Svenskt Vatten APRIL 2012 BILAGA FoU-SPECIAL Forskning och utveckling inom vattentjänstbranschen Högskoleprogram och andra stora projekt
VI VILL BIDRA TILL EN HÅLLBAR UTVECKLING FÖR FISKARE OCH DISKARE Vattenresursplanering i Sudan. Minskad risk för översvämning i Mölndal. Rent dricksvatten i ryska städer. Alla är exempel på hur Sweco tillsammans med våra uppdragsgivare söker och utvecklar lösningar för ett mer hållbart samhälle. Vi hjälper våra kunder att ta helhetsgreppet som krävs för att utföra projekt som tar hänsyn till både människor, miljö och ekonomi. Vad kan vi göra för dig? Läs mer om våra konsulttjänster på www.sweco.se
INNEHÅLL Svenskt Vatten Utveckling FoU som passar kommunerna...4 HÖGSKOLEPROGRAM Fem högskoleprogram för framtidens VA-kompetens...5 Teknikprogrammet med fokus på management...6 dricks från råvatten till tappkran...7 VA-teknik Södra utmanar på avloppssidan...8 VA-kluster Mälardalen kraftsamlar på avlopp....9 Dag&Nät kluster i norr...10 SVU/FORMAS SUSTAINABLE WATER MANAGEMENT Hälsostudier ska ge svar om mikrobiella risker...12 Häftiga regn och dagvattenflöden i förändrat klimat.... 13 Mindre växthusgaser från avloppsrening...14 VIRUS I VATTEN Vanligare med virussmitta från vatten...16 SLAM OCH BIOGAS Mera biogas och säkrare slam...18 LEDNINGSNÄT Hur ser det ut och vad ska vi göra?...20 RAPPORTER Rapporter sprider användbar kunskap....23 5 18 13 20 www.svensktvatten.se 16 Svenskt Vatten/FoU-special är en bilaga till Tidningen Svenskt Vatten nr 2-2012. Bilagan ges ut av Svenskt Vatten Utveckling (SVU) som är kommunernas eget forskningsprogram inom kommunal VA-teknik. Ansvarig utgivare: Lena Söderberg, Svenskt Vatten Redaktörer: Daniel Hellström, Svenskt Vatten, och Birgitta Johansson, Primula Ordval. Grafisk form: Stefan Olsson, Stefan Olsson Produktion AB. Omslagsbild: Christian Lagerek, Nordicphotos. Tryck: Åkessons Annonser: Migge Sarrion. SVENSKT VATTEN # 2012 3
UTVECKLING Foto: Frank Chmura, Nordicphotos Svenskt Vatten Utveckling FoU som passar kommunerna Svenskt Vatten Utveckling är kommunernas eget FoU-program om kommunal VA-teknik, med forskning och utveckling till nytta för Svenskt Vattens medlemmar på både kort och lång sikt. Drygt 50 miljoner kronor beviljades i projektstöd mellan hösten 2008 och slutet av 2011. Svenskt Vatten Utveckling (SVU) ska ta fram och sprida ny kunskap inom VA-områdets alla delar, och bidra till att tillgodose vattentjänstföretagens kompetens- och kunskapsbehov. Bas i högskoleforskning Om vattentjänstbranschen ska kunna rekrytera välutbildade personer måste det ske genom god utbildning med bas i god forskning vid högskolorna, säger Daniel Hellström, Svenskt Vattens utvecklingsledare. Därför avsätter Svenskt Vatten Utveckling medel för projektprogram vid högskolor och universitet. Vi står inför utmaningar som accentuerats av ett förändrat klimat. Vi ser också allt högre ambitioner när det gäller utsläpp från kommunala avloppssystem. Därför verkar Svenskt Vatten Utveckling på olika sätt för att mer resurser tillförs FoU inom vattentjänstområdet. Ett sätt är att samverka med andra finansiärer, som till exempel Forskningsrådet Formas. När det gäller medfinansiering ligger högskoleprogrammen högst. Svenskt Vatten Utveckling står för 29 procent av den totala projektfinansieringen om man inkluderar programmen, och för 47 procent om de inte räknas med. Högskoleprogrammen och projekten i SVU/Formassatsningen år 2010 presenteras på sidorna som följer. Foto: Catharina Eriksen Daniel Hellström är utvecklingsledare på Svenskt Vatten sedan hösten 2008. Han disputerade i VA-teknik vid Luleå tekniska universitet år 1998 och arbetade därefter på Stockholm Vatten. Mer av samhällsperspektiv Elva personer med rösträtt ingår i den kommitté som tar beslut om FoU-bidrag. Fyra av dem berättar här om nyttan med Svenskt Vatten Utveckling. Agneta Granberg har stor nytta av rapporterna från Svenskt Vatten Utveckling i sin roll som Svenskt Vattens ordförande. Troligen krävs det mer forskningsmedel för att Svenskt Vatten Utveckling ska kunna göra ännu större nytta i framtiden, säger hon. Vi behöver komplettera med mer av samhällsperspektiv. Jag skulle önska att vi kunde få mer forskning utifrån ett bredare kommunalt och regionalt perspektiv. Vi behöver koppla samman vattendirektivets krav om renare vattendrag med osäkerheten inför framtidens vattennivåer och med planeringen av bostads- och verksamhetsområden. Högskolesatsning viktigast Den stora nyttan med Svenskt Vatten Utveckling är möjligheten att styra FoU till områden som är intressanta och nödvändiga för branschen, säger Lars-Gunnar Reinius, Stockholm Vatten. Han menar att det är en styrka att det är de olika fackkommittéerna som fångar upp vad som är intressant att satsa på. Rapporterna från Svenskt Vatten Utveckling täcker ett brett område och är ofta användbara för frågeställningar som dyker upp i vår verksamhet, säger han. För mig är frågan om svartvattensystem i Norra Djurgårdsstaden aktuell, och jag har kunnat sätta mig in i den genom att läsa rapporter. Viktigast och mest intressant inom Svenskt Vatten Utveckling i dag är annars högskolesatsningen. Den ger kontinuitet i forskningen och fungerar som en bas för framtida rekrytering av kompetenta medarbetare. Stötta framtidsteknik Utan Svenskt Vatten Utveckling hade det inte funnits någon utvecklingsfinansiering att tala om för de kommunala VA-frågorna, säger Ulf Thysell, vd för Nordvästra Skånes Vatten och Avlopp AB (NSVA). NSVA har till exempel haft nytta av resultat från det stora förnyelseprojektet (se sid 20 21) för att göra reinvesteringsplaner för ledningsnäten. Kommersiell utveckling finns alltid, men genom Svenskt Vatten Utveckling finns det möjlighet att driva utvecklingen av branschfrågor i den riktning som kommunala aktörer vill att den ska gå, säger Ulf Thysell. Svenskt Vatten Utveckling skulle kunna göra ännu större nytta genom att stötta utveckling av framtidsteknik och aktivt försöka få fram projekt som går i den riktningen. Stödet till forskningsprogrammen på högskolorna är väldigt intressant, och förhoppningarna om god utväxling är stora. En långsiktig finansiär Med Svenskt Vatten Utveckling som långsiktig finansiär har VA-forskare kunnat överleva i perioder då andra finansieringsvägar har varit begränsade, säger Kenneth M Persson, forskningschef på Sydvatten AB och professor på Lunds universitet. Sydvatten har haft stor nytta både direkt och indirekt av Svenskt Vatten Utveckling. Vi har samverkat i flera projekt, tagit initiativ till projekt och fått hjälp med projektutveckling och finansiering. Resultat från andra projekt har använts av Sydvattens personal vid utbildning och i situationer där det har behövts problemlösning och ny kunskap, säger Kenneth M Persson. Svenskt Vatten Utveckling kan troligen fungera mera proaktivt och bjuda in forskare och FoU-intresserade i branschen att komma med nya uppslag till FoU-aktiviteter. Jag tycker uthållighetsfrågan är viktig. Hur gör vi våra vattentjänster fullt ut ekologiska, tar bort emissioner och minimerar energianvändningen? 4 SVENSKT VATTEN # 2012
HÖGSKOLEPROGRAM Fem högskoleprogram för framtidens VA-kompetens Fem högskoleprogram från Luleå till Lund ska leverera doktorer och licentiater, kurser och utbildningar, rapporter och seminarier allt till nytta för Svenskt Vattens medlemmar. År 2008 gjordes en utredning av tillståndet för forskning och utveckling inom den svenska vattentjänstsektorn (rapport 2008-03 från Svenskt Vatten Utveckling). Utredningen konstaterade att det visserligen fanns många forskargrupper i Sverige som arbetade med VA-frågor, men att många var så små att det påverkade kvaliteten på forskningen negativt. Dessutom var deltagandet svagt i internationella nätverk. Med insikt om att det var branschen själv som måste ta initiativ till att samla resurserna beslutade Svenskt Vatten Utveckling år 2008 att avsätta upp till 50 procent av projektbudgeten till samlade projektprogram vid högskolor och universitet. Den satsningen har nu resulterat i att fem stycken program har etablerats från Luleå i norr till Lund i söder och ämnesmässigt från företagsekonomi inom kommunalteknik till avancerad processteknik. Många av Svenskt Vattens medlemmar och flera privata VA-aktörer har engagerat sig i klustren, både som finansiärer och aktiva deltagare. Projektprogrammen presenteras på följande sidor. SVENSKT VATTEN # 2012 5
