplacerat med anpassning till kraften i vattenflödet. Man vill ej ha för högt vattenflöde så att trasor och andra segment rycks med och forslas vidare. Grovgallret, till skillnad från vrakgallret så är det maskinrensande, vilket innebär att man har en maskin som oftast är av en krattliknande konstruktion som åker ner i vattnet och fångar upp skräpet och de olika föroreningarna som fastnar i gallret. Fingaller Fingallret konstrueras på olika sätt, men spaltvidden på gallret skall ligga mellan 1-6 mm för att kunna stoppa mindre oönskade extriment. 12 Man kan även ha ett fastspänt tygfilter för att kunna åstadkomma en ännu finare filrering, dock finns det ett problem då fekalierester (avföring) fastnar lätt i tyget. Eftersom att det är ett bra ämne att tillföra till slammet för rötning eller till biogödsel. Steggallret är en vanlig typ av fingaller, den är konstruerad på sådant sätt att det är två stycken skivor med galler som rör sig parallellt med varandra för att transportera vidare extremeten stegvis vidare. 13 Ett alternativt sätt till fingallret med att rena vattnet och rensa de mindre beståndsdelarna är med en så kallad trumsil. Det är en ständigt roterande trumma som har en mängd mindre hål i sig, så vattnet passerar genom trumman och extrimenten stannar kvar inuti cylindern. Eftersom att skräpet stannar kvar i trumman finns det risk för förstoppning om inte trumman töms. Man brukar mata bort renset med hjälp av en transportanordning och vid stoppning så är det ofta väldigt mycket vatten som följer med, vilket är en lösning på förstoppningsproblemet. 14 Sandfång och sandtvätt Dagvattnet som rinner ner i avloppsystemet via brunnar och liknande, innehåller ofta en stor mängd sand och grus. Dessa partiklar kan skada maskinerna och hämma reningen så dessa måste filtreras bort, samt att sanden samlar upp sig på botten vid sedimenteringsbassängerna och det kan i sin tur förstöra bla slammet som kan komma till användning för olika ändamål. För att förhindra detta har man en sandfång för att fånga upp sanden som kommer med vattnet. Att placera sandfånget tidigt vid reningsprocessen är att föredra. Men det är viktigt att se till att det är enbart sanden som tas upp och inte andra partiklar eller ämnen som man vill föra vidare. Oavsett silar så förekommer andra ämnen än bara sand, som tex kaffesump och liknande. Detta kan man åtgärda med en så kallad sandtvätt, vilket renar sanden från orenheter och minskar illa luktande ämnen.15 7

Ett exempel på sandtvätt är ConWash, vilket är en konformad behållare av rostfritt stål som vatten och sand sprutas in till.16 Där sänks sanden till botten medan den roterande vätskan håller kvar det biologiska materialet som sedan kan pumpas ut med vattnet. Sanden avskiljs sedan från konen och pumpas vidare med hjälp utav skruvpumpar, till en lämplig förvaringsplats till sanden. Därefter kan sanden användas bla till som täckning av deponianläggningar. 17 Sedimentering Sedimentering är steg som oftast finns i slutet av alla de olika reningsstegen, dvs en efter mekanisk rening(gallerfiltrering, sandfånget), vilket då kallas för försedimentering. Sen finns det en sedimenteringsbassäng efter det biologiska reningsörocessen och en efter den kemiska reningen som är den sista av sedimenteringsbassängerna.18 Principen är att vattnet samlas i bassänger efter de avklarade processteget, för att ämnen och partiklar som har en högre densitet än vattnet skall sjunka till botten och inte störa de