I takt med att utsläppskraven på skogsindustrin ökat under 90-talet byggde många luftade dammar om till långtidsluftad aktivslamanläggning (LAS). Med en LAS anläggning ökar möjligheterna till styrning väsentligt i jämförelse med en traditionell luftad damm. I detta projekt som initierats av IVL Svenska Miljöinstitutet AB och Å-forsk var målet att skapa ett multivariat övervakningssystem för att ta fram viktig processinformation för övervakning och styrning av en LAS-anläggning. Inledningsvis installerades en del kompletterande givare för mätning av suspenderat material och TOC vid olika positioner i processen. Därefter implementerades en dynamisk databas för att produktionsanpassa datainsamlingen. Databasmodellen kompenserar för tidsförskjutningarna i processen vilket gör att tidsseriemodellering inte är nödvändig. Ett viktigt resultat av databasmodellen är att data loggas snabbt när produktionen är snabb (högt flöde) och med lägre frekvens vid låg produktion (lågt flöde). Detta medför att man minimerar 'data overload'. Parallellt med framtagning av databasmodellen beräknades multivariata modeller på laboratoriedata för att få fram indikationer på viktiga processparametrar och på modelleringskonceptet. Resultaten för modelleringen på laboratoriedata föll mycket väl ut, bl.a. hittades interaktioner mellan variabler som tidigare var okända, t.ex. korrelerade fastsittande ciliater, filament i anoxisk miljö och frisimmande bakterier i olika utsträckning mot kvalitetsvariablerna utgående COD, utgående suspenderade ämnen samt utgående total fosfor. Detta har medfört en större processkunskap och bättre styrningsmöjligheter för processoperatörerna. I slutfasen av projektet utvärderades realtidsdata med en multivariat modell baserad på data från den dynamiska databasen. Modeller för processövervakning (PCA) och för prediktion av utgående kvalitétsvärden (PLS) genomfördes med goda resultat. Systemet från insamlat mätvärde till databasmodell och multivariat prediktion fungerar väl. Förseningar i projektet gör dock att dataomfattningen i kalibreringsmodellerna är för liten för att modellera alla verkliga driftscenarior. Implementeringen av systemet var mycket lyckad och modeller predikterar och övervakar idag i realtid. I den närmaste framtiden kommer detta system fortfarande att vara i drift för att ta fram bättre och mer omfattande modeller. Projektet har framförallt utvecklat ett verktyg som visar på styrkan av att tillämpa multivariata realtidssystem för processövervakning. Eftersom verktyget är generellt och kan tillämpas på andra processer är det givetvis intressant för t.ex. skogsindustrin att tillämpa dessa metoder på andra processer så som massa- och pappersframställning
Kväve i utgående vatten från avloppsreningsverk ger upphov till övergödning av många havsområden och sjöar med syrebrist och döda bottnar som följd. EU:s direktiv för avloppsvatten ställer högre krav på rening av kväve vid Svenska avloppsvattenrening. Att höja temperaturen på avloppsvattnet under de kalla perioderna kan vara en kostnadseffektiv lösning på kvävereningen. Värmeavtappning från fjärrvärmenätet till reningsverken leder till lägre temperaturer på returvattnet och detta medför att tillvaratagandet av energi kan optimeras. En lägre returtemperatur ger bättre förutsättningar för rökgaskondensering och därmed en förbättrad rening av de utgående rökgaserna. De praktiska möjligheterna att generera el i kraftvärmeanläggningar begränsas av fjärrvärmereturens temperatur. Det innebär att fjärrvärmeproducenterna får avsättning för lågvärdig värme och kan optimera sin elproduktion. För reningsverken innebär det miljömässiga och ekonomiska vinster genom att de får en effektivare och stabilare reningsprocess och kan uppfylla de hårdare kraven på kvävereningen. I en pilotstudie under verkliga förutsättningar har man inom projektet utrett den verkliga vinsten och studerat de problematiska stegen i den tekniska lösningen.
Population growth, increasing living standards, but also environmental hazards with global climate change as the most significant are all contributing to an increasing water stress in many parts of the world. While access to fresh water for drinking water is getting more costly due to environmental pollution, uses of drinking water conflicts with water needs for agricultural and industrial use, which are in need of substantial water quantities. The use of reclaimed wastewater for non-potable purposes provides a solution for this. This is not new and has in fact been applied in many regions as the main water management approach. As water scarcity becomes more severe, also the need for more sustainable and holistic approaches to deal with our limited fresh water resources becomes more and more obvious. The traditional one-way water handling approach, with end-of-pipe treatment releasing “clean” effluent water to nature, has to be converted into a society-internal water reuse scheme where different water qualities and water uses are considered as an integral part of the water cycle. The present report presents activities and results from an international project that aimed at developing and optimizing water treatment processes and systems for sustainable reuse of treated wastewater. The starting point is to combine the sequential batch treatment (SBR, sequencing batch reactors) with different conventional and emerging secondary and tertiary treatment techniques in various combinations, optimized from an overall sustainability perspective. Evaluation and optimization is achieved using life cycle assessment and life cycle cost assessment and their combination. Den här rapporten finns endast på engelska. Svensk sammanfattning finns i rapporten.
I denna rapport redovisar projektet SystemLäk - Systemförslag för rening av läkemedelsrester och andra prioriterade svårnedbrytbara ämnen en samlad bild av kunskapsläget kring avancerade reningstekniker för rening av läkemedelsrester och andra prioriterade svårnedbrytbara substanser, även kallade mikroföroreningar. När ett reningsverk beslutat att implementera kompletterande reningssteg för rening av mikroföroreningar, bör en kartering genomföras, som visar på vilka mikroföroreningar det aktuella reningsverket tar emot. När reningsverket har kännedom om vilka mikroföroreningar som belastar verket bör ett övergripande mål för reningen beslutas, det vill säga, vilka mikroföroreningar som ska renas, och till vilken grad. Vägledning för genomförande av kartering, samt hur dess resultat kan tolkas, presenteras i denna rapport. Efter beslut om övergripande reningsmål, men innan beslut av slutligt teknikval, bör reningsverkets specifika förutsättningar och begränsningar identifieras. Är anläggningens infrastruktur mer eller mindre lämpad för någon särskild teknik? Finns icke utnyttjade utrymmen eller volymer som kan nyttjas? Vilken reningseffektivitet av mikroföroreningar uppnås i dagsläget? Finns några framtidsplaner för reningsverket som kan påverka teknikvalet? För att bekräfta att potentiella tekniker fungerar bör pilotförsök genomföras vid det specifika reningsverket. Pilottesterna bör inte enbart beakta reningseffektivitet utan även kostnader, resursförbrukning och behov av arbetskraft. Studiebesök vid samt erfarenhetsutbyte med andra reningsverk med samma reningsteknik implementerad rekommenderas. När det fastställts vilket teknikval som är mest lämpligt vid det specifika reningsverket bör offerter tas in från minst tre olika teknikleverantörer. Offerter samt implementeringsunderlag bör granskas och godkännas av oberoende part. Vid upphandling bör garantier för framgångsrik implementering ingå. Noggrann uppföljning av idrifttagande rekommenderas.