HÖGSKOLEPROGRAM Foto: Thomas Henrikson Företagsekonomi påverkar valet av strategi, som i sin tur påverkar valet av organisation, som i sin tur påverkar valet av styrsystem. Teknikprogrammet greppar hela kedjan. Teknikprogrammet med fokus på management krav på att VA-verksamhetens ekonomi årligen ska särredovisas och fastställas av huvudmannen. Inom ramen för Teknikprogrammet genomförs en undersökning av alla huvudmäns särredovisningar. Syftet är att utvärdera hur praxis har utvecklats i förhållande till lagstiftningen, identifiera problem och lyfta fram best practice. Studien finansieras av Pricewaterhouse- Coopers (PwC) och genomförs av industridoktoranden Mattias Haraldsson. Preliminära resultat visar att det är få huvudmän som gör särredovisningen av VA-verksamheten tillgänglig genom ett särtryck som publiceras på huvudmannens webbplats. Dessutom saknar flertalet särredovisningar viktiga redovisningsposter i de upprättade resultat- och balansräkningarna. Praxis varierar också när det gäller hur anslutningsavgifter, resultat och räntekostnader redovisas. Det verkar alltså finnas behov av utbildningsinsatser, säger Mattias Haraldsson. Teknikprogrammet Tillväxt och hållbarhet i lokalsamhällets infrasystem startade år 1991 på Ekonomihögskolan vid Lunds universitet. Programmet analyserar förändringar inom kommuners arbete med teknisk verksamhet och infrastruktur med inriktning mot management. Finansiärerna har varierat över åren. Svenskt Vatten Utveckling har varit med från starten. Programmet är nu i gång för ytterligare en treårsperiod. Beslut om vilka projekt som ska genomföras och hur resultaten ska spridas sker i dialog med finansiärerna i en ramstyrgrupp. Det senaste forskningsområdet är Kalkyler för tekniska försörjningssystem. Anna Thomasson är lektor och en av Teknikprogrammets forskare. Hon disputerade år 2009 med en avhandling om styrning av kommunala bolag och hybridorganisationer. Hon forskar nu bland annat inom områdena strategi och styrning av bolag och organisationer i gränslandet privat/offentlig sektor. Torbjörn Tagesson är docent i företagsekonomi och knuten till Teknikprogrammet. Han disputerade år 2002 med en avhandling om kostnadsredovisning som underlag för benchmarking och prissättning. I dag delar han sin arbetstid mellan forskning, undervisning och arbetet som kanslichef vid Rådet för kommunal redovisning (RKR). Inför den programperiod som pågår fick Christen Raestad i uppdrag att göra en större utvärdering av Teknikprogrammet. Han slog fast att programmets teman är viktiga även i framtiden och att forskarmiljön i Lund är unik i sitt slag i Norden. Han pekade också på att utbytet av programmet kunde bli bättre genom ökade insatser för att resultat från forskningen ska komma till nytta. Avgift ökar när folkmängd minskar I en studie inom programmet har Jonas Fjertorp undersökt vilka ekonomiska effekter befolkningsförändringar får för landets vattentjänstleverantörer. Undersökningen har gjorts med statistiska analyser av VASS-data. I vissa kommuner ökar folkmängden, i andra minskar den. Det innebär att vattentjänstleverantörens servicekapacitet behöver anpassas. Studien visar bland annat att avgiftsnivåerna ökar i kommuner med minskande folkmängd och minskar i kommuner där folkmängden ökar, säger Jonas Fjertorp. Det återspeglar kostnadsnivån per ansluten invånare. Studien visar också att befolkningstillväxt kräver relativt hög investeringsnivå, vilket ställer krav på kapitaltillgång och resurser att hantera investeringarna. Högre investeringsnivå innebär också att de framtida kostnaderna för drift, underhåll, avskrivningar och räntor kan förväntas öka. En rapport (nr. 202) finns att ladda ner på www.teknikprogrammet.se. Brister i särredovisning Genom vattentjänstlagen (50 ) infördes Fakta om Teknikprogrammet Ramstyrgrupp: Per Nilzén, Avfall Sverige, Birgitta Roos, Göteborg Vatten, Lena Salomon, PwC, Maria Sigroth, Avfall Sverige, Lars Thysell, Trelleborgs kommun, Åsa Winkler, Nordöstra Skånes Renhållningsbolag. Lärosäten: Lunds universitet. Finansiering: Svenskt Vatten Utveckling, Avfall Sverige och PwC. Mer information: www.teknikprogrammet.se Medlemsröster om Teknikprogrammet Lars Thysell, VA-chef i Trelleborgs kommun, säger att Teknikprogrammet är till nytta när det gäller att ta fram uppgifter om hur valet av taxekonstruktion påverkar intäkter och kostnader. Politikerna pratar pengar, och därför är det bra med forskning som gäller taxan. Vi vill också kunna jämföra oss med andra. Alla kommuner gör inte lika; det gäller till exempel avskrivningar. Det är viktigt att ekonomin jämförs mellan avfall och VA när det gäller befolkningstillväxtens inverkan. Taxorna kan behöva förändras radikalt, och det kommer att påverka våra abonnenter, säger Lars Thysell. Henrik Aspegren är FoUdirektör hos VA SYD, som är ett ganska nybildat kommunalförbund. Han arbetar med att belysa effekten av omorganisationen och har då hjälp av Teknikprogrammet genom ett samarbete som startade år 2009. För närvarande pågår ett intensivt arbete med att utveckla nya samarbetsformer för kommunala VA-frågor. Det arbete som bedrivs inom Teknikprogrammet syftar bland annat till att ta fram ny kunskap och systematisera erfarenheter från den processen. Det finns få systematiska studier av strategisk samverkan och gemensamma driftorganisationer inom kommunaltekniken generellt, och studier av VA-verksamhet saknas nästan helt, säger Henrik Aspegren. 6 SVENSKT VATTEN # 2012
HÖGSKOLEPROGRAM DRICKS från råvatten till tappkran Ramprogrammet DRICKS vid Chalmers startade år 2003 då Svenskt Vatten beslutade att ge ett årligt stöd till forskning på dricksvattenområdet från råvatten till tappkran. Thomas Pettersson Arbetet i DRICKS leds av Thomas Pettersson på Chalmers och sker i nära samarbete med branschens medlemmar. Under årens lopp har i genomsnitt fem doktorander och minst lika många seniora forskare varit aktiva i programmet. Patogener i vattentäkter Doktoranderna Johan Åström och Ekaterina Sokolova forskar om råvattenskydd och mikrobiologiska risker. De har genomfört mikrobiell källspårning och hydrodynamisk modellering av smittämnen i Rådasjön som är råvattentäkt för drygt en halv miljon människor. De har samarbetat med kommuner i området och med konsultföretagen DHI och Tyréns. De har också utvärderat ett instrument för övervakning on-line av indikatorbakterier, och de har jämfört resultat från riskanalysmetoderna optimal desinfektionspraxis (ODP) och mikrobiologisk riskanalys (MRA). Projektet har visat att mikrobiell källspårning med analys av genetiska markörer från människor och idisslare kan kopplas till hydrodynamisk modellering och ge ett bra underlag för MRA. På det sättet kan man bedöma betydelsen av utsläppens lokalisering, infektionsnivå och klimatfaktorer, säger Johan Åström som sedan disputationen år 2011 är anställd hos Tyréns. Hälsorisker vid ledningsförnyelse Annika Malm, Göteborg Vatten, genomför ett industridoktorandprojekt som analyserar behovet av förnyelse av vattenledningsnät med tanke på både hälsa och ekonomi. I dag är det till stor del leveranssäkerheten som styr omfattningen av ledningsförnyelsen. Vi vet från tidigare forskning att det krävs relativ hög frekvens av läckor innan man ekonomiskt kan motivera en vattenlednings förnyelse. Men i en ekonomisk bedömning tar man inte med kostnaden för hälsomässiga risker orsakade på distributionsnätet. Om varje läcka eller lagning av en läcka innebär en hälsorisk blir incitamentet att undvika läckor och läckage större än om hälsorisken är liten, säger Annika Malm. Riskanalys för dricksvattenförsörjning Dricksvattenförsörjningen i en kommun kan vara beroende av andra kommuner. Flera kommuner kanske delar vattentäkt, och distributionsnäten kan vara sammankopplade för att man vid behov ska kunna köpa och sälja vatten. Analyser av risker och sårbarhet måste ta hänsyn till den typen av förutsättningar. Andreas Lindhe disputerade år 2010 med en avhandling om riskbedömning av dricksvattenförsörjning. Nu medverkar han i Chalmers och Livsmedelsverkets projekt om regional risk- och sårbarhetsanalys (RSA) för dricksvattenförsörjning (finansierat av Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, MSB). En metodbeskrivning för barriär- och leveranssäkerhetsanalys tas fram, och en fallstudie i 13 västsvenska kommuner visar en praktisk tillämpning. En regional RSA kan identifiera kritiska förutsättningar och kvantifiera risknivåer så att det går att