kommande reningsstegen. Samt att undvika för hög belastning på processen. Om man skulle få en för hög tillrinning i anläggningen, kan man behöva bredda ut sedimenteringsbassängerna för att minska belastningen och eventuella olycksrisker. Breddningen sker oftast vid försedimenteringen, alltså sedimenteringen som är efter den mekaniska reningen. Biologisk rening Det biologiska reningsstegen går i principen ut på att bakterier bryter ned skadliga, organiska ämnen. För att minimera smittorisker och förgiftningar av djur och natur. Bakterierna som används utsöndrar i processen CO2(koldioxid) och vatten.19 Avloppsvattnet strömmar in i stora luftningsbassänger, efter den mekaniska reningen och efter försedimenteringen. Luftningsbassängen pumpar ut luft, i vanligaste av fallen underifrån bassängen. För att organismerna skall kunna frodas och bryta ned det oönskade materialet. Restprodukterna som tillkommer efter nedbrytningen varierar beroende på nedbrytningsförhållandena. I en vanlig luftningsbassäng blir det oftast CO 2 och vatten, men i tex en syrefri rötkammare, blir produkten CH4.20 Ett av många ämnen som följer med avloppsvattnet ned till reningsverket är kväve, vilket är ett ämne/närsalt som mestadels kommer från urin eller proteiner. Kväve är ett ämne som är nödvändigt för att grödor och växtliv skall kunna frodas, men ett ansvarslöst utsläpp av detta leder ofta till övergödning i vattendrag av alger och andra växter, som i sin tur kan leda till bottendöd och försvåra livsförhållandet för andra växt-och djurarter. 21 Kvävereningen består i princip av tre steg: Oxidation av organiskt material Nitrifikation Denitrifikation Kvävet som befinner sig i det organiska materialet bryts ned i luftningsbassängen, där det sedan övergår till vattenlöslig ammonium, för att sedan få ammoniumet att övergå till nitrat, vilket görs med införande av luft, (nitrifikation). Denitrifikationssteget så tillförs det en energikälla, tex kol för att nitratet skall så småningom övergå till luftkväve. 22 Därefter växer bakteriekulturerna till sig och frodas. Denna tillväxt skapar ett filtliknande skum över vattnet vilket i sin tur kallas för aktivt slam. Detta skum eller slam, sjunker sedan till botten vid nästa sedimenteringssteg, vilket sedan skrapas vidare till slamfickor och viss del av slammet som har sjunkit ned, återförs vanligtvis till luftningsbassängerna (returslam), där processen börjar om igen. En annan del utav slammet(överskottslammet) kan pumpas vidare för ytterligare 8

slambehandling och förvaring.23 Vattnet och det medföljande slammet pumpas vanligast vidare till ytterligare ett sedimenteringssteg, för filtrering och rening. Kemisk rening Under den kemiska reningen så tillsätter man olika typer av ämnen, för att förhindra utsläpp av tex fosfor och andra ämnen som kan skada, hämma, eller på annat sett störa djur och natur. Vid en kemisk rening är det väldigt vanligt av att man använder sig utav en metod som kallas kemisk fällning, vilket går ut på man tillsätter fällningsmedel i vattnet bestående bland annat av aluminiumsalter, järnsalter som järnklorid och järnsulfat. Men även kalk och polyaluminumklorider och polymer.24 Dessa ämnen triggar igång tre olika processer, nämligen: fosfatutfällning, partikelfällning och hydroxidfällning. 25 Det som sker är att de får fosforn att reagera och klumpa ihop sig i små flockar, eller kolonier. 