SVU-rapport 2024-13
Nya egna SVU-rapporter informeras om och är tillgängliga endast för medlemmar under de tre första månaderna genom länk som skickas ut i e-post. Efter tre månader blir rapporterna fritt tillgängliga för alla. Medlemmar, företagspartner och icke-medlemmar som anmält sig till SVUs sändlistor får då rapportinformation och länk genom Newsdesk.
Rapportnr:v 2024-13
Tyngd: 10,5 MB
Publicerad: 2024-08-23
Totalt antal sidor: 90
Område: Avlopp & miljö
Titel: Kväverening vid kallt vatten med MBBR-tekniken. Övergripande kunskapssammanställning och pilotförsök på Fillan avloppsreningsverk.
Författare: Andriy Malovanyy, Linda Kanders, Linus Karlsson och Anders Björk, IVL Svenska Miljöinstitutet, Malin Tuvesson, Linda Almqvist, Mats Bülund, Pär Höglund och Patrik Wennerberg, MittSverige Vatten och Avfall, Manuela Gómez Monsalve, Chalmers, Rediet Sirgut, KTH, Hallvard Ødegaard, Scandinavian Environmental technology AS, och Erik Robertsson, Purac AB.
Sökord: Kväverening, nitrifikation, denitrifikation, MBBR, kommunalt avloppsvatten, kallt vatten
Keywords: Nitrogen removal, nitrification, denitrification, MBBR, municipal wastewater, cold water
Sammandrag: Reningsverk längs Östersjökusten norr om Norrtälje har i dag inga generella krav på kväverening. Kväverening är motiverat bara om det är dåliga lokala förhållanden i recipienten. Efter revidering av EU:s avloppsdirektiv kan det komma krav på kväverening även i norra Sverige. Syftet med projektet var att öka kunskapen om kväverening med MBBR-teknik (moving bed biofilm reactor) för att kunna åstadkomma kostnadseffektiv rening vid de låga vattentemperaturer som förekommer på reningsverk i norra Sverige.
Sammanfattning: Projektet har utrett förutsättningar för kvävereduktion på olika reningsverk i Norrland utifrån temperaturer, flöden och kvävehalter samt bedömning av möjligheter att värma upp avloppsvatten med en låggradig värmekälla. Andelen ovidkommande vatten (läck-, dränerings- och dagvatten) påverkar vattentemperaturen mer än den geografiska placeringen. De lägsta vattentemperaturerna varierar för olika norrländska reningsverk från 4,5 °C till 9 °C för dem med hög respektive låg andel av ovidkommande vatten. Uppvärmning av avloppsvatten visade sig inte vara ett ekonomiskt motiverat alternativ för projektets fallstudie i Sundsvall och är även svårt att rekommendera för övriga reningsverk i Norrland.
Pilotförsök med rening av vatten vid ett av Sundsvalls avloppsreningsverk, Fillan ARV, genomfördes i en anläggning bestående av två MBBR-linjer med både för- och efterdenitrifikation som kördes vid olika temperaturer. Pilotförsöket visade att det inte finns någon stor skillnad i temperaturkänslighet hos nitrifikations- och denitrifikationsprocessen i MBBR. En minskning i reell reduktionshastighet för båda processerna med 8 % kan förväntas för varje grads minskning av temperaturen inom intervallet 5 °C–12 °C. Nitrifikationsprocessen fungerade stabilt under hela försöksperioden förutom viss minskning av effektiviteten vid driftstörningar och kraftiga belastningsökningar.
Fördenitrifikationsprocessen var det mest begränsande steget för kvävereduktion, framför allt på grund av lågt innehåll av lättnedbrytbara organiska ämnen och höga syrehalter i inkommande vatten, särskilt under snösmältningsperioden. Endast cirka 40 % av inkommande kväve reducerades i genomsnitt med den kolkälla som fanns i inkommande vatten, vilket betyder att det skulle vara svårt att klara även ett begränsningsvärde för totalkväve i utgående vatten på 15 mg N/l med endast fördenitrifikation och utan dosering av extern kolkälla. Efterdenitrifikationen kunde reducera kvävehalter till väl under 6 mg/l, dock med en hög kolkällaförbrukning.
Projektet visade att kvävereduktion från kommunalt avloppsvatten är fullt möjligt att implementera även vid vattentemperaturer under 5 °C. Vid de förutsättningar som råder vid många reningsverk i Norrland behövs dock större bassängvolymer, och beroende på önskad reningsgrad kan driftkostnaderna bli höga på grund av höga syrekoncentrationer och stor mängd tillsatt extern kolkälla. Rekommendationer för insamling av dimensionerande data, processutformning, olika driftsätt samt dimensionerande hastigheter ges i rapporten.
Förutom denna rapport har en separat rapport tagits fram i projektet av Hallvard Ødegaard, Björn Rusten och Linus Karlsson där forskningsläget kring kväverening av kallt avloppsvatten har sammanställts. Den rapporten beskriver också erfarenheter från de fullskaleanläggningar som finns i framför allt Norge. Dessa reningsverk uppgraderades under 1990-talet med kväverening, och kvävereningen har varit stabil sedan dess även vid vattentemperaturer under 5 °C.