utvärdera effekten av riskreducerande åtgärder. Det ger ett bra beslutsunderlag för den långsiktiga planeringen, säger Andreas Lindhe. Medlemsröster om DRICKS Birgitta Roos Henrik Kant Göteborg Vatten har egen personal engagerad i DRICKS, bland annat en industridoktorand och en adjungerad professor. Engagemanget i DRICKS är viktigt för att vi ska få nytta av forskningen på ett bra sätt och för att kunna påverka vad som forskas om, säger Birgitta Roos. Genom DRICKS har vi vidareutvecklat arbetet med riskanalyser i hela verksamheten, och det har lett till investeringar. Exempel är dels den stora installationen av ultrafilter på Lackarebäcks vattenverk för att minska risken för hälsomässig påverkan, dels kapacitetsutbyggnader på Lackarebäcks och Alelyckans vattenverk för att säkra leveranserna, säger Birgitta Roos. Förnyelse av ledningsnäten är en stor utmaning, menar Henrik Kant. Det gäller att hushålla med VA-kollektivets medel och inte göra vare sig för lite eller för mycket. DRICKS har gjort konkret nytta när det gäller våra prioriteringar, och vi har lärt oss mer om kopplingarna mellan brukarnas hälsa och olika rörnätshändelser. Genom DRICKS lär vi oss också mer om mikrobiologisk påverkan på vårt råvatten, säger Henrik Kant. Rapporter från Svenskt Vatten Utveckling: 2011-18, Värdering av risker för en relativt opåverkad ytvattentäkt modellering av Rådasjön med stöd av inaktiveringsstudier och mikrobiell källspårning. 2010-08, Riskanalys från råvatten till tappkran. 2009-04, Mikrobiologisk förorening av ytvattentäkter kommunala avloppsutsläpp och stokastisk simulering. 2007-11, Avloppsutsläpp och mikrobiologisk påverkan i råvattentäkten Göta älv. Fakta om DRICKS Styrgrupp under senaste programperioden: Gullvy Hedenberg, Svenskt Vatten, Torbjörn Lindberg, Livsmedelsverket, Johanna Ansker, Stockholm Vatten, Stefan Johnsson, Sydvatten, Olof Bergstedt, Göteborg Vatten, Thomas Pettersson och Lars Rosén, Chalmers. Ledningsgrupp: Johan Bengtsson, Trollhättan Energi, Olof Bergstedt, Thomas Pettersson och Andreas Lindhe, Chalmers. Lärosäten: Chalmers tekniska högskola, Göteborgs universitet, Linköpings universitet. Deltagare/finansiering: Trollhättan Energi, Göteborg Stad, forskningsföretaget IMEGO, Sveriges geologiska undersökning (SGU), Svenskt Vatten Utveckling, Forskningsrådet Formas, Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB), Livsmedelsverket. EU-projekt: VISK (www.visk.nu) Mer information: www.dricks.chalmers.se SVENSKT VATTEN # 2012 7
HÖGSKOLEPROGRAM VA-teknik Södra utmanar på avloppssidan Klustret VA-teknik Södra arbetar sedan år 2009 med avloppsreningsverkens framtida utmaningar. Här handlar det om avancerad avloppsteknik. Programmet drivs av VA-teknik på LTH/Lunds universitet i nära samarbete med VA SYD. Programmet har fem industridoktorander, två doktorander som arbetar med reduktion av läkemedel från avloppsvatten och en tredje med hantering av organiskt avfall. Forskarna inom programmet är aktiva i nätverk om biologisk fosforavskiljning och rejektvattenhantering. VA-teknik Södra planerar att även Gryaab, Chalmers och NSVA kommer att vara med i de fortsatta aktiviteterna. Fakta om VA-teknik Södra Styrgrupp: Bengt Andersson, Lars-Gunnar Reinius, Stockholm Vatten, Jes la Cour Jansen, LTH, Daniel Hellström, Svenskt Vatten Utveckling (adj). Ledningsgrupp: Jes la Cour Jansen (ordförande), Karin Jönsson, LTH, Henrik Aspegren, VA SYD. Lärosäten: LTH/ Lunds universitet och Danmarks tekniska universitet (DTU). Samarbetsprojekt med Umeå, Uppsala, Göteborgs och Stockholms universitet samt med KTH, Chalmers och SLU. Kommunala deltagare: VA SYD. Samarbetsprojekt med NSVA, Stockholm Vatten, Gryaab, Norrköping Vatten, Käppalaverket, Sysav, cirka 35 avloppsreningsverk inom Bio-P- och rejektvattennätverken. Finansiering: Svenskt Vatten Utveckling, Mistra, VA SYD, Hydrotech, Primozone, VA-Ingenjörerna. Mer information: www.svensktvatten.se Industridoktorandernas projekt Primärslamshydrolys och energibesparing Tobias Hey är anställd på VA SYD och undersöker hur inkommande kol till avloppsreningsverk kan utnyttjas optimalt. Arbetet bedrivs i fullskala på Klagshamnsverket i Malmö. I en licentiatavhandling hösten 2012 utvärderas potentialen i att hydrolysera inkommande partikelbundna organiska ämnen i anläggningens försedimenteringsanläggning för användning främst till denitrifikation. Genom matematisk simulering av processerna har potentialen för kapacitetshöjning av den samlade processanläggningen gjorts och besparingar i driften har utvärderats, speciellt för dosering av etanol till denitrifikation. Rejektvattenbehandling varför, när och hur? Fredrik Stenström är anställd hos VA-Ingenjörerna AB. Han studerar hur, när och varför separat rejektvattenbehandling är en fördel för reningsverken. Han gör en processteknisk genomgång av de metoder som finns och ska fastställa vilka effekter etablering av separat rejektvattenbehandling har på syreöverföringen i huvudström och rejektvattenanläggning. Lustgasutsläpp från en vanlig satsvis reaktor för rejektvattenbehandling och hur utsläppen kan reduceras ska också kartläggas. Användning av ozon vid avloppsvattenrening Filip Nilsson är anställd på Primozone Production AB och arbetar med ozon för kapacitetshöjning och processoptimering på aktivslamanläggningar. Arbetet bedrivs i labbskala vid LTH och fullskala på olika avloppsreningsverk i samarbete med NSVA och VA SYD. En laboratorieutrustning har konstruerats för detaljerade studier av ozonets inverkan på aktivt slam, speciellt på filamentbildande bakterier eftersom man har sett positiva effekter på sedimenteringsegenskaperna av ozonbehandling. Målet är att ta fram riktlinjer för hur ozon doseras på bästa sätt med tanke på processteknik och ekonomi. I samarbete med Janne Väänänen, NSVA och VA-teknik i Lund har ozonering i fullskala genomförts för att undersöka reduktion av industrikemikalier och läkemedel. Lustgas från rejektvattenbehandling med anammox David Gustavsson är anställd på VA SYD och har doktorerat med en avhandling om nitritation och denitritation i rejektvattenbehandling. Projektet bedrivs på Sjölunda avloppsreningsverk i Malmö. Första steget var att få stabil nitritation med lutdosering, och verket drivs i dagsläget på detta sätt. Nästa steg var att testa nitritation och denitritation med etanoldosering, men driften blev mer instabil. Steg tre var att utreda lustgasutsläppen från rejektvattenanläggningen. David arbetar nu vidare med att testa om det går att etablera anammoxprocessen i huvudströmmen. Skivfiltrering i avloppsvattenrening Janne Väänänen är anställd på Hydrotech AB och arbetar med skivfiltrering inom avloppsvattenrening. På en liten fullskaleanläggning vid ett avloppsreningsverk i Berlin har Janne visat skivfiltreringens potential för att säkerställa låga fosforhalter i renat avloppsvatten. Medelhalter under 0,05 mg/l har uppnåtts i långtidsexperiment. En licentiatavhandling kommer hösten 2012. I det fortsatta arbetet ingår bland annat skivfiltrering för att hantera bräddvatten och för att ersätta försedimentering. 8 SVENSKT VATTEN # 2012
HÖGSKOLEPROGRAM Foto: Björn Halvarsson Bengt Carlsson, Uppsala universitet, är ordförande i VA-kluster Mälardalen. Klustret har varit framgångsrikt i att söka nya forskningsmedel. Inom Formas och SVU:s utlysning år 2010 kom tre av totalt sex beviljade projekt helt eller delvis från klustrets medlemmar (se sid 14 15). VA-kluster Mälardalen kraftsamlar på avlopp Mälardalsklustret startade sitt arbete år 2010. De två första åren har varit mycket framgångsrika. Forskningsresultat tillämpas redan ute hos de medverkande vattentjänstleverantörerna. VA-kluster Mälardalen har gett oss en unik möjlighet till en kraftsamling inom avloppsområdet, säger klustrets ordförande Bengt Carlsson, Uppsala universitet. Det gäller att hitta nya lösningar för att effektivisera avloppsrening och slamhantering. När det gäller hygienisering av avloppsslam studerar forskare på SLU hur ammoniakhygienisering kan användas som kostnadseffektiv behandlingsmetod. I flera projekt studeras utsläppen av växthusgaser från reningsprocesser och slambehandling, och klustret har en unik samlad kompetens inom modellering, styrning och simulering, säger Bengt Carlsson. Under de tre första verksamhetsåren prioriterar klustret fyra forskningsområden: 1) nya krav på kväve och fosfor, 2) mätning, styrning och optimering, 3) hållbar återföring av växtnäring och