26 Detta sker i en flockningskammare, vilket är en kammare med en lugn omrörning som ser till att hålla partiklarna i rörelse, och på så vis kunna klumpa ihop sig ordentligt. 27 Har man en för snabb omrörning riskerar man att flockarna spricker upp igen och reningsprocessen är förstörd. Är det en för långsam omrörning så är det inte säkert att materialen klumpar ihop sig som det ska. En god balans och fart är därför att föredra. Partiklarna sjunker sedan ned i sedimenteringsstegen. Den kemiska reningens huvudroll är att se till så att vi minimerar vårt utsläpp av fosfor för att motverka övergödning och giftigt utsläpp. Men även andra ämnen skall bort, som metaller och färger. 9

Rening Kväve Näringsämnet kväve är väldigt viktigt för alla våra levande organismer på jorden. Dock kan så kan kväveföreningar orsaka olika problem för vår natur och dess vatten. Därför är det viktigt att vi på avloppsverken avlägsnar kvävet. Om detta inte skulle ske kan det leda till: Stora hälsorisker i vårt dricksvatten Att kvävet tar över i sjöar och vattendrag så det blir syrebrist Övergödning i våra sjöar eller vattendrag som tar emot avloppsvatten Den största delen kväve som kommer till våra avloppsreningsverk kommer från oss människor då vi äter proteinhaltig mat, alltså mycket äggviteämnen i det som vi stoppar i oss. När urinämnena kommer ut i ledningarna omvandlas en del av urinen till ammoniumkväve som även sker tidigt i reningsverket. Om man har ett reningsverk som har ett stort och långt ledningsnät kommer nästan allt att omvandlas till ammonium. Avloppsvattnet har mer eller mindre neutralt ph, det vill säga ph 7. Därför kommer nästan alltid kvävet som ammonium istället för ammoniak. Kväve kan i naturen omvandlas mellan olika typer av oxidationsstadier, det menas att ämnen avger elektroner. Omvandling av en kväveförening kan ske vid avloppsvattenrening och då kan förloppet styra kväveskiljningen på ett biologiskt sett. Det finns ett sätt att avlägsna kvävet på ett biologiskt sätt och det är genom att dela upp den biologiska reningsprocessen. Det är tre steg som då avlägsnar kvävet. Oxidation av organiskt material Nitrifikation Denitrifikation I det första steget oxideras största delen av det organiska materialet i avloppsvattnet aerobt som kommer in. Kvävet genomgår här en viss reduktion genom assimilation. I det första steget tillsätter man luft. När avloppsvattnet når nästa aeroba steg så oxideras ammonium till ämnet nitrat. I detta steg så innehåller vattnet nu mindre organiskt material, vilket då betyder att de heterotrofa bakterierna växer mindre i detta. På detta sätt kan ett bakteriesamhälle utvecklas med en hög andel nitrifikationsbakterier. Även i detta steg tillsätter man luft. I det tredje steget, anoxiska denitrifikationssteget så tillsätter man organiskt material eller en så 10

kallad kolkälla som kan vara metanol. När avloppsvattnet nått det tredje steget så minskar bakterierna kvävet till nitratjonerna för att sedan oxidera det organiska kolet i metanolen. Då blir slutprodukten kvävgas och koldioxid. För att man skall kunna använda sig av denna process så måste man använda sig av tre sedimenteringsbassänger för de tre stegen av slamsystemet. Detta är dock en dyr process men man kan göra det billigare igenom ett slamsystem, ett en-slamsystem. Fördenitrifikation Detta är en teknik för den biologiska kväveavskiljningen där kolkällan kommer in med vattnet och de används sedan för denitrifikation. Avloppsvattnet leds i en fördenitrifikation direkt in i den anoxiska delen. Kolkällans kvalitet och mängd har betydelse för kväveskiljningen, men även hur mycket nitrat som recirkuleras i den anoxiska delen. 