Sjöstadsverket är en unik resurs för att utveckla VA-forskning i Sverige och internationellt. Stockholm Vatten överlåter (1/1 2008) hela försöksanläggningen för fortsatt experimentell verksamhet inom VA-området till en FoU grupp ledd av IVL och KTH. Det primära målet är först att säkerställa kontinuiteten i driften och kostnader för detta ska täckas genom projektstöd från olika intressenter. Tanken är att all verksamhet skall finansierats genom olika projekt.Forskningsinriktningen kommer att beslutas av en FoU styrelse där finansiärerna sitter med. Tre huvudmål för drift av anläggningen har definierats: A. Utveckling och optimering av befintliga metoder och processkonfigurationer för resurseffektiv avloppsvattenrening. B. Utveckling av nya innovativa metoder och processkonfigurationer för förbättrad behandling av vattenfas samt sidoströmmar. C. Testning samt utvärdering av utrustningar för vattenreningsteknik, specifika komponenter och system med fokus på världsmarknaden. Relevanta projektförslag för svensk VA-teknik kan delas upp i åtta huvudområden: 1. Krav på ingående vatten, 2. Optimering av befintliga aeroba och anaeroba processer, 3. Kompletterande rening, 4. Processtyrning samt mätteknik, 5. Behandling av sidoströmmar, 6. Klimateffektiv behandlingsteknik, 7. Biogasproduktion, 8. Nya innovativa tekniker och processer. Från dessa huvudområden prioriterar Svenskt Vatten i samråd med ITT Flygt, NV och övriga FoU-styrelseledamöter vilka konkreta projekt som ska startas upp.
Större delen av de läkemedel och andra mikroföroreningar som används i samhället hamnar i våra avloppsreningsverk. Där bryts en del ner effektivt, men många föroreningar passerar i stort sett opåverkade genom verken. Vid låg utspädning i närrecipienten kan vissa substanser nå så höga halter att man inte kan utesluta effekter på vattenlevande organismer. Kompletterande rening av avloppsvattnet vid avloppsreningsverk kan därför vare ett alternativ för att avlägsna dessa mikroföroreningar. De mest lovande teknikerna för att minska utsläppen av ett brett spektrum av läkemedelssubstanser och andra svårnedbrytbara substanser är behandling med starka oxidationsmedel, främst ozon, adsorption till aktivt kol och en utökad biologisk nedbrytning. Denna rapport redovisar resultat från fortsatta försök med avskiljning av särskilt läkemedelsrester i avloppsvatten inom projektet SystemLäk, och kompletterar tidigare genomförda försök inom samma projekt. I första hand har 24 olika läkemedel, som ofta förekommer i avloppsvatten och som representerar olika läkemedelsgrupper, analyserats. Tekniker som studerats innefattar: § Granulerat aktivt kol som filtermaterial med biologisk aktivitet - BAF(GAK) § Rening med biokol framställt från bioslam/organiskt substrat - BAK § Användning av pulveriserat aktivt kol i MembranBioReaktor (MBR) -PAK § Oxidation med ozon § Oxidation med klordioxid Genomförda tester, i kombination med tidigare försök, visar tydligt på att de flesta studerade teknikerna ger ökad avskiljning av de flesta studerade ämnena. I många fall får man en mycket bra effekt med en rimlig insats. Testerna har även lyft fram begränsningar hos de studerade teknikerna: BAF(GAK) - Granulerat aktivt kol som biofilter, BAK – Biokol framställt från bioslam, PAK-MBR – Pulveriserat aktivt kol (PAK) i membranbioreaktor, Resurseffektiv ozonering, Klordioxid (ClO2) För mer detaljer kring de ämnen som studerats, analysmetoder för dessa, vilken effekt dessa har i recipienten samt till vilken nivå de bör reduceras hänvisas till den första delrapporten i SystemLäk (Baresel m fl., 2015a). För en samlad bedömning av olika reningssystem inklusive miljöpåverkan och kostnader samt vilka av tekniker som rekommenderas hänvisas till slutrapporten i SystemLäk (Baresel m fl., 2017).
Behandling med ozon respektive granulerat aktivt kol (GAC) har jämförts för ytterligare rening av ett redan väl kemiskt och biologiskt behandlat avloppsvatten. Avloppsvattnet togs från försöksanläggningen Hammarby Sjöstadsverk där inkommande vatten till Henriksdalsverket behandlats genom förfällning, fördenitrifikation, nitrifikation och efterdenitrifikation i en MBR i pilotskala. Processen är den som planeras för den kommande utbyggnaden Henriksdalsverket, och ger ett partikelfritt vatten. Reningen i pilotanläggningen är mycket effektiv, men ytterligare avskiljning av en del organiska föreningar kan på sikt komma att krävas. Det gäller särskilt en del läkemedelsrester. Extra steg med ozonbehandling eller aktivt kol är de mest aktuella, och har testats i denna studie i en skala på ca 1 m3/tim. Koncentrationerna av 37 läkemedelsrester och ett antal fenoliska ämnen har analyserats före och efter behandlingarna. Ozon testades i doser mellan 3 och 13 g/m3. 9 av de 18 detekterbara läkemedlen i vattnet från MBR-piloten avlägsnades redan vid 3 g ozon/m3. Efter 5 g/m3 återstod 6 föreningar i mätbar halt, och efter 7 g/m3 endast 3 stycken (atenolol, metoprolol och oxazepam). Efter 13 g/m3 återstod endast oxazepam (18 ng/L). Bland fenolära föreningar avlägsnades triklosan och bisfenol A effektivt vid 7 g ozon/m3. Nonylfenol och oktylfenol var betydligt mer stabila, och halterna halverades bara vid 7 g/m3. 13 g ozon/m3 gav inte mycket bättre effekt. En metod att reglera ozondos efter behov diskuteras. Granulerat aktivt kol (GAC) testades i en anläggning med automatisk backspolning när bädden tenderade att sätta igen. Huvuddelen av analyserna gjordes när ca 6 800 bäddvolymer hade passerat, motsvarande ca 13 m3/kg kol. Avskiljningen avtar normalt med belastningen, men har i tidigare försök visats vara acceptabel åtminstone till 25 000 bäddvolymer eller 50 m3/kg kol. Kontakttiden i bädden (EBCT) tyckts inte påverka avskiljningen i intervallet 10 till 18 minuter. Avskiljningen av läkemedelsrester var generellt bättre med GAC än med 7 g ozon/m3, och för oxazepam även klart bättre än vid 13 g ozon/m3. Oktylfenol och triklosan reducerades bra, men inte nonylfenol och bisfenol A. Nya analyser vid högre belastning krävs dock för att bedöma avskiljningen över kolets hela tekniska livslängd. Kompletterande analyser efter runt 16 700 Empty Bed Volumes (EBV), motsvarande drygt 32 m3/kg kol, tyder dock på en fortsatt bra reningseffektivitet. Reningen med ozon och GAC jämfördes också med reningen vid omvänd osmos (RO) inom en annan aktivitet av projektet. RO var effektivare än både ozon och GAC, men är totalt sett betydligt mer resurskrävande. Avloppsvattnets färg minskade kraftigt med de två metoderna, men allra mest med ozon. Övriga parametrar påverkades mindre, men en ytterligare desinfektion av det redan ganska rena vattnet noterades med båda metoderna. Varje enskilt ämnes gränsvärde gällande möjlig påverkan på recipienten (PNEC) samt det aktuella reningsverkets initiala utspädning i recipienten bör styra reningsgraden. Vid en jämförelse mellan metoderna bör även kostnader (kapital- och driftskostnader) samt totala resursförbrukning tas i beaktan. Även en livscykel analys över den totala miljöpåverkan av dessa metoder bör ingå. Dessa beräkningar är ännu inte slutförda, men ozon blir troligen billigare än GAC vid samma grad av rening.