organiskt material till åkrar, samt 4) biogasproduktion. Den 6 8 maj 2013 arrangerar klustret en internationell slamoch biogaskonferens i Västerås (www.hsm2013.se). VA-kluster Mälardalen består av lärosäten (Uppsala universitet, KTH, SLU, Mälardalens högskola, Avdelningen för industriell elektroteknik och automation vid Lunds universitet), ett antal vattentjänstleverantörer i Mälardalen och två forskningsinstitut (IVL och JTI). Hammarby Sjöstadsverket Lärosätena inom Mälardalsklustret har nyligen engagerats i forskningen på Hammarby Sjöstadsverket i Stockholm, en unik testoch forskningsanläggning som drivs av ett konsortium bildat av IVL Svenska Miljöinstitutet och KTH. Bland intressenterna finns Naturvårdsverket, Stockholm Vatten, Syvab, Borlänge Energi, Käppalaförbundet, Xylem, Sveriges Ingenjörer, Stockholm Cleantech och Svenskt Vatten Utveckling. Här bedrivs både grundläggande forskning och tillämpad FoU, säger Östen Ekengren, IVL. Det vatten som används vid försöken hämtas antingen från Hammarby Sjöstad eller från inkommande vatten till Henriksdals reningsverk. Dessutom går det att köra in stora tankar med exempelvis avloppsvatten från industrier. Forskningen är inriktad mot bland annat kompletterande rening av utgående avloppsvatten, processtyrning och mätteknik, klimateffektiv behandlingsteknik, ökad biogasproduktion och utveckling av nya innovativa processer och produkter. Energieffektiv luftning Linda Åmand är industridoktorand inom klustret och arbetar på IVL. Hennes projekt handlar om energieffektiv luftning i aktivslamprocessen och stöds av Stockholm Vatten, Syvab och Käppalaförbundet. Syftet är att med hjälp av reglerteknik hitta och ge riktlinjer för energieffektiva styrstrategier för en luftningsprocess som uppnår långtgående nitrifikation. Även lustgasavgång från aktivslamprocessen undersöks. Simuleringar har visat vilken som är den teoretiskt optimala luftningsstrategin för den typ av utsläppskrav som svenska reningsverk har att uppfylla. Nu gör vi fullskaleförsök på tre reningsverk för att bekräfta simuleringsresultaten. Pågående mätningar på Käppalaverket visar att lustgasavgången har betydande klimatpåverkan jämfört med elanvändningen i biosteget, säger Linda Åmand. Fakta om VA-kluster Mälardalen Styrgrupp: Ann Mattsson (ordf), Gryaab, Bengt Carlsson, Uppsala universitet, Östen Ekengren, IVL, Per Manhem, Käppalaförbundet, Carina Färm, Eskilstuna Energi och Miljö, Gustaf Olsson (adj), Lunds universitet, Daniel Hellström (adj), Svenskt Vatten Utveckling, Linda Åmand (adj sekr), IVL. Ledningsgrupp: Bengt Carlsson (ordf), Uppsala universitet, Linda Åmand (sekr), IVL, Elzbieta Plaza, KTH, Erik Dahlqvist, Mälardalens högskola, Håkan Jönsson, SLU, Ulf Jeppsson, Lunds universitet, Ola Palm, JTI, Sara Stridh, Syvab, Andreas Nilsson, Mälarenergi. Mer information: www.va-malardalen.se SVENSKT VATTEN # 1 2012 9
HÖGSKOLEPROGRAM Dag&Nät kluster i norr Dag&Nät (Kluster Nord) vid Luleå tekniska universitet forskar och bygger nätverk inom dagvatten och ledningsnät. I styrgruppen finns flera VA-chefer, och inom klustret bedrivs i dagsläget elva FoU-projekt. Med ett åldrande ledningsnät och krav på full kundfinansiering sätts VA-verkens förmåga på sin spets, säger Stefan Marklund, VA-chef i Luleå och ordförande i Dag& Näts styrgrupp. Dagvatten är både ett bekymmer som irriterande tillskottsvatten, och en tillgång som kvalitetshöjande faktor i närmiljön. Dag&Nät är ett stöd för förbättrad dagvattenhantering, en hantering som fullt ut måste respekteras av andra samhällsaktörer. Ekonomisk effektivitet kommer att bli en grundbult, säger Stefan Marklund. Han och de andra VA-cheferna i styrgruppen tog initiativ till ett FoU-projekt som nu har fått 1,8 miljoner kronor från Vinnova. De ville kunna övervaka bräddpunkter i ledningsnätet på ett bättre sätt. Just bräddning av avloppsvatten var en trolig orsak till utbrottet av vattenburen smitta i Skellefteå. Projektet ska utveckla en prototyp för att hålla koll på bräddpunkter i områden där det inte finns elnät. Mätmetoder och mätutrustning utvecklas av forskare inom Dag&Nät i samverkan med kommunerna Luleå och Skellefteå samt företag. Vakuumsugning rekommenderas Långtidsdräneringsförmågan hos dränerande asfalt har undersökts av Ahmed Al- Rubaei. Våren 2011 tog han prover på Kockvägen i Luleå och Åkergatan i Haparanda. De 17 och 25 år gamla asfaltsytorna hade mycket låg infiltrationskapacitet. Gatorna sandas under vintern. Efter sopning respektive vakuumsugning togs nya prover. Vakuumsugning hade en mycket positiv effekt, sopning däremot ingen effekt alls. Ahmed Al-Rubaei rekommenderar därför kommunerna att regelbundet vakuumsuga ytor med dränerande asfalt. Dag&Näts styrgrupp, fr v: Stefan Marklund, VA-chef i Luleå, Lena Goldkuhl, koordinator, Mathias Larsson, tf VA-chef Umeva, Sylvia Kowar, tillträdande koordinator, Stefan Johansson, VA-chef i Skellefteå, Conny Simonsson, tf VA-chef Vatten Östersund, Maria Viklander, LTU. Frånvarande: Micael Löfqvist, VD MittSverige Vatten AB, Malin Engström, projekteringschef i Växjö, och Daniel Hellström, Svenskt Vatten. Dagvattenbiofilter i kallt klimat Biofilter som består av ett växtbevuxet infiltrationsdike är en ny teknik för att rena dagvatten. Filtren kan integreras väl i stadsmiljön, och reningsförmågan är generellt mycket bra. Godecke Blecken har visat att filtren har potential att fungera även under vintern. Intresset för alternativ dagvattenbehandling ökar i kommunerna, samtidigt som det finns viss osäkerhet när det gäller om anläggningarna fungerar i vårt klimat. I labbförsök ska vi nu undersöka biofiltrens vinterprestanda ännu mer. Sedan ska resultaten verifieras i en fältpilotanläggning som vi vill bygga i samarbete med en svensk kommun, säger Godecke Blecken. Godecke Blecken, Luleå tekniska universitet. I ett kylrum på LTU testas biofilter för dagvatten vid olika temperaturer. Dagvattenföroreningar modelleras Matthias Borris utvecklar matematiska modeller för hur klimatförändringar kommer att påverka dagvattnets kvalitet i framtiden. Målet är att leverera prognoser om föroreningshalter i det urbana avrinningssystemet och rekommendationer om design av dagvattenanläggningar med tanke på föroreningsbelastningen på recipienterna. Matavfallskvarnar och ledningsnät Jonathan Mattsson har undersökt hur matavfallskvarnar påverkar ledningsnätet, till exempel sambanden mellan avlagringar, ledningsmaterial och ledningslutning. Hans slutsatser är 1) att dimensioneringskraven för ledningsnätet ska vara uppfyllda, 2) att en visuell besiktning av ledningsnätet ska visa att det håller gott skick med tanke på svackor, och 3) att användarna måste informeras om vikten av inte mala ner äggskal och andra olämpliga ämnen. Alice stark forskningsmiljö i Luleå Den del av Luleå tekniska universitet där Dag&Nät ingår har fått 5 miljoner kronor per år under 5 år från Forskningsrådet Formas till en stark forskningsmiljö som kallas Alice. Man ska bland annat studera Malmfältens samhällsomvandlingar och naturligtvis även vattenfrågor. Fakta om Dag&Nät Styrgrupp: Se foto. Ledningsgrupp vid LTU: Maria Viklander, Annelie Hedström, Godecke Blecken, Sylvia Kowar, Camilla Westerlund, Anna-Maria Gustafsson. Lärosäten: Luleå tekniska universitet (LTU). Deltagare/finansiering: Kommunerna Luleå, Umeå, Skellefteå, Sundsvall och Östersund. Svenskt Vatten Utveckling, Forskningsrådet Formas, Länsförsäkringar, Vinnova, Tillväxtverket, med flera. Mer information: www.ltu.se/dag-nat 10 SVENSKT VATTEN # 2012
"&.$(-%' -$(-$+ #$ -)*/! "&0! &. --$(,-)** %! &!! "!# "! ' & '# #% $ #! (' ' (!! "! '!! (' #!! &!!'# #% " # & " ' % '# #% %! '! #! &! #'# #% #& % # " #!!! # & $!! " -$0.$(-%'$+ 1 1