28 Biologisk fosforrening Det är ett ekologiskt sätt att avskilja fosforn som finns i vatten. Den har även fler fördelar som att den minskar halter av tungmetaller och reningen bidrar även till ett mer näringsrikt slam. Man la märke till att vid processbetingelser med omväxlande aeroba och anaeroba förhållande verkade vara bra för mikroorganismerna i vattnet och har som egenskap att ackumulera fosfor. Dessa bakterier visa sig vara bättre än de vanliga bakterierna då dessa mikroorganismer även tar upp löst fosfor från vattenmassan som finns. Efter att den tagit upp fosfor så lagrar den detta i cellstrukturen i en betydligt längre utsträckning en vanliga bakterier. Och på så sätt kan mikroorganismerna ta upp tillräckligt med fosfor och det avlägsnas då från systemet och stor betydande mängd fosfor försvinner från vattenströmmen. I Sverige började man med fosfor reningen runt 1980 då reningsverken ställde om till kväverening så passade man även på att lägga till fosfor reningen på de flesta reningsverk. Varför ska man ha bio- P då? Kretsloppstänkande Näringsinnehållet i slammet blir bättre Halter i tungmetaller minskar betydligt Transporterna minskar och på så sätt även slammängderna Skillnaden som då är mellan biologisk och kemisk fosforavskiljning mellan slammet är att det kemiska slammet har mer metallsulfat och metallhydroxider mot vad slammet från en bio-p process. I det kemiska slammet är metallkomplexen hydrofila och det är att de binder kemiskt till vattenmolekyler. Detta gör att det kemiska slammet kan vara svåravvattnat mot slammet från bio-p processen. Det är även mer vatten innehåll i det kemiska slammet och detta är negativt då det blir betydligt större volymer att ta hand om och då blir transporterna dyrare. 29 11

Provtagningsschema Avloppsslam - Inledning När avloppsslam produceras ska representativa prover tas ut på avloppsslammet så att det kan analyseras med avseende på: Torrsubstans och glödningsförlust ph Totalfosfor Totalkväve Ammoniumkväve Bly, kadmium, koppar, krom, kvicksilver, nickel och zink Provtagning Proverna man tar från avloppsslam som sedan ska analyseras på laboratoriet ska vara slutprov på 1 liter, det ska ha tagits från ett samlingsprov. Det är i produktionen som är i direkt anslutning till avvattningsutrustningen som primärproven tas ur, antingen från transportband eller uppsamlingsbehållare. Från fem olika punkter tas primärprov vid samma tidpunkt på transportbandet eller behållaren, sedan töms de enskilda delproven i ett plastkärl och omblandas noga. Det riktiga primärprovet tas från blandningen, under provtagningsperioden ska primärproven förvaras frysta. Primärproven tinas när provtagningsperioden är slut och blandas till ett samlingsprov, man tar sedan ett slutprov ur samlingsprovet för att analysera det. Provtagning vid avloppsreningsverk Personekvivalenter: 2001-20 000 Provtyp: Primärprov 1 prov per vecka Samling och slutprov30 1 prov per halvår Kontrollparametrar och metoder Man kontrollerar utsläppta mängder av dessa parametrar per kalenderår: 1. Kemisk oxygenförbrukning (CODCr) 2. Biokemisk oxygensförbrukning under sju dygn (BOD7) 3. Totalfosfor (P-tot) 4. Totalkväve (N-tot) 5. Ammoniumkväve (ammoniumnitrogen NH4-N) Behandlat utgående avloppsvatten och avloppsvatten som avleds för att minska belastningen för magasin, bassäng och ledning (bräddning) ska kontrolleras genom att man: Kontinuerligt mäter och registrerar flödet Tar prov flödesproportionellt Med hjälp av kontinuerlig mätning och registrering bestämma bräddningsfrekvensens respektive bräddad volym per dygn, samt Under tiden för bräddning tar ut ett delprov var tionde minut (tidsproportionellprovtagning). 12

Provtagningsfrekvens Enligt dessa tabeller nedan sker provtagning och vattenanalysering, vid breddat avloppsvatten sker provtagning under varje bräddningstillfälle. Provtagningsschemats resultat ska utformas så att den är representativ för utsläppet under året. Utgående behandlat avloppsvatten (betäckningen dp betyder dygnsprov) Kontrollparameter provtagningsfrekvens 10 001 20 000 CODCr BOD7 P-tot N-tot NH4-N 2 dp/månad 2 dp/månad 2 dp/månad 2 dp/månad 2 dp/månad Vid bräddat avloppsvatten CODCr BOD7 P-tot N-tot NH4-N 1 dp/månad 1 dp/månad 1 dp/månad 1 dp/månad 1 dp/månad31 Avloppsslam på åkermark Innan man använder avloppsslam på åkermark måste markens metallhalt ha kontrollerats, det sker genom provtagning och analys av jord från åkermarken, men avloppsreningsverken ansvarar inte för det. Man analyserar: 1. ph 2. Torrsubstans 3. Bly, kadmium, koppar, krom, kvicksilver, nickel och zink Metallhalternas gränsvärde på åkermarken vid användning av avloppsslam är: Metall Bly Kadmium Koppar Krom Kvicksilver Nickel Zink mg/kg torrsubstans i jord 40 0,4 40 60 0,3 30 100 Jordproverna analyserar genom att det tas ett blandprov som är minst 0,5 liter som består av 25 stickprov. Man tar ut proverna på ett djup som är 25 cm, provtagningsdjupet kan minskas till motsvarande djup om markbearbetningsdjupet är mindre än 25 cm, det ska dock inte vara mindre än 10 cm. Jordproverna ska tas på en areal som är mindre eller lika med 5 hektar på åkermarken. 32 13

Studiebesök Reningsverket Skebäck Den 19 November var vi på Studiebesök på Örebros avloppsreningsverk. Vi fick en rundtur genom hela anläggningen, då vi vill lära oss vad som sker genom hela förloppet till att gasen uppgraderas till drivmedel. Reningen sker i tre steg, mekanisk, biologisk och kemisk rening. Vi började vid de stora pumparna som pumpar upp avloppsvattnet till den mekaniska reningen där toalettpapper och annat skräp sorteras bort. Sedan förs vattnet vidare för biologisk rening, där finfördelade partiklar sorteras bort och slammet samlas upp och återförs till luftningsbassängerna där processen börjar om igen. En viss mängd slam pumpas till slambehandling. Vattnet förs vidare för kemisk rening där man tillsätter ett fällningsmedel för att ta bort fosfor som sjunker till botten. Sedan skrapas slammet till slamfickor för slambehandling. Slammet förtjockas och pumpas till två rötkammare. Energin i det varma, överblivna slammet tas om hand och värmer upp verkets rötkammare. Sedan pumpas rötslammet till avvattning för att användas som gödsel och jordförbättringsmedel. En pump i bruk samt två i reserv Olika reningsbassänger Efter den mekaniska reningen luftas avloppsvattnet och förs vidare för biologisk ren Rötkammare och gasklocka Gasen de utvinner leds via ledningar till tre mackar i Örebro, för personbilar och bussar. De producerar 200 m³ fordonsgas per timme, vilket motsvarar cirka 200 liter bensin. Överskottet av gasen används sedan till el och värme till deras egna lokaler. 14

Slutsats Genom denna rapport har vi fått en bred överblick av reningsverkets alla reningssteg och slamtyper inom mekanisk, biologisk och kemisk rening. Vid en kustnära anläggning är kväverening väldigt viktigt att tänka på, för att skydda vår miljö. Vi har även fått kunskap om olika fällningsmedel samt hur provtagningar går till. 15

Kemiska beteckningar Kväve Fosfor Ammonium Nitrat Luftkväve Bly Kadmium Koppar Krom Kvicksilver Nickel Zink Ammoniumkväve Ammoniak Metanol Metangas Kvävgas Koldioxid Metalljoner Fosfatjoner Hydroxidjoner Nitratjoner Järnjoner Kloridjoner N P NH4 + NO3 N2 Pb Cd Cu Cr Hg Ni Zn NH4 N NH3 CH3OH CH4 N2 CO2 Me³+ PO4 ³ OH NO3 Feᵌ+ Cl 33 Ordlista Aerobt Assimilation Anoxisk BOD7 CODCr Fekalier Heterotrofa N-tot P-tot Oxidera Process eller organismer som behöver tillgång till syre för sin fortlevnad Biologiska tillväxt Tillgång på nitrat men inte syre ger kvävgas Mängden syre som förbrukas när avloppsvattnet står i en tät flaska i 7 dygn Kemisk oxygenförbrukning Avföring Bakterie som äter organiskt material Total kväve Total fosfor En kemisk reaktion Bildkällor Sida 14 Powerpoint, Anders Magnusson (2013-12-18) Sida 18 Studiebesök, Skebäcks reningsverk (2013-11-19) 16

1 Från böckerna Avloppsteknik 2 Reningsprocessen och Avloppsteknik 3 Slamhantering (2014-01-05) 2 Powerpoint från föreläsningarna (2014-01-05) 3 http://www.avgiftaavloppet.nu/faktaomreningsverk/omlakemedel.4.2918eb29123a281ddcf8000236.html (2014-01-12) 4 http://www.avgiftaavloppet.nu/faktaomreningsverk/omfargochkemikalier.4.2918eb29123a281ddcf8000230.html (2014-01-12) 5 http://www.avgiftaavloppet.nu/faktaomreningsverk/omoljaochfett.4.2918eb29123a281ddcf8000160.html (2014-01-12) 6 http://www.avgiftaavloppet.nu/faktaomreningsverk/omoljaochfett.4.2918eb29123a281ddcf8000160.html (2014-01-12) 7 Powerpoint Lagstiftning och från Föreläsning Anna Bergendal (2014-01-13) 8 Från powerpoint lagstiftning (2014-01-12) 9 Avloppsteknik 2. Kap 11 Sid 8 (2013-12-20) 10 Avloppsteknik 2. Kap 11 Sid 8 (2013-12-20) 11 Avloppsteknik 2. Kap 11 Sid 8 (2013-12-20) 12 Avloppsteknik 2. Kap 11 Sid 9 (2013-12-28) 13 Avloppsteknik 2. Kap 11 Sid 9 (2013-12-28) 14 Avloppsteknik 2. Kap 11 sid 9 (2013-12-29) 15 Avloppsteknik 2. Kap 11 sid 12 (2014-01-04) 16 http://www.conpura.se/conwash.html (2014-01-04) 17 Avloppsteknik 2. Kap 11 sid 12 (2014-01-04) 18 Avloppsteknik 2. Kap 11 sid 15 (2014-01-07) 19 Föreläsning av Anders Magnusson 16/12 Reningsverkens Teknik, Infogades (2014-01-09) 20 Föreläsning av Anders Magnusson 16/12 Reningsverkens Teknik, Infogades (2014-01-10) 21 Föreläsning av Anders Magnusson 01/08 Reningsverkens biologi och kemi, Infogades (2014-01-10) 22 Föreläsning av Anders Magnusson 01/08 Reningsverkens biologi och kemi, Infogades (2014-01-10) 23 En presentation av avloppsverket i Skebäck (2014-01-09) 24 Föreläsning av Anders Magnusson 01/08 Reningsverkens biologi och kemi, Infogades (2014-01-10) 25 Avloppsteknik 2. Kap 15 sid 45 (2014-01-10) 26 http://www.stockholmvatten.se/vattnets-vag/avloppsvatten/reningsverk/processer/ (2014-01-10) 27http://www.norrvatten.se/Dricksvatten/Produktion-av-vatten/Reningsprocessen/ (2014-01-15) 28 Svensktvatten 2 (2013-01-10) 29 http://www.svensktvatten.se/vattentjanster/avlopp-och-miljo/biologisk-fosforrening/ (2014-01-09) 30http://www.naturvardsverket.se/Documents/foreskrifter/nfs1994/SNFS1994_02k.pdf (2014-01-09) 31http://www.naturvardsverket.se/Documents/foreskrifter/nfs1990/SNFS1990_14k.pdf (2014-01-08) 32http://www.naturvardsverket.se/Documents/foreskrifter/nfs1994/SNFS1994_02k.pdf (2014-01-08) 33 http://sv.wikipedia.org/wiki/lista_%c3%b6ver_grund%c3%a4mnen (2014-01-05)