Sverige har idag en väletablerad och stabil teknik för avloppsvattenrening med god reningsgrad. Samtidigt är återvinningen av näringsämnen låg och processen relativt energikrävande. Konceptet Energi- & Resurshushållnings Anläggning (ERA) som initierades av projektparterna Kalmar kommun och ENVIDAN syftade till att skapa en diskussion kring nya designmål för avloppsvattenrening med visionen att nå en kretsloppsanpassad och energieffektiv hantering av svenskt avloppsvatten för ett uthålligt samhälle. Med hjälp av ett konkret exempel undersöks en intressant möjlighet är att driva en aktivslamanläggning med maximalt slamutbyte och därmed assimilera så mycket som möjligt av vattnets kväve och fosfor i slammet. Fördelen med detta skulle vara att man skulle undvika luftningsenergi för oxidation av ammonium, och utvinna biogas vid rötning av den större slammängden. Samtidigt krävs en extra kolkälla med låg halt av kväve som behöver tillsättas för att ge tillräcklig mängd slam och assimilation. Denna externa kolkälla kan behövas i stora mängder för att skapa de rätta förutsättningar för assimileringen av närsalterna. Dessutom frigörs en stor del av närsalterna vid slamrötning och rejektvattenbehandlingen blir därmed en viktig komponent i upplägget. Avvägningen blir då om en direkt rötning av eventuell extern substrat är att fördra. Under en workshop som arrangerades av Kalmar kommun framkom det en del invändningar mot konceptet bland annat av kända forskare inom vattenreningsteknik som har jobbat med liknade idéer under 70-talet. Samtidigt var man överens om att förutsättningar idag skiljer sig i många avseenden från tidigare studier, och att samhällets fokus på energi- och resurshushållning är mycket mer utpräglat idag. Även hantering av olika avfallstyper som resurs istället för en belastning är mycket mer accepterad idag och nya koncept som leder till ett mer hållbart samhälle är efterfrågade. Man bestämde sig därför att undersöka möjligheten hur diskussionen kring nya designmål kan föras vidare. I detta samband har en förstudie initierats för att undersöka potentialen för ERA-konceptet, att undersöka invändningarna och som förberedelse för mer djupgående försök att ta idén vidare med en fullskaleimplementering som slutmål. I ett pilotprojekt på FoU-anläggningen Hammarby Sjöstadsverk har man därför testat en högbelastad aktivslamanläggning där huvuddelen av kväve och fosfor skulle tas upp i slammet genom biologisk assimilation. Rapporten beskriver ERA-konceptet samt innehållet och resultat av förstudien på försöks- och demonstrationsanläggningen Hammarby Sjöstadsverk. Rapporten ger också en diskussion kring svårigheter och utmaningar med ERA-konceptet. På slutet ges även ett utkast till en eventuell fortsättning av projektet.
Många läkemedelsrester och andra prioriterade substanser passerar igenom dagens avloppsreningsverk (ARV) och hamnar antingen i slammet eller i recipienten, ibland i nivåer som kan påverka vattenlevande organismer. Substanser som släpps ut via avlopps-reningsverk kan också anrikas i den akvatiska näringskedjan och orsaka effekter i högre organismer såsom fiskätande fåglar eller däggdjur, inklusive människor. Studier har också visat att antibiotika som hamnar i miljön kan bidra till uppkomsten av antibiotikaresistenta gener i bakterier, vilket är ett allvarligt globalt hot mot möjligheten att bota livshotande sjukdomar. Eftersom nuvarande vattenreningstekniker har utvecklats främst för att avlägsna partikulärt material samt kväve och fosfor är de oftast inte anpassade för att rena bort mikrobiellt stabila kemiska föroreningar. Utvärderingar av effektiviteten hos olika behandlingstekniker för avlägsnande av sådana ämnen baseras vanligtvis på analyser av förekomst av ett ämne i inkommande och utgående vatten från reningsverket. Det finns dock problem med detta tillvägagångssätt eftersom vissa ämnen metaboliseras till potentiellt mer skadliga substanser, som då inte automatiskt fångas i analysen. Dessutom kan vissa ämnen spontant bildas i reningsverken, vilket kan resultera i högre nivåer i utgående än i inkommande vatten. Ett ytterligare problem är att de utgående koncentrationerna ibland kan vara lägre än detektions-gränserna, men trots det ändå vara högre än eller nära etablerade risknivåer. This report is only available in Swedish.
Pharmaceutical residues and other emerging substances pass through modern sewage treatment plants (STPs) and end up in the receiving waters and sludge. In several studies, recipient concentrations have been detected with expected effects on aquatic organisms. Chemicals released via STPs may also enter the aquatic food-web and cause effects in higher organisms such as fish-eating birds or mammals including humans. Studies have also shown that antibiotics in the environment may contribute to the increase of antibiotic resistant genes in bacteria, which is a serious threat to our possibility to cure life-threatening diseases on the global scale. Current STP treatment technologies are usually not fit to remove microbial stable chemical pollutants and the evaluation of the removal efficiency of the STP systems applied today, is not complete. The evaluation of the removal efficiency of the substances in the STP systems is usually based on chemical analysis of the presence of certain substances in influent and effluent waters. However, there are difficulties associated with this approach, e.g. since some substances are metabolized into potentially more harmful substances which are not captured in the analysis unless they are actively sought for. Furthermore, some substances are formed in the STPs, resulting in higher levels in effluents than in influents. In addition, effluent concentrations may sometimes be lower than the analytical detection limits, yet still higher than or close to established risk concentrations emphasizing the need for developments of the analytical methods.
Rapporten redovisar resultat från behandling av 9 olika svenska lakvatten, dagvatten från en sorteringsyta och ett kommunalt avloppsvatten. Totalt organiskt material, närsalter, tungmetaller och specifika organiska ämnen har analyserats. För några vatten har också hormonstörande effekter bestämts före och efter behandling. Denna och tidigare liknande undersökningar visar ' Biologisk behandling i luftad damm eller aktivslam-liknande system som t.ex. SBR ger bra minskning av lättnedbrutet organiskt material förutsatt tillräcklig luftning. Effekten är beroende av slamhalt och uppehållstid och normalt bäst i SBR eller liknande system. Minskningen av kväveföreningar i biologiska system är beroende av både väl luftade, aeroba, delar/perioder och icke luftade, anoxiska, delar eller perioder. De behövs för nitrifikation respektive denitrifikation. För lakvatten som normalt har hög halt kväveföreningar i förhållande till tillgängligt organiskt material krävs tillsats av en extern kolkälla för att nå full denitrifikation och låga kvävehalter. Det fungerar normal bra i SBR och liknande system. Tungmetaller och stabila organiska föreningar kan avskiljas genom att de adsorberas till bioslammet. Förutsatt att slammet tas ut på ett kontrollerat sätt innebär det en rening av vattnet. Metallavskiljningen via slammet tycks vara sämre vid behandling av lakvatten än vid behandling av kommunalt avloppsvatten, antagligen beroende på bildning av lösliga komplex med fulvosyror i lakvattnen. Någon form av luftning av lakvattnet är också nödvändig för att undvika lukt. ' Våtmarker, översilningsytor och bevattning av skogsytor är olika sätt att använda den naturliga kväveomsättningen, upptag i växter och adsorptionen till markpartiklar. Genom att de inte luftas artificiellt och man inte tillför något organiskt material krävs stora ytor för att få både nitrifikation och denitrifikation att fungera. Nitrifikationen förutsätter också att det inte finns mycket oxiderbart organiskt material i vattnet. Dessa system kräver alltså i praktiken någon typ av styrd biologisk förbehandling. På grund av de stora ytorna får man normalt en bra avskiljning av tungmetaller och stabila organiska föreningar som är dåligt vattenlösliga. Nackdelen är att man samtidigt förorenar ett större markområde, som eventuellt kan bli mättat och börja släppa ifrån sig olika föreningar igen. Det gäller särskilt metaller vid en försurning. ' Kemisk fällning kan användas för att minska mängden tungmetaller i vattnet. Även en del organiskt material kan fällas ut. Det enklaste sättet att fälla ut metaller är att höja pH på lakvattnet. Om man behöver nå lägre resthalter måste man fälla metallerna som sulfider. Fällningen påverkar inte de lättnedbrutna organiska ämnena eller kväveföreningarna. ' Indunstning är en dyr metod som ger mycket bra avskiljning av både organiskt och oorganiskt material. Den höga kostnaden beror på stort behov av energi och kemikalier och dyr utrustning på grund av stora korrosionsproblem. ' Behandling i kommunala reningsverk är fortfarande det vanligaste i Sverige, antingen direkt eller efter lokal förbehandling. I de flesta fall utgör belastningen av flöde, organiskt material, närsalter och tungmetaller bara en liten del, jämfört med det kommunala avloppsvattnet. I det studerade fallet var det ca 5 % av flödet och mindre än 5 % av allt utom ammonium och klorid. Före anslutning bör man dock kontrollera om lakvattnet ger en stabil hämning av respiration eller nitrifikation i verket, och man bör följa upp kvaliteten på uttaget bioslam.