SVU/FORMAS Sustainable Water Management Foto: Lasse Pettersson, Nordicphotos Svenskt Vatten Utveckling och Forskningsrådet Formas har en gemensam satsning som gäller dels effekter på vattentjänstbranschen av förändrat klimat, dels branschens egen klimatpåverkan. Sex projekt pågår åren 2010 2012. De beskrivs här på två uppslag. Hälsostudier ska ge svar om mikrobiella risker Vad betyder extremt väder för förekomsten av smittämnen i råvatten? Och hur mycket ohälsa i Sverige beror på smittämnen i dricksvattnet? Frågorna undersöks i ett projekt som leds av Bertil Forsberg på Umeå universitet i samarbete med Chalmers, Sahlgrenska akademin och Göteborg Vatten. Projektet ska öka kunskapen om sambanden mellan väderleksförhållanden, råvatten, driftstörningar och fall av akut mag-tarmsjukdom. Klimatforskarna menar att klimatförändringarna kommer att leda till fler skyfall som i sin tur leder till översvämningar och utsläpp av avlopp, men också till längre torrperioder. Det här kommer att skapa ökade risker för vattentäkter, dricksvattenverk och ledningsnät, säger Bertil Forsberg. Vi kan förvänta oss att det blir mer av patogena organismer i råvatten i framtiden, bland annat virus och parasiter. Det ökar kraven på övervakning och rening. Unikt samarbete I bland annat USA och Kanada har man hittat samband mellan råvattenkvalitet och antal akutbesök för diarré och magbesvär. Vattenbrist kan bli vanligare, och det leder till tryckfall och ökad risk för inträngning av avloppsvatten i ledningsnätet. I en norsk studie har man visat samband mellan driftstörningar på ledningsnätet och ohälsa. Hur mycket ohälsa i Sverige som beror på förekomsten av smittämnen i dricksvatten är ganska dåligt känt, säger Bertil Forsberg. Vi vet inte hur vanligt det är med mindre utbrott och sporadiska fall, och vad de beror på. Utan den kunskapen är det svårt att göra kostnadseffektiva klimatanpassningar. Den studie som nu görs i Sverige är ett unikt samarbete mellan forskare inom hälsovetenskap och dricksvatten. Vårdsökande räknas Projektet kommer att studera effekterna av extremt väder på råvattnet. Genom att analysera dygnsvisa patientdata från sjukhus, hälsocentraler och sjukvårdsupplysningen 1177 ska man också fastställa hur hälsan påverkas av extrem nederbörd och driftförhållanden. Analyserna av hälsopåverkan sker med kontroll för variabler som till exempel veckodag, tidstrender och årstidsmönster. Forskarna studerar också om problem på ledningsnätet påverkar antalet fall av vårdsökande i berörda mindre områden. Utifrån resultaten ska vi utvärdera hur viktigt det är ur hälsosynpunkt med förbättringsåtgärder, särskilt med tanke på den väntade ökningen av extrem nederbörd. Ambitionen är också att utveckla den mikrobiella riskvärderingen genom att använda faktiska resultat för akuta hälsoeffekter kopplade till kontaminerat råvatten och felhändelser på ledningsnätet, säger Bertil Forsberg. Göteborg valdes som fallstudieområde eftersom tillgången till både sjukvårdsstatistik och vattenkvalitetsdata är mycket god. Samtidigt är ambitionsnivån hög när det gäller att leta efter ouppmärksammade risker. Många andra kommuner har betydligt fler magsjukesamtal till 1177. Därför behövs det fler studier, menar Bertil Forsberg, och det är bra om fler dricksvattenleverantörer medverkar i att ta fram den här typen av underlag för klimatanpassning. Bertil Forsberg (t.v.) leder projektet där merparten av arbetet utförs av doktoranderna Andreas Tornevi, Umeå universitet, och Annika Malm, Chalmers och Göteborg Vatten. 12 SVENSKT VATTEN # 1 2012
SVU/FORMAS Häftiga regn och dagvattenflöden i förändrat klimat Foto: Claes Hernebring kombination med höga recipientnivåer, och 4) de som orsakas av kombinationen regn och snösmältning och som oftast inkluderar höga recipientnivåer. Dygns- och flerdygnsregn kan analyseras så långt tillbaka som 1870-talet för att undersöka om regnintensiteten eller regnets karaktär har ändrats över tid, säger Lars Bengtsson. Kortvariga regn analyseras från 1980-talet och framåt. Vi använder en urban avrinningsmodell för att undersöka hur kombinationen av höga recipientnivåer i samband med regn inverkar på funktionen av hela avrinningssystem. Vi vill kunna bestämma var översvämningar uppstår och hur stora de blir. Därefter ska vi undersöka hur olika metoder kan användas för att fördröja och styra dagvattnet för olika situationer. I projektet deltar Luleå kommun (snösmältning och regn), Trelleborgs kommun (speciellt höga havsnivåer och regn), Sysav (höga havsnivåer, regn och skydd av deponier) och Sydvatten (översvämning och skydd av vattentäkter). Hur kan regnintensiteten komma att ändras i Sverige under det kommande seklet, och hur kan detta förklaras med klimatscenarier? Vilka extremsituationer innebär stor risk för översvämningar i tätorter och hur ska dagvattnet styras? Frågorna ska besvaras i två olika projekt. Claes Hernebring, DHI Sverige AB, leder ett projekt där forskare från SMHI medverkar. Projektet ska besvara frågor om hur regnintensitet med varaktighet på 5 minuter till 24 timmar kan ändras i Sverige under de kommande hundra åren. I projektet deltar följande intressenter med viktiga tillämpningsområden för resultaten: Göteborg Vatten: Bräddningar och tillrinning till Ryaverket Växjö: Översvämningsproblem i dagvattensystem Mälarenergi, Västerås: Tillskottsvatten/ tillrinning till avloppsverk Östersund: Snösmältningspåverkan på tillrinningen till avloppsverk VA SYD, Malmö: Bräddningar och tillskottsvatten i kombinerade system Projektets bas är regnstatistik för intensitet/varaktighet/återkomsttid som har samlats in från cirka 140 orter i 19 europeiska länder, säger Claes Hernebring. Det har lagts ner ett omfattande arbete på att strukturera dessa data och skapa verktyg för att dra ut relevanta data för orterna från resultatet av EU-projektet Ensembles. Där finns bland annat höjddata och dygnsvärden för Europa när det gäller temperatur och nederbörd från och med 1950. Det har utvecklats en ny metod att beräkna intensitet/varaktighet/återkomsttid. Regnintensitet med varaktighet upp till ett dygn kan nu beräknas över hela Europa. Metoden tillämpas också på klimatscenariodata. Preliminära resultat baserat på ett fåtal scenarier visar att regnintensiteten kan öka med 10 25 procent i Sverige. Hur ska dagvattnet styras? Lars Bengtsson, LTH/Lunds universitet, leder ett projekt som ska identifiera extremhändelser med tanke på dagvattenhantering, i samarbete med Luleå tekniska universitet. I ett första steg ska man identifiera situationer som ger stor risk för översvämningar i tätorter. Extremsituationer indelas i 1) de som orsakas av kortvariga regn på mindre än en timme, 2) de som orsakas av regn med varaktighet på ett eller flera dygn, 3) de som orsakas av regn i Claes Hernebring, DHI Sverige AB. Lars Bengtsson, LTH/Lunds universitet. Årsnederbörden har ökat Årsnederbörden har ökat signifikant i tio städer i södra Sverige, men den maximala dygnsnederbörden visar ingen trend mot ökad intensitet. Däremot har antalet nederbördstillfällen med mer än 20 mm/dygn ökat, och även den maximala 3-dygnsnederbörden per år. Det här överensstämmer i södra Sverige med observationer av urbana översvämningar som i stor utsträckning har samband med långvariga regn. Kortvariga regn visar i princip ingen trend att bli mer intensiva, säger Lars Bengtsson. Höga havsnivåer är ett problem i sig, men stora regn inträffar längst i söder i Sverige sällan i samband med höga havsnivåer. Däremot är lågtryck, regn och höga havsnivåer kombinationer som finns längs Sveriges väst- och östkust. Men höga havsnivåer är kortvariga. Betydligt värre situationer blir det när sjöar och floder har höga vattennivåer i samband med stora regn. SVENSKT VATTEN # 2012 13
SVU/FORMAS Foto: Mikael Wahlberg, Nordicphotos Mindre växthusgaser från avloppsrening Hur kan avloppsreningsverk bli effektivare och samtidigt öka sin energiproduktion? Hur kan utsläppen av växthusgaser minskas från avlopps- och slamhantering? Kan energi- och resurssnål deammonifikation av både rejektvatten och huvudflöde vara en del av lösningen? Här presenteras tre växthusgasprojekt i Formas och Svenskt Vatten Utvecklings gemensamma satsning. Ulf Jeppsson, Lunds universitet, leder ett projekt som har som mål att utveckla ett verktyg för att analysera hur avloppsreningsverk bäst ökar sin effektivitet när Ulf Jeppsson det gäller både resurser och energi, utan att det utgående vattnets kvalitet försämras. Forskarna kombinerar avancerad datormodellering och djup förståelse för de grundläggande processerna i ett avloppsreningsverk med sofistikerade hjälpmedel för resultatutvärdering. Projektet syftar till förbättrade driftstrategier, säger Ulf Jeppsson. Om våra datormodeller är tillräckligt detaljerade och exakta kommer resultaten i verkligheten att ligga mycket nära det som redan har förutsagts genom simulering. Dynamisk simulering anser vi vara det kanske snabbaste och mest kostnadseffektiva sättet att analysera system och möta de framtida utmaningarna för uthållig avloppsrening. De komplexa interaktionerna mellan olika delprocesser, vattenkvalitet, energioch resursanvändning, energiproduktion, växthusgasproduktion, möjlighet att hantera processtörningar med mera går inte att överblicka tillräckligt väl för ett avloppsreningsverk utan den här typen av hjälpmedel. Projektet genomförs av forskare från universiteten i Lund och Uppsala samt IVL, i nära samarbete med flera vattentjänstleverantörer i Sverige. Det färdigutvecklade analysverktyget förväntas bli av stort vetenskapligt värde, men också ett direkt användbart redskap för VA-branschen. Lustgas, metan och några hypoteser Håkan Jönsson, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), leder ett projekt som har som mål att dels ge ny kunskap om utsläppen av växthusgaser från avlopps- och slamhantering, dels ge bra beslutsstöd för att minska utsläppen. Forskare från SLU, Foto: Thomas Henrikson, Orange Vid slamlagring kan utsläppen av lustas och metan vara mycket stora. KTH, IVL och JTI analyserar utsläppen av växthusgaserna lustgas och metan för 1) rening av rejektvatten från kväve, 2) lagring av slam under ett år, samt 3) olika spridningsstrategier Håkan Jönsson för slam på åker. Utsläppen av växthusgaser studeras dels från kväverening av rejektvatten med den vanliga SBR-processen, dels från rening av rejektvatten med anammoxprocessen (se nedan). Hypotesen är att val av process och driftparametrar är viktiga för att minimera växthusgasutsläppen. Lagring under ett år kan bli ett av de lättaste sätten att uppfylla kravet på hygieni- 14 SVENSKT VATTEN # 2012
SVU/FORMAS sering av slam före spridning på åkermark, säger Håkan Jönsson. Utsläppen av lustgas och metan kan vara mycket stora vid lagring och efter spridning av slam. Vår hypotes är att utsläppen kan minskas kraftigt genom hygienisering och/eller täckt lagring och med lämplig spridningsstrategi på åkern. För att underlätta användningen av projektets resultat studerar forskarna i en systemanalys de totala utsläppen av växthusgaser och användningen av energi och resurser för reningsverk med olika typer av rejektvattenrening och slamhantering. För simuleringsmodellerna samarbetar de med två av Ulf Jeppssons projekt. Det ena beskrivs ovan, och det andra gäller utvecklingen av simuleringsmodeller för rejektvattenrening. Anammox för energisnål kväveavskiljning Elzbieta Plaza, KTH, leder ett projekt om användning av anammoxprocessen för effektiv och energisnål kväveavskiljning vid avloppsverk. Tekniken har stor potential att minska driftkostnaderna och att möta högre ställda myndighetskrav på ett kostnadseffektivt sätt, säger hon. I konventionell kväverening krävs mycket energi för luftning och extern kolkälla, som behövs vid de två delstegen nitrifikation och denitrifikation. Vid deammonifikation oxideras i första steget halva mängden ammonium till nitrit (nitritation) i närvaro av Elzbieta Plaza syre, varefter anammoxbakterier under syrefria betingelser omvandlar kvarvarande ammonium med bildad nitrit till kvävgas (anammox). Deammonifikation är den minst resurskrävande vägen för att mikrobiellt överföra ammonium till kvävgas. Syrebehovet är teoretiskt 38 procent av syrebehovet vid fullständig nitrifikation, och det behövs ingen tillsats av organiskt material, säger Elzbieta Plaza. Deammonifikation har i full skala hittills bara använts på avloppsvattenströmmar med hög ammoniumhalt, hög temperatur och låg halt av biologiskt nedbrytbart organiskt material. Försök i laboratorieskala vid KTH och i en pilotanläggning vid Himmerfjärdsverket ledde till att den första anläggningen för behandling av rejektvatten från avvattning av slam byggdes i Sverige år 2007. Nu studerar vi anammoxprocessen med fokus på låga kvävekoncentrationer och temperaturberoende. Vi behöver ett mer vetenskapligt säkerställt underlag för att avgöra om deammonifikation kan utnyttjas även för huvudflödet, säger Elzbieta Plaza. Inom projektet pågår experiment i pilotskala vid Hammarby Sjöstadsverket, och mer grundläggande studier i laboratorieskala kring reaktionskinetik och molekylärbiologi. Projektet drivs i samarbete mellan KTH, Chalmers, Göteborgs universitet och Gryaab. + NH 4 NH 4+ /NO 2 N 2 /NO 3 Nitritation Anammox (100) (50/50) (90/10) Processchema för deammonifikation. Bara halva ammoniummängden oxideras i första steget till nitrit (nitritation). Denna nitrit används i steg 2 för att oxidera resten av ammoniummängden. I steg 2 övergår både nitrit och ammonium till kvävgas, och varken syre eller kolkälla behöver tillsättas. Knutpunkten up för utbildningar rinom VATTEN N MILJÖ Ö BIOENERGI I SVENSKT VATTEN # 2012 15
VIRUS I VATTEN Foto: Thomas Henrikson, Orange Vanligare med virussmitta från vatten Virussmitta via dricksvatten kan bli vanligare i framtiden när klimatet förändras. Vi vet fortfarande rätt lite om virus i ytvatten. Norovirus som ofta orsakar magsjuka vet vi inte heller särskilt mycket om. Svenskt Vatten Utveckling bidrar till tre projekt som ska öka kunskapen om virus i vatten: en litteraturstudie samt projekten Norvid och VISK. Norovirus (vinterkräksjukevirus) är ett globalt problem. Norovirus kan spridas i olika vattentyper, som dricksvatten eller badvatten. Smittskyddsinstitutet (SMI) delfinansierar en litteraturstudie som utförs av Elisabeth Hallin på SMI i samarbete med SMI:s arbetsgrupp Virus i vatten (VIVA). Troligen orsakar norovirus i vatten många fler magsjukeutbrott än vad vi kan visa med dagens metoder. Det beror på att det bara behövs några få virus för att man ska bli sjuk, samtidigt som det är svårt att detektera låga nivåer av virus med de metoder som finns tillgängliga, säger Elisabeth Hallin. Till skillnad från många andra virus kan vi nämligen inte odla humant norovirus, och därför är det svårare att undersöka. Mycket av kunskapen om norovirus kommer från försök med liknande virus från katt eller mus eftersom deras virus går att odla. Men dessa modellvirus har delvis Norovirus. andra egenskaper än humant norovirus så resultaten kan inte överföras rakt av. Vad är acceptabla nivåer? Litteraturstudien ger överblick inom området norovirus i vatten, särskilt när det gäller rapporterade utbrott, nomenklatur, vattenanalyser, detektionsmetoder och biokemiska egenskaper. Den kan vara en bas för att förbättra rutiner vid provtagning och hantering av misstänkta utbrott. Men det behövs standardiserade metoder för att få säkra resultat vid utredning av vattenburna norovirusutbrott, säger Elisabeth Hallin. Att kunna koppla norovirus i vatten till Foto: Kjell-Olof Hedlund, SMI norovirus hos sjuka personer har betydelse för vilka åtgärder som genomförs. Förhoppningsvis ökar vår kunskap i framtiden om nivåerna av norovirus i vatten och vilken behandling som har bra effekt. Det är viktigt med tillräckliga barriärer i vattenverken för att avskilja och avdöda norovirus. När nu allt lägre virusnivåer kan upptäckas måste vi föra en diskussion om vilka nivåer som är acceptabla och vilka som är riskabla för människor. Nya system för att analysera humant norovirus behövs också för att öka kunskapen om egenskaperna. Modellvirus kan ge en fingervisning om egenskaper hos humant norovirus, men för att få säkra och tillförlitliga resultat behöver vi kunna studera humant norovirus under kontrollerade former. Dessutom behöver vi verktyg för att kunna avgöra om virus är livsdugligt och kan infektera människor, säger Elisabeth Elisabeth Hallin Hallin. Norovirus i ytvattentäkter I projektet NORVID Norovirus i svenska ytvattentäkter deltar Stockholm Vatten, Sydvatten, Norrvatten, Göteborg Vatten, Linköpings universitet och Länssjukhuset 16 SVENSKT VATTEN # 2012
VIRUS I VATTEN Johanna Ansker, Stockholm Vatten. Per-Eric Lindgren, Linköpings universitet. Ryhov i Jönköping. Projektledare är Johanna Ansker, Stockholm Vatten, och forskningsledare är Per-Eric Lindgren, Linköpings universitet. Norvidprojektet ska öka kunskapen om humanpatogena virus i svenska vattentäkter. Vår kunskap om virus i ytvatten är fortfarande liten, säger Johanna Ansker. De data som finns är framför allt från undersökningar i avloppsvatten. För att kunna göra riskbedömningar och se till att vattenverken har god barriärverkan behövs det mer forskning kring virus i vattenmiljöer. Ett första steg är att ta fram en metod för att analysera och mäta förekomsten av virus i ytvatten, säger Per-Eric Lindgren. De halter vi kan mäta med molekylärbiologisk metodik är den totala virusmängden i vattnet. Det innebär att vi inte vet om vi verkligen kan bli sjuka av alla virus vi mäter. Ett steg framåt I projektets första fas utarbetades en metod för upparbetning och analys av norovirus i ytvatten (rapport 2010-09 från Svenskt Vatten Utveckling). Under projektets andra fas har en långtidsprovtagning genomförts från tre vattentäkter som förser de deltagande vattenverken med råvatten, samt en provtagning vid högriskpunkter. Resultaten kommer att ligga till grund för riskbedömningar utförda med MRAverktyget (mikrobiologisk riskanalys). I dagsläget avslutas analysen av långtidsprovtagningen, och en utvärdering av den och av MRA-verktyget kommer att genomföras under året. Vi kan konstatera att det behövs mer forskning kring överlevnad och spridning av norovirus och andra sjukdomsframkallande virus i vattenmiljöer. Men även om det finns mycket kvar att studera så har vi inom de pågående projekten kommit ett steg framåt i och med att vi har utvecklat bättre anrikningsmetoder och molekylärbiologiska analysverktyg, säger Per-Eric Lindgren. Norvidprojektet finansieras av de deltagande organisationerna samt Svenskt Vatten Utveckling som har ett stort åtagande över flera år. En rapport ska vara klar till årsskiftet 2012/13. VISK-projektet VISK Virus i vatten, Skandinavisk kunskapsbank är ett treårigt interregionalt EUprojekt som finansieras av EU och de deltagande parterna. Det syftar till att minska samhällets sårbarhet för vattenburen virussmitta i ett förändrat klimat. Involverade är 18 forskningsinstitutioner, myndigheter och kommuner i Sverige, Norge och Danmark. Från Sverige medverkar bland andra Chalmers, Göteborg Vatten, Göteborgsregionens kommunalförbund, kommunerna Kungälv och Lilla Edet, Livsmedelsverket, Länssjukhuset Ryhov i Jönköping, SVA och Svenskt Vatten. Det är första gången som problemet med vattenburna virus hanteras tillsammans av olika experter inom Skandinavien för att utveckla vattensäkerhetssystem. Det kunskapsnätverk som skapas ska leva vidare och fortsätta ge råd kring riskhantering och vattensäkerhetsplaner, säger projektledaren Lena Blom, Kretsloppskontoret i Lena Blom Göteborg. Handbok om virushantering VISK ska ta fram kunskap om risker från källa till tappkran. Forskarna undersöker bland annat metodik för att mäta virus eller indikatorer för virus. De studerar olika reningsmetoder för att minska virushalten vid dricksvattenberedning, och de utför modellering av virusspridning i råvatten. Foto: Inger Kjellberg, Göteborg Vatten Alla resultat från VISK kommer att finnas tillgängliga på projektets webbplats www.visk.nu där även nyhetsbrev och rapporter finns. Kunskapen kommer också att paketeras i en handbok om virushantering för branschen. Projektet kommer att ge en bra grund för att minska både risken för att virusutbrott inträffar och konsekvenserna om ett utbrott ändå sker, säger Lena Blom. Enkätundersökningar utförda inom projektet har visat att det är mycket viktigt med tillit och förtroende för dricksvattnet innan det inträffar en incident. Därför ska projektet också utveckla kommunikationsstrategier och tidiga varningssystem. Rapporter från Svenskt Vatten Utveckling 2010-09, Analysmetoder för norovirus i ytvatten. Norovirus i vatten En litteraturstudie; publiceras under 2012. Norovirus eller andra mag-tarmvirus finns i mycket höga halter i avföring och uppkastningar från infekterade personer. De kan spridas i miljön genom orenat, otillräckligt renat eller läckande avloppsvatten. Inom VISK-projektet genomförs ultrafilterförsök för virusavskiljning i pilotskala på Lackarebäcks vattenverk i Göteborg. Foto: Erik Dalin SVENSKT VATTEN # 2012 17
SLAM OCH BIOGAS Mera biogas och säkrare slam Hur kan avloppsverkens biogasproduktion ökas på ett ekonomiskt gynnsamt sätt? Och vilka hygieniseringsmetoder är bäst med tanke på kommande krav? Här presenteras åtta projekt som Svenskt Vatten Utveckling medfinansierar. De fyra första delfinansieras av Energimyndigheten inom Svenskt Vattens energiprojekt, som ska slutrapporteras under 2012. Är förbehandling av slam före rötning en bra metod för att öka gasutbytet? Den saken har undersökts på Käppalaverket i Stockholm, med Anna Maria Sundin och Agnieszka Witkievitcz som projektledare. Under perioden 2007 2010 testades mekanisk förbehandling av bioslammet för att öka nedbrytningen av det organiska materialet och därmed biogasproduktionen. År 2007 utfördes två pilotförsök med en Krima dispergator från Cellwood Machinery. Det visade sig att överskottsslam som behandlats blev mer lättnedbrytbart och bidrog till att öka biogasproduktionen. Förbehandlingen av primärslam gav inte lika tydliga resultat, säger Anna Maria Sundin. År 2008 undersöktes mekanisk förbehandling av överskottsslam med en mindre maskin, Grubbens Deflaker. De försöken visade också på en tydlig effekt, och ett fullskaleförsök bedrevs 2009 2010. En cost/benefit-analys där investerings- och driftkostnaden ställdes mot intäkter från ökad gasproduktion visade att brytpunkten för att investeringen skulle löna sig låg på 5 procent gasproduktionsökning i fullskala. Tyvärr kunde de positiva resultaten från pilotförsöken inte upprepas i fullskala, och det kunde inte verifieras att behandlingen ökade gasproduktionen. Därför avslutades försöken år 2010. På Käppalaverket fortsätter vi vårt arbete med att optimera rötningsprocessen, även om vi just nu inte har några försök med förbehandling inplanerade, säger Anna Maria Sundin. Värmeåtervinning i Trollhättan I Trollhättan satsar man på att minska metanutsläppen och återvinna värme. Rågas från avloppsverket och från rötning av hushållsavfall renas i en uppgraderingsanläggning. Elanvändningen för biogasproduktion är en relativt stor kostnadspost, och man hade länge funderat på värmeåtervinning, enligt Krister Skoog, Trollhättan Energi. Krister Skoog, Trollhättan Energi. Foto: Thomas Henrikson I ett första steg investerade vi i återvinning av värme som kompressorerna alstrar vid de två uppgraderingslinjerna av typ vattenskrubber. Systemet innehåller värmepump, ackumulatortank och värmeväxlare. Värmen används av avloppsverket, och mängderna överträffar faktiskt kalkylerna, säger Krister Skoog. Nästa steg var att investera i termisk oxidation för att tillvara metanslippet från uppgraderingsanläggningen och återvinna värme även från denna oxidation. Som en sidoeffekt kan också biogasproduktionen öka med ett par procentenheter tack vare bättre kylning av skrubberanläggningen. Vi har fått blodad tand och tittar nu också på möjligheterna att återvinna värmeförlusterna vid våra kompressoranläggningar vid tankstationerna, säger Krister Skoog. Kontaktreaktor i Gävle På Duvbackens reningsverk i Gävle driver man ett projekt för att utvinna mer biogas och få mindre slam att ta hand om. Verket använder biologisk fosforrening. Man bygger om en av sina rötkamrar för att testa EXRT-processen (extended sludge retention time) i fullskala. Den ombyggda rötkammaren ska fungera som en kontaktreaktor. För konventionella rötkammare är den hydrauliska uppehållstiden (HRT) densamma som uppehållstiden för det fasta materialet (SRT), normalt mellan 15 och 20 dygn. I en kontaktreaktor är HRT och SRT separerade genom att slam recirkuleras tillbaka till rötkammaren efter avvattning. På så sätt uppnås en kompakt process med kort HRT men högt utbyte på grund av lång SRT. Richard Faber, Gävle Vatten. När de flesta rötkammarna byggdes var intresset för biogas mycket mindre, och man offrade ofta den sista delen av potentiell gasutvinning. Kontrollerade utrötningsförsök över lång tid ger ofta upp mot 30 40 procent mer gas än fullskalerötning med begränsad SRT. På Duvbacken skulle en 10-procentig ökning av gasutbytet öka energiutbytet med uppåt 700 MWh om året, säger Richard Faber, Gävle Vatten. 18 SVENSKT VATTEN # 2012
SLAM OCH BIOGAS Mera gas och mindre slam Himmerfjärdsverket (Syvab) driver ett projekt med samma teknik som Gävle Vattens projekt på Duvbacken. Man avvattnar slam från rötkammaren och leder tillbaka det för att öka uppehållstiden. Syftet är även här att få mera biogas och mindre slam. Dessutom blir processen stabilare eftersom det blir fler mikroorganismer som arbetar. Processen tål då högre belastning och kortare hydraulisk uppehållstid. Det här gör att vi förmodligen kan ta emot mer externt organiskt material för att få fram mera biogas, säger Jannice Örnmark, Syvab. Genom att vi bygger en behandlingsanläggning för förbehandling av fasta material kommer vi att kunna ta emot även icke pumpbara material med hög torrhalt. De bidrar till stabilare uppehållstid och högre biogasutbyte per ton tillfört material. Syvab har också ett annat energiprojekt på gång. Tanken var att man skulle täcka ett öppet slamlager utomhus för att tillvarata den biogas som bildas där och för att minska utsläppen till atmosfären. Mätningar hade visat att mellan 40 000 och 130 000 kg metan läckte från slamsilon varje år. I stället för täckning har det blivit en helt ny täckt silo som nu ska utvärderas. Jannice Örnmark, Syvab. Mera biogas kan betala hygienisering JTI och Sundets reningsverk i Växjö samarbetar i ett projekt som har till syfte att demonstrera att det går att få ut mer biogas ur avloppsslam och att ökningen energimässigt skulle kunna betala för hygienisering av rötslam. För att utreda detta har man använt en mobil pilotanläggning för biogasförsök. JTI har byggt den mobila anläggningen och ansvarat för driften samt för analyser, utrötningsförsök, databehandling och datatolkning. Personalen på Sundet har skött den dagliga tillsynen av pilotanläggningen och utfört många analyser. Projektet har visat att kommunala reningsverk kan producera mer biogas genom att lägga till ett efterrötningssteg. Dessutom kan hela systemet göras mer energieffektivt genom att slammet förtjockas. Om rötslammet avvattnas mellan rötningsstegen betalar biogasökningen energimässigt med råge för ett hygieniseringssteg, säger Gustav Rostrand, JTI. En viktig upptäckt var att det slam man fick från processen var svåravvattnat. Resultaten blev ändå så pass bra att konceptet är intressant att gå vidare med i en tid då myndigheterna diskuterar förslag om lagkrav på hygienisering av slam och när efterfrågan på biogas ökar. Här odlas Salmonella på en agarplatta för att kontrollera hygieniseringen av rötat slam. Långtidslagring i sex månader REVAQ kräver sex månaders lagring av slam. Det är hårdare krav än gällande lagstiftning. År 2010 redovisade Naturvårdsverket sin uppdaterade aktionsplan för återföring av fosfor, med ett förslag till slamförordning där 6 månaders lagring inte automatiskt var en godkänd metod. I början av 2012 fick verket ett nytt regeringsuppdrag. Det är alltså oklart vilka hygieniseringskrav som kommer att gälla i framtiden. Nu pågår ett projekt som ska ta reda på vilken effekt långtidslagring har på olika mikroorganismer, med Agneta Leander på VA SYD som projektledare. Provtagning sker på fyra geografiskt spridda avloppsverk före rötning, efter avvattning samt efter tre och sex månaders lagring. Erik Helmersson och Ann Albihn på Statens veterinärmedicinska anstalt (SVA) har hittills några preliminära resultat, men betonar att bearbetning av analysresultaten fortfarande pågår. Salmonella har vid något tillfälle påvisats i prover från alla provtagningsplatserna vid samtliga reningsverk. Clostridiesporer påverkas inte märkbart av behandling med etablerade hygieniseringsmetoder. Kolifager, som brukar användas som indikator för virus, kan detekteras i det oavvattnade slammet och i avvattnat slam efter mesofil rötning, men efter sex månaders lagring är antalet kolifager under detektionsgränsen. Termofil hygienisering av slam Åsa Davidsson, VA-teknik vid Lunds universitet, leder ett projekt som utvärderar hygieniseringseffekten av rötning vid termofila temperaturer, biogasproduktion samt reduktion av läkemedel och andra industrikemikalier. Biogasförsöken utförs i samarbete med VA SYD. Patogener analyseras Foto: Josefine Elving, SVA av SVA. Danmarks tekniska universitet undersöker mikroföroreningar, och Umeå universitet analyserar läkemedelsrester. Projektet undersöker processtabilitet och biogasproduktion vid rötning av slam vid 55 och 60 C, eftersom få reningsverk i dag bedriver processen vid dessa temperaturer. Hygieniseringseffekten jämförs med pastörisering vid 70 C och med traditionell mesofil rötning. Resultaten visar på god hygienisering om slammet har en minsta exponeringstid på 6 timmar vid 55 C eller 2 timmar vid 60 C. Resultaten kommer att vara till nytta för reningsverk som överväger att ställa om sina biogasreaktorer till termofil temperatur för att möta kommande hygieniseringskrav, säger Åsa Davidsson. Termofil förhydrolys för hygienisering Termofil förhydrolys vid 55 C har visat sig kunna avdöda patogener och skulle därför kunna användas som hygieniseringsmetod. AnoxKaldnes och BioMil har i en studie jämfört termofil förhydrolys med efterföljande mesofil rötning dels med konventionell mesofil enstegsrötning, dels med pastörisering med efterföljande mesofil rötning. Jämförelserna gjordes genom kontinuerliga och satsvisa labbförsök med avloppsslam från fyra svenska reningsverk samt ett pilotförsök i ett av verken. Hygieniseringskraven för Salmonella och E. coli som ställdes i Naturvårdsverkets tidigare förslag till slamförordning uppfylldes i pilotförsöket, liksom samtliga krav på hygienisering som ställs i förordningen om animaliska biprodukter, säger My Carlsson, AnoxKaldnes. Termofil förhydrolys hade också en positiv effekt på reduktion av organiskt material, men försöken gav inget entydigt svar när det gäller metanutbyte. Den viktigaste orsaken till att organiskt material försvinner utan att omvandlas till metan är troligen att den vätgas som produceras i förhydrolysen inte används. Om förhydrolys ska införas i fullskala måste tankar och värmeväxlare kompletteras, och säkerhetskraven på grund av vätgasproduktion kan komma att öka. Med laboratorierötkammare går det att testa flera olika avloppsslam och olika processutformningar parallellt. Foto: Sofia Johannesson SVENSKT VATTEN # 2012 19
LEDNINGSNÄT Foto: Jann Lipka, Nordicphotos Hur ser det ut och vad ska vi göra? Med långsiktig förnyelseplanering kan man få en saklig diskussion om statusen på VA-ledningsnäten. Det gäller att sätta upp mål på en lagom nivå. Svenskt Vatten har tagit fram en handbok som ger vattentjänstleverantörerna ett verktyg för att bedöma förnyelsebehovet på längre sikt, och som gör det enklare att prioritera. De ansvariga för vatten och avlopp ska förvalta och vidareutveckla ledningsnäten en nedgrävd och osynlig infrastruktur som har mycket lång livslängd och kostar mycket pengar att anlägga. Under perioden 2007 2009 förnyades vatten- och spillvattenledningsnäten i Sverige till 0,4 procent och dagvattennätet till 0,3 procent av den lagda ledningslängden. Det finns en uppfattning om att takten är för låg för att på lång sikt upprätthålla dagens kvalitet på VA-systemen. Samtidigt visar Svenskt Vattens statistik att VA-näten på det hela taget fungerar bra, och att trenden för driftstörningar är stabil. Hur hänger det här ihop? De ansvariga vattentjänstleverantörerna behöver få en klarare bild av vilken förnyelsetakt som är rimlig. Sex personer antog utmaning Därför gick Svenskt Vatten för några år sedan ut med en uppmaning till Sveriges kommuner att delta i ett projekt om förnyelseplanering av VA-ledningar. Sex personer som inte kände varandra tidigare antog utmaningen: Annika Malm, Göteborg Vatten, Göran Larsson, Avesta kommun, André Meyer, Solna Vatten, Jenny Uusijärvi, Norrköping Vatten, Anders Horstmark, Eslövs kommun, och Elin Jansson, Uppsala Vatten. De kom från både större och mindre kommuner och hade olika erfarenheter av VAfrågor. Projektgruppen träffades första gången sommaren 2008. Vi har gjort en lång resa i förnyelseplanering, säger projektledaren Annika Malm. Vi startade arbetet med nedslag på 18 platser i Sverige där vi gjorde intervjuer för att se vad vattentjänstleverantörerna behöver för att komma vidare i sitt förnyelsearbete. Resultatet av projektet har blivit tre rapporter, bland annat en handbok i förnyelseplanering. Cirka 300 personer har deltagit i ett heldagsseminarium på sju platser i Sverige, och projektet har dessutom redovisats bland annat vid en avloppskonferens i Helsingfors 2011. Brist på strategier För att kunna förvalta näten på ett bra sätt och kunna få pengar för investeringar krävs det långsiktiga strategier, säger André Meyer. I de inledande intervjuerna upptäckte vi brist på just strategier. Man visste inte riktigt hur man skulle börja planera förnyelsen. Förhoppningsvis ger handboken inspiration att lägga de tråkiga och lätta måstena åt sidan en stund och göra det svåra och roliga i stället. Förnyelsegruppen fr v: André Meyer, Solna Vatten, Jenny Uusijärvi, Norrköping Vatten, Göran Larsson, Avesta kommun, Annika Malm, Göteborg Vatten, Anders Horstmark, Eslövs kommun, och Elin Jansson, Uppsala Vatten. 20 SVENSKT VATTEN # 2012