Till en ren och homogen sand sattes 3-metylbensoesyra, p-kresol, m-xylenol, karbazol och fluoranten, vardera till en halt kring 100 mg/kg fuktig sand. Föreningarna valdes för att de ofta förekommer i mark förorenad med kreosot och petroleumprodukter. Den förorenade sanden ympades med slam från ett kommunalt avloppsreningsverk och fördelades på 10 olika tunnor för komposteringsförsök. Fukthalt (33-59% av fältkapacitet), temperatur (25-35°C) och till-sats av extra substrat och närsalter varierades i ett faktorförsök. Prover togs ut från sanden under nedbrytningsförloppet, och utgående luft från tunnorna analyserades också. Som jämförelse behandlades samma förorenade sand i slurryform, med och utan en inhibitor för biologisk aktivitet. De mest svårlösliga föreningarna, karbazol och fluoranten, blev så ojämnt fördelade i sanden att det inte gick att säga något om deras eventuella nedbrytning. Av de övriga föreningarna avlägsnades i de flesta fall 60-100% under 16 veckors försök. Både hastigheten och sluthalten påverkades av fukthalt och temperatur, däremot hade extra tillsats av substrat och närsalter ingen inverkan. Fukthalt och temperatur påverkade förhållandet mellan avgång till luft och biologisk (kemisk) omvandling. De kemiska analyserna kompletterades med biologiska test med växter och maskar. Den hämmande effekten av den ursprungliga förorenade sanden och ett par behandlade prover var ungefär den som man kunde vänta sig från tidigare försök med rena substanser. I de fall den toxiska effekten var större än den förväntade, kan skillnaden bero på synergistiska effekter eller på toxiska metaboliter
I denna studie har man undersökt hur man med ett helhetsperspektiv kan bedöma lokal behandling av lakvatten från kommunala deponier. Den eventuella miljöpåverkan som behandlingen av lakvatten medför jämförs med eventuell påverkan på den recipient som mottar det behandlade lakvattnet. Ökade insatser för rening bör enligt ansatsen medföra motsvarande förbättringar för recipienten. Detta har studerats genom att ansätta olika utsläppsnivåer för ett antal kemiska parametrar vid tre olika deponier i mellersta Sverige. Studien har fokuserat på metaller. Behandlingsanläggningarna vid de olika deponierna har i studien beskrivits genom livscykelanalysmetodik (LCA), vilket innebär att anläggningen bedöms ur ett holistiskt perspektiv. Alla resurser som tillförs anläggningen, exempelvis elektricitet och kemikalier, och alla emissioner och alstrade avfall som behandlingen medför räknas samman till en total bild för hela anläggningen från vaggan till graven. Recipienten dit lakvattnet leds vid respektive deponi har där det varit möjligt studerats genom en effektmodellering, vilket innebär att man skapar en modell som beskriver vilka effekterna blir då ett lakvatten av en viss kvalitet leds till en specifik recipient.Studien visar för ett fall, Fläskebos lakvatten, att dagens rening med kemisk fällning är väl avpassad för recipienten. För att avlägsna mer av de kritiska metallerna Cu och Ni krävs stora insatser i form av energi och eventuellt kemikalier. När det samtidigt visas att recipientens status inte påverkas negativt av dagens utsläpp finns det inget skäl att minska utsläppen ytterligare. Det ligger helt i linje med de nya villkoren Fläskebo fått för sina utsläpp, de provisoriska gränsvärdena var för lågt satta. Lakvattnet från den nya deponi 3 på Högbytorp behandlas inte alls idag innan det blandas med det biologiskt behandlade lakvattnet från den gamla deponin. Den efterföljande behandlingen i mark-växtsystem och det lilla bidraget från deponi 3 gör att det inte tycks rimligt med en separat förbehandling av lakvattnet från deponi 3.För Norsa kommer utredningen fram till att dagens behandling av lakvattnet med nitrifikation och denitrifikation är rimlig, både motiverad och tillräcklig. Även något högre utsläpp av närsalter skulle inte märkas i recipienten, varken utspritt över året eller i samband med rimliga bräddningar vid vårfloden. Den generella observationen från LCA-modellerna är att om man betraktar miljöpåverkan från lakvattensystem och inkluderar behandlingsmetoderna från "vaggan" till renat i lakvatten i recipient, så är miljöeffekterna från lakvattnet i recipienten inte den klart dominerande miljöaspekten. Minskad påverkan på grund av reningen av lakvattnet har i högre eller mindre grad ersatts av motsvarande negativa effekter från användandet av kemikalier och energi, låt vara att de sistnämnda effekterna är utspridda på andra orter än recipienten vid deponin. De toxiska effekter vi kan kvantifiera från såväl deponilakvattnet som framställningen av kemikalier och tillhandahållande av energi orsakas till övervägande del av utsläpp av metaller till luft, sötvatten, havsvatten och mark. Det har här inte varit möjligt att inkludera fler toxiska ämnen i lakvattnen. En slutsats man kan dra är att den verkliga reningseffektivitetenmed de antagna åtgärderna och med hänsyn taget till ökad kemikalie- och energianvändning,är mindre än den man mäter genom att jämföra obehandlat och behandlat vatten. När ökad reningseffektivitet måste uppnås genom ökad insats av kemikalier och energi, finns det en punkt, där marginalnyttan av den ökade reningen är mindre än marginalpåverkan från den intensifierade reningen.
Här rapporteras om ett långtidsförsök med aktivt kol i kolonner/bäddar för att bestämma avskiljning och kolets kapacitet. Kolfiltret sattes in som ett extra polersteg efter den normala reningen vid Henriksdals avloppsreningsverk i Stockholm. Försöken genomfördes under 19 månader 2011-2012 vid försöksanläggningen Hammarby Sjöstadsverk. Avskiljningen av analyserade läkemedelssubstanser var generellt mycket bra. Vid en belastning motsvarande 50 m3 vatten/kg kol (20 g kol/m3 vatten) passerade 5-10 % av vissa föreningar den första kolonnen. Även vid över 70 m3/kg kol i första kolonnen kunde man inte påvisa kvantifierbara mängder ut från kolonn 2. Det största problemet för teknisk drift var den begränsade hydrauliska kapaciteten, till stor del beroende på mikrobiell tillväxt i kolonnerna. Kolet måste regelbundet rensas genom backspolning med luft och vatten. Baserat på förbrukningen av kol och andras beräkningar av totalkostnaden inklusive investeringar kommer man fram till en totalkostnad för reningen med aktivt kol kring 1 kr/m3 vatten i ett sort avloppsreningsverk. Det är högre än för ozonbehandling, men lägre än för andra metoder med samma effektivitet. Vid en bedömning av olika metoder bör också andra faktorer än de rent ekonomiska vägas in. Fortsatta studier av hydraulisk kapacitet, nödvändig uppehållstid och avskiljning av andra organiska föreningar föreslås, och har delvis påbörjats.
Biologisk behandling av renseriavloppsvatten har testats i pilotskala i ett svenskt massabruk. Barr-och lövved barkades i kampanjer och uppvärmt råvatten användes i renseriet. Den biologiska anläggningen var av typ långtidsluftad aktivslam och i ca 5 m3 skala. Försöken visade att vattnet var lättbehandlat och mycket bra avskiljning erhölls för de flesta analyserade ämnesgrupperna. Minskningen i vattenfasen för olika variabler var ungefär: COD 75 %, BOD7 95 %, Kväve 35 %, Fosfor 60 %, Suspenderat material 40 %, Totalt extraherbat 90 %, Fettsyror 90 %, Hartssyror 95 %, Steroler 85 %, Akut toxicitet 95 %. Det biologiska slammet var emellertid volyminöst och svårdimenterat. Egenskaperna förbättrades något vid införande av ett litet selektorsteg. Samma vatten behandlades också med flotation och ultafiltrering (pilotskala) samt kemisk fällning och sandfiltrering (labskala). Både fällningen och flotationen (som innefattade ett fällningssteg) gav mycket bra separation av närsalter, suspenderat material och extraktivämnen. Minskningen av COD och toxicitet var sämre än den i biopiloten. Ultrafiltreringen gav också en närmast fullständig avskiljning av extraktivämnena, men trots det ingen påverkan av toxiciteten. Den enklare sandfiltreringen gav lägre avskiljningsgrader och påverkades negativt av de höga halterna av suspenderat material. Grova kostnadsuppskattningar har gjorts för de olika behandlingsmetoderna. Försöken visar att separat behandling av renseriavloppsvattnet gav bra avskiljning av olika ämnen, men effekten på de totala utsläppen från bruket varierade mellan olika perioder. Variationen mellan olika bruk är ännu större, varför några generella rekommendationer om separat behandling inte kan ges.
Ett totalavloppsvatten från tillverkning av blekt sulfatmassa och papper behandlades i fem olika biologiska system i laboratoriet. Andelen anaerob behandling varierades. Försök gjordes också med behandling vid 50-55 C i stället för vid 37 C. Dessutom provades i ett nytt system simultanfällning med teknisk järnklorid (JKL). Utvärderingsparametrar var slamproduktion, utsläpp av syreförbrukande substans, klorat, adsorberbar organiskt bunden klor (AOX), klorfenolära föreningar, fett- och hartssyror, närsalter, metaller och akut toxicitet. För alla de parametrar där någon skillnad mellan behandlingarna kunde konstateras var en kombination av ett ganska litet oluftad steg och en aktivslambehandling den mest effektiva. En alltför hög belastning på den luftade delen kan innebära problem med utsläpp av klorkatekoler, fett- och hartssyror och akut toxicitet. I det termofila systemet fungerade särskilt det aeroba systemet inte tillfredsställande under de fyra månader försöket pågick, men i och för sig intressanta skillnadet mot det mesofila systmet noterades. Försöket med simultanfällning gav ingen tydlig extra effekt. Det var svårt att jämföra på grund av en betydligt högre belastning på det aeroba steget där än i det motsvarande systemet utan JKL-tillsats. De likartade resultaten trots belastningsskillnaden kan tyda på en positiv effekt av simultanfällningen. Utan kontrollerade uttag av överskottsslam var dock metallutsläppen större än efter de övriga behandlingarna.
Tre olika biologiska system har jämförts för behandling av avloppsvattnet från Astras anläggning vid Snäckviken. Den eventuella fördelen med ett anaerobt steg före den avslutande aktivslambehandlingen diskuteras. Försöket har visat att vattnet är behandlingsbart under anaeroba betingelser och biogas bildas med tillfredsställande utbyte. Något mer organiskt material bryts också ner med kombinationen anaerobi/aerobi. Biogasen och den ökade COD-avskiljningen motiverar dock knappast den ökade behandlingsvolym som troligen skulle krävas. Minskad slamproduktion är en avgjord fördel med anaeroba system. Ett alternativ är dock att röta det aeroba slammet. Det suspenderade materialet i aktivslamstegen var olämpligt att avskilja med sedimentering, andra metoder bör prövas. De aktuella lösningsmedlen bröts inte ner särskilt effektivt under anaeroba betingelser, troligen beroende på fluktuationer i belastningen. De studerade tungmetallerna var i stor utsträckning bundna till suspenderat material i utgående vatten. Med suspavskiljning kan metallutsläppen minskas kraftigt. De anaeroba stegen tycks binda något mer av metallerna, troligen i form av sulfider. Utan tillgång till analyser av specifika, potentiella problemsubstanser finns det inte mycket som talar för ett anaerobt steg. Eventuella fördelar som det skulle ge kan erhållas på andra sätt.
Den mikrobiella nedbrytningen av ett antal organiska föreningar som kan förekomma i skogsindustriella avloppsvatten har studerats i laboratorieförsök. Undersökta ämnen var klorerade fenolära föreningar, klorerade veratroler, fettsyror, hartssyror, steroler, triterpenalkoholer och komplexbildaren EDTA. Alla de studerade föreningarna utom EDTA avlägsnades effektivt under aerob behandling vid realistiska belastningar. I en del fall kan omvandling till andra föreningar förekomma, utan fullständig nedbrytning. Dessutom får man ofta räkna med en viss adsorption till biomassan. Tekniskt och ekologiskt är det viktigaste att toxiska föreningar förhindras att nå recipienten, dvs att det behandlade vattnet efter sedimentering inte innehåller skadliga halter av miljöfarliga ämnen. Ämnen adsorberade till biomassan förutsätts tas omhand i destruktionen av överskottsslam. Nedbrytningen av steroler har studerats speciellt. De kan antingen brytas ned i en biologisk slutbehandling av totalavloppsvattnet eller i separat behandling av renseriavloppsvattnet. Detta innehåller en stor del av sterolerna i en begränsad volym. Försöken visade att nedbrytningen av steroler är helt beroende av sam-metabolisism med andra lättnedbrutna föreningar. Avgörande för hur snabb och fullständig nedbrytningen blir är alltså förhållandet mellan steroler och dessa kolkällor. Det förhållandet kommer att variera mellan olika bruk och i både renseriavloppsvattnet och i totalavloppsvattnet
En bättre kunskap om vilka kulturer och betingelser som är mest effektiva vad gäller nedbrytning av olika klorerade föreningar skulle underlätta optimeringen av biologiska behandlingssystem. Nedbrytningen av några klororganiska föreningar som förekomemr i avloppsvatten från tillverkningen av blekt sulfatmassa studerades i laboratoriereaktorer. Följande föreningar valdes som representanter för olika grupper: 4,5-diklorguajakol, 3,4,5-triklorguajakol, 3,5-diklorkatekol, 6-klorvanillin (klorfenolära föreningar), 1,1-diklordimetylsulfon (DKDMS, dominerande klorerad neutralsubstans), klordehydroabietinsyra (klorerad hartssyra) och triklorättiksyra (högklorerad alifatisk syra). Olika mikrobiella kulturer adapterades till blekeriavloppsvatten under aeroba, kloratreducerande, sulfatreducerande och metanproducerande betingelser. Nedbrytningen av de tillsatta substanserna med dessa kulturer ensamma och i kombination studerades. En adapterad aerob kultur avlägsnade effektivt alla de undersökta ämnena utom DKDMS från vattenfasen. DKDMS metaboliserades bäst under strikt anaeroba betingelser. Räknat på en given reaktorvolym var kombinationen anaerob+aerob behandling den bästa för flera av de studerade substanserna.
Biologisk behandling med nitrifikation och denitrifikation har provats i pilotskala vid deponin i Högbytorp. Det behandlade dammvattnet var en blandning av lakvatten från deponin, permeat från ultrafiltrering av oljeslam och en del dagvatten. Reningsprocessen innehöll nitrifikation, för- och efterdenitrifikation, samt ett avslutande aerobt polersteg. Slamhalter kring 2,5 g/l och en hydraulisk uppehållstid kring 6 dygn gav vid 20 grader C en stabil process och bra reningsresultat. I vattenfasen erhölls följande haltminskningar: COD-65%, BOD7->95%, Kväve-85-90%, Fosfor-80%, metaller-20-80%, toxicitet->85%. Kvarvarande organiskt bundet kväve och tungmetaller kan begränsa möjligheterna att släppa vattnet direkt till en liten recipient. Både dammvattnet, metanol och glykolhaltigt spillvatten från Arlanda kunde användas för dentrifikationen. I försöket tillsattes ca 0,55 l metanol/m3 behandlat vatten. Med en mer optimal utformning kan den siffran kanske sänkas till ca 0,3 l/m3. Bioslammet sedimenterade och kompakterade väl, trots ett ganska stort inslag av filamentbildande organismer. Överskottsslam var lätt att avskilja och troligen också att avvattna. Slammet hade hög askhalt (50%). Kalciumhalten var mycket hög, men tungmetallhalterna var låga. Slamproduktionen var ca 0,3 kg/m3 behandlat vatten. En grov uppskattning visar att kostnaden för nitrifikation och dentrifikation skulle bli mellan 20 och 30 kr/m3 dammvatten, exklusive kostnader för omhändertagande av uttaget bioslam.
En genomgång av mängder, sammansättning och omhändertagande av vissa typer av avfall från den svenska massa- och pappersindustrin har gjorts. I rapporten finns en tabell som sammanfattar de viktigaste resultaten. Övrigt omhändertagande för kemiskt slam och bioslam är huvudsakligen som jordförbättringsmedel. Det uttagna överskottet av elfilterstoft från sodapannan går till avlopp. Metallanalyser har utförts på ett stort antal slam för att ge underlag för bedömningar av lämpligt omhändertagande. Mängden lakvatten från egna deponier uppskattades 1994 till ca 2 000 000 m3. Av den mängden går 25-30 % till brukens biologiska rening, där den akuta toxiciteten troligen elimineras. Rapporten innehåller beskrivning av förbehandling (t ex avvattning), diskussion av alternativt omhändertagande av de olika avfallen, och en liten internationell utblick.
Omfattande pilotförsök har genomförts för att undersöka olika sätt att effektivisera befintliga luftade dammar i skogsindustrin. Målsättningen med projektet var att genom pilotförsök finna metoder att modifiera luftade dammar så att de kan ge reningseffekter motsvarande väl fungerande aktivslamanläggningar, en fullständig kloratreduktion och låga utsläpp av närsalter. Totalavloppsvatten från tillverkning av blekt och oblekt barr- och lövvedssulfatmassa integrerat med pappersbruk behandlades. Genom att i pilotanläggningen återföra slam från sedimenteringen kunde slambelastningen sänkas från den stora luftade dammens ca 1,5-2 kg COD/kg slam, dygn till under 0,2 COD/kg slam, dygn i pilotdammen. Samtidigt infördes en oluftad zon i början av dammen. Detta gav tillsammans med den låga belastningen ett mycket väl sedimenterande slam, som resulterade i låga utsläpp av suspenderat material och tillät en hög ytbelastning (över 2 m/h) i eftersedimenteringen. 20 % av dammvolymen avdelades som anoxisk (oluftad) zon med slamhalten ca 1 g/l. Resten av volymen luftades, halten löst syre hölls vid 2 mg/l, och slamhalten var där drygt 2 g/l. Inga närsalter tillsattes. Temperaturen var ca 30ºC och den hydrauliska uppehållstiden var 1,5 dygn. I rapporten diskuteras hur skalan kan ha påverkat resultaten. Ungefärliga kostnader för ombyggnad av en befintlig damm enligt det framtagna förslaget har beräknats för några standardfall.
The biological degradation of EDTA at different pH, sludge load and sludge age has been investigated in laboratory experiments. The experiments showed that relatively fast degradation of EDTA in the form found in this waste water (from production of TMP) took place at least at pH around 8,5 with moderate COD load and high sludge age. In continuous reactors the degradation of EDTA in a pulp and paper waste water was 2-3 mg EDTA/g SS*day at both pH 7 and 8,5, and at sludge ages from 5 to 21 days. The degradation was dependent on sludge load, and no degradation was seen above 1 g COD/g SS*day. In kinetic experiments with half strength waste water the same degradation rate (1,5-2 mg EDTA/g SS*day) was found at pH 7 and at pH 8,5 with sludge of low age (9 and 5 days SRT). Much faster degradation was found at pH 8,5 with sludge of high age (21 days in the continuous experiment). The mean degradation rate was over 10 mg EDTA/g SS*day from 20 to 5 mg EDTA/l. vmax was determined to be 35 mg EDTA/g SS*day and KM to 31 mg EDTA/l. COD removal was at least as good at pH 8,5 as at pH 7. Sludge properties were best at pH 8,5 and long sludge retention time (giving low sludge load). Both sludge volume index and residual suspended solids after sedimentation were lower than under normal conditions at pH 7. The direct cost for caustic lime would be about 15 SEK per ton of TMP, with a water like the one investigated here. This can vary a lot dependent on starting pH and buffering capacity. Costs for addition of nitrogen source could probably be omitted, but this is normally not more than 1-2 SEK per ton of TMP
En sammanställning av den svenska skogsindustrins viktigaste fasta avfall har gjorts. Totala mängder och nuvarande hantering anges i rapporten. Utgående från detta har man sökt nya möjligheter till utnyttjande eller kvittblivning av de olika restprodukterna. Bakgrund till arbetet är det ökade kretsloppstänkandet, den aviserade deponeringsskatten och kommande förbud att deponera organiskt avfall. De flesta skogsföretagen har i större eller mindre omfattning arbetat med avfalls/-restprodukt frågan. Här behandlas inte interna åtgärder för att minska bildningen av restprodukter, utan främst strävan att minska deponeringen och att utvinna energi. I båda fallen är avvattning ett viktigt moment, men konventionell avvattningsteknik behandlas inte i rapporten. Några fall av alternativt utnyttjande finns också, och andra som utreds på olika håll nämns.
Rapporten sammanfattar hur man tar hand om olika typer av avfall i svensk skogsindustri idag. Hanteringen har påverkats av den införda deponeringsskatten, förbudet att deponera brännbart avfall från 2002, och kommande förbud att deponera organiskt material. Den innehåller också en sammanfattning av läget beträffande återföring av aska till skogsmark. De avfallsslag som tas upp är askor, grönlutsslam, mesa, sodastoft, bioslam, kemslam, fiberslam, avsvärtningsslam, smetrester och renseri- och vedgårdsavfall. Trenden för oorganiska produkter går mot konstruktionsmaterial, medan organiska slam i allt högre grad blir bränsle eller jordprodukter. Viktigt för den fortsatta hanteringen av många avfallsslag blir hur man kommer att definiera organiskt avfall inför deponeringsförbudet år 2005
In the LIFE+ project ITEST, Increased Total Efficiency in Sewage Treatment, a technical solution for efficient and improved nitrogen removal from municipal wastewater was demonstrated. This technical solution, which is based on operating the sewage treatment plant (STP) at a temperature of about 20°C even during periods with a cold inflow using waste heat, has been tested in pilot scale at Hammarby Sjöstadsverk i Stockholm. In this report, the results and evaluation of the demonstration period of the technology, performed at Hammarby Sjöstadsverk, Stockholm is presented. The results show that the nitrogen removal increased in a treatment line operated at 20°C in comparison to the removal efficiency in a parallel line with fluctuating temperature, thus achieving lower output concentrations. The need for aeration was reduced, but on the other hand increased use of electrical power was needed to overcome the pressure drop in the heat exchanger. Among other parameters, choice of heat exchanger influences the life cycle assessment of the process.
I denna studie har upptag och emissioner av växthusgaser för aktiviteter förknippade med den svenska skogsindustrins beräknats för åren 2001-2003. Emissioner och upptag i svensk skog och emissioner vid skogsbruk, vid produktion av skogsprodukter och vid transporter inom Sverige har ingått i inventeringen. Studien kommer fram till att nettoresultatet för svenska skogsindustrin är ett årligt upptag på ca 1,6 milj ton CO2-ekvivalenter. Upptaget i skogsekosystemet beräknades till ca 5,2 milj ton CO2-ekvivalenter och emissionerna i det skogsindustriella produktionssystemet beräknades till 3,5 milj ton CO2-ekvivalenter.
I tidigare studier av utsläpp till vatten har fokus legat på lakvatten från kommunala avfallsupplag (Öman m.fl. 2000a ). Syftet med undersökningarna var dels att ta fram och utveckla en metodik för bedömning av lakvatten och dels att utreda vilka typer av kemiska föreningar ett lakvatten normalt innehåller. För att erhålla något slags referensmaterial till de föreningar och ämnen som analyserats i lakvattnen och de halter som mätts upp tidigare startades detta projekt. I projektet har ett antal dagvatten från sorteringsytor provtagits och analyserats tillsammans med ett dagvatten från en avisningsyta vid en flygplats. Dessutom har tre behandlade lakvatten ingått i studien tillsammans med ett grundvatten, ett utgående renat avloppsvatten och ett normalt belastat recipientvatten i närheten av en större stad. Samtliga vattentyper har provtagits och analyserats med hjälp av en tidigare framtagen metodik för bedömning av lakvatten (Öman m.fl. 2000a). Rapporten innehåller data för koncentrationer av ett 100-tal föreningar för de flesta vattnen. Resultaten av studien pekar på att dagvattnen från sorteringsytor tillhör den typ av vatten som innehåller de högsta koncentrationerna av miljöstörande föreningar som lipofila organiska föreningar och tungmetaller. En stor del av föreningarna finns bundna till partiklar i vattnet. Dagvatten från sorteringsytor i Sverige står dock för endast uppskattningsvis 2 % av de totala lakvattenflödet på 12 miljoner kubikmeter Tre grupper av föreningar har visat sig förekomma oftare än andra i stort sett i samtliga vattentyper. Dessa är bromerade flamskyddsmedel, tennorganiska föreningar och nonyl- och oktylfenoletoxilater. I studien har det dessutom framkommit att en stor del av de närvarande lipofila organiska föreningarna och metallerna i en lakvattendamm koncentreras i ytfilmen. Ytfilmen utgör därför en potentiell transportväg för miljöstörande föreningar. Dessutom har det inom projektet visats att både avloppsvatten och lakvatten innehåller kemiska föreningar som kan ha en hormonell effekt.
Vid deponin Fläskebo utanför Göteborg har man sedan start år 2003 deponerat enligt nya förordningen, varför lakvatten från Fläskebo deponi kan anses vara av den typen vi kommer att se från deponier utan organiskt material. Fläskebo valdes därför ut som referensobjekt att jämföra med lakvatten från äldre deponier (Öman och Junestedt 2007). Det är tydligt att lakvatten från nyanlagda deponier kommer att ha en annan sammansättning än det från äldre deponier. Den minskade mängden organiskt material i deponin kommer främst att minska läckaget av löst organiskt material och ammoniumkväve. Viktigt är också att miljön i deponin inte längre kommer att vara anaerob, åtminstone inte i större delen. Följden av det är, förutom en minskad bildning av biogas, att metallerna i deponin inte längre kommer att bindas som sulfider. En större andel metaller kan därför återfinnas i lakvattnet. Övergången kommer på lång sikt att helt förskjuta fokus i lakvattenbehandlingen. Idag är det primära att minska mängden ammonium, och lättnedbrutet organiskt material. Bara i vissa fall krävs att mängden av tungmetaller minskas, och därför räcker oftast en biologisk behandling. För lakvatten från en nyanlagd deponi behövs ett biologiskt steg bara för en mycket känslig recipient, medan man kan behöva fälla ut tungmetaller oftare.
Fosfor är en globalt begränsad resurs som är viktig som näringsämne för livsmedelsförsörjningen. Kommunalt avloppsvatten innehåller stora mängder fosfor som idag inte återvinns och reningsprocessen är därmed att betrakta som en sänka för denna viktiga resurs. I denna rapport presenteras en utredning av status för tekniker och för återvinning av fosfor från kommunal avloppsvattenrening och vilka kostnader en återvinning medför. För återvinningen är användbarheten av den återvunna fosforprodukten grundläggande, vilket till stora delar är beroende av i vilken grad fosforprodukten kan renas från tungmetaller. Värdet av fosforprodukten bestäms dels av användbarheten för gödsling, dels av om den kan användas som råvara i fosfatindustrin. Det högsta ekonomiska värdet har produkter som är identiska med de fosforprodukter som idag tillverkas av fosfatindustrin och därmed har ett högt förädlingsvärde och stor efterfrågan. En mängd tekniker för fosforåtervinning har utvecklats och finns i allt från idéstadium och prototyp till drift i full skala. Kostnaderna varierar men är ofta höga i jämförelse med produktion av jungfrulig fosfor. Förutsättningar är också olika som till exempel skala för rimlig ekonomisk drift. I storskaliga anläggningar med slamförbränning synes rening av askan från tungmetaller och användning av askan som gödning vara en ekonomiskt tillämpbar teknik. Vid utvärdering av tekniker för återvinning av fosfor från kommunal vattenrening bör ett flertal faktorer tas hänsyn till. Kostnaden för upparbetning bör t.ex. vägas mot kostnaden för omhändertagande av slam. Viktiga är också krav på renhet, till exempel halt av tungmetaller som kadmium. Det är därför viktigt att belysa de alternativa behandlingsmetoderna ur ett systemperspektiv och utifrån det perspektivet vidare utveckla metoderna.
Projektets syftet var att undersöka alternativa sätt att för reningsverk med beaktande av retentionen uppfylla avloppsdirektivets (91/271/EEG) krav. Avsikten har inte varit att visa kostnaden för enskilda verk, utan bara ge en uppskattning av den totala kostnaden. Förenklingar och schabloner har använts som i enskilda fall kan ge mycket stora fel, medan summan av kostnaden för många verk hamnar i rätt storleksordning. Målsättningen har varit att för varje tillrinningsområde i södra Sverige till havsbassängerna Östersjön, Öresund, Kattegatt och Skagerack, identifiera det mest kostnadseffektiva sättet att antingen nå kraven i direktivet enligt bilaga 1, tabell 2 för varje enskilt verk >10 000 pe eller att för hela avrinningsområdet nå 75 % reduktion beräknat på belastningen från samtliga verk (>25 pe) i området. Projektet har resulterat i uppskattade kostnader för att minska utsläppen av kväve från kommunala avloppsreningsverk i södra Sverige. Endast åtgärder vid verk med en belastning på minst 10 000 pe har beaktats. När det gäller val av insatser vid specifika verk är lokala betingelser helt avgörande, och detta är bara en grov uppskattning av de totala kostnaderna. Den enda generella synpunkt som kan ges är att det på grund av retentionen av kväve från inlandsverk är mer kostnadseffektivt att bygga ut kustverken om man vill minska belastningen på omgivande hav.
The Baltic Sea suffers from eutrophication and one major effect is that seaweed and algae accumulate in large volumes on beaches along the sea. The seaweed and algae undergo partial decomposition which constitutes a major obstacle for usage of the beaches for bathing and other recreation. The costs for removing the seaweed and algae in order to make the beaches available for tourism and recreation are substantial, but the benefits from tourism greatly exceed the cost for removing the algae. Additionally, the removal of the algae also brings about important environmental and social benefits since the phosphorous, cadmium and nitrogen in the algae are extracted from the Baltic Sea. The removal of algae also makes coastal areas available for spawning fish and other organisms by improving the availability of oxygen. When decaying, algae also contribute to high emissions of methane, which would be reduced if the algae are removed. The initial idea of this project was to digest the sampled algae in a fermentation plant. The intention was to achieve recycling of the phosphorus while eliminating the cadmium content. During the project it was concluded that this is possible but not viable. This is carefully elaborated in the appendix “technical feasibility and ecological assessment”. The PhosCad project has investigated and examined the most cost-efficient solutions for removing the algae, recycling the phosphorous, reducing the level of cadmium and utilizing the residue for production of biogas and as fertilizer. The business plan framework is based on the results from the technical feasibility and ecological assessment report and presents the motives for removing the algae from a municipal business perspective. The municipality of Trelleborg functions as a case study since detailed information concerning beach related tourism and cost for removing algae is available for this city. Drying, incineration and ash disposal , with partial drying and incineration for district heat and electricity, is considered to be the most viable way to handle the material. The project benefits, including municipal tax revenues from beach related tourism and environmental benefits substantially outweigh the project costs, i.e. costs for drying, transport, incineration and ash disposal. All costs and benefits are rough estimates and not all cost information is available, and needs to be further investigated in a fully elaborated business plan. The increase in algae blooms have resulted in empty beaches and reduced beach tourism all around the Baltic Sea. The suggested method, Drying, incineration and ash disposal, is most likely of interest to many other regional and local governments around the Baltic Sea, at least as interim measures until more far reaching measure are implemented to improve the marine environment in the Baltic Sea.
Under de senaste 5-10 åren har driftstörningarna ökat i många kommunala avloppsreningsverk. Det har främst varit problem med syresättning, slammets sedimenteringsegenskaper och skumning, med ökade utsläpp som följd. Det här projektet startade med teorin att en del av problemen hade samband med den ökade användningen av biologiskt lätt nedbrytbara tensider. En viktig del i projektet var också att testa möjligheterna till övervakning och styrning av verken med multivariata metoder. En mycket stor mängd data har samlats in från fem reningsverk (Borlänge, Gävle, Haparanda, Karlstad och Örebro). Prover har tagits varannan timme under särskilda intensivprovtagningsdygn. Förutom de vanliga variablerna har då också halten av tensider och fettsyror analyserats, liksom syreöverföringen. Dessutom har verken varje vecka sammanställt en mängd driftdata inklusive mikrobiell och fysikalisk karakterisering av bioslammet. Projektet har visat att: * Tensider och fettsyror i avloppsvattnet stör syreöverföringen. * Problemen kan minskas genom att minska slambelastningen (höja slamhalten), och/eller genom att adsorbera en del av inkommande fettsyror på överskottsslammet. * Mikroskopering av bioslammet och mätningar av dess separationsegenskaper ger värdefulla upplysningar om processens tillstånd. *Det finns möjligheter att övervaka, och styra, processen i realtid med hjälp av några extra givare och multivariata modeller. Ett exempel är modellering av halten totalfosfor i inkommande vatten, som kan beräknas utifrån andra variabler.
Projektet initierades eftersom ett flertal kommunala avloppsreningsverk belastade med bryggeriavlopp upplevt olika typer av driftproblem. Typiska problem har varit: Igensättning av biobäddar. Slamsvällning med utsläpp av suspenderat material som följd. Luktproblem och problem med svavelvätebildning. Höga utsläpp av fosfor och BOD Följande möjligheter har diskuterats och bearbetats inom projektet. Minimera och jämna ut den organiska belastningen från bryggeriet. Anaerob behandling av BOD-rika avloppsströmmar från bryggerierna. Balansen mellan närsalter och organiska ämnen. Olika typer av förfällning samt flotation som primärbehandling för att minska belastningen till efterföljande biosteg. För- respektive nackdelar med separat avloppsvattenledning från bryggeriet. Membranfiltrering som ett alternativ till uppkoncentrering av bryggeriavlopp. Screening av eventuella toxiska ämnen i bryggeriavloppet som kan störa driften av ett kommunalt avloppsreningsverk. Nya aspekter för att förändra driften av biobäddar
För att minska belastningen av läkemedelsrester från avloppsvatten på recipienten (främst Stångån) har Tekniska verken i Linköping, i samarbete med IVL Svenska Miljöinstitutet genomfört pilotskaletester med ozonering för att använda som underlag för dimensionering, implementering och drift av fullskaleanläggningen vid Linköpings största avloppsreningsverk, Nykvarnsverket. Systemet består av ett ozoneringssteg mellan biosedimentations- och efterdenitrifikationsprocessen. Förutom dimensionerings- och drifttekniska aspekter, undersöktes även eventuella störningar av ozonbehandlingen på efterföljande biologi samt biologins förmåga att reducera problemet med att ozonoxidation kan bilda ekotoxiska oxidationsbiprodukter. Slutmålet var att reducera halterna i utgående vatten av de mest prioriterade läkemedelssubstanserna till halter som inte leder till negativa effekter i recipienten, om den naturliga utspädningen av utgående halter räknas med. Pilottester med den tilltänkta processkonfigurationen vid Nykvarnsverket genomfördes under andra halvåret 2014. I undersökningen ingick kartläggning av både dygnsvariation och massflöde över hela anläggningen, dos-respons-undersökningar för ozondoseringen, belastningsstyrningsförsök och ekotoxikologiska studier. Från inledande mätningar skapades en prioritetslista för läkemedelssubstanser vid Nykvarnsverket som den extra ozoneringen skulle hjälpa till att reducera. Listan bygger på riskkvoten mellan koncentrationen i utgående vatten (medelvärde) och den lägsta koncentration av en substans där toxiska effekter på den akvatiska miljön inte påvisats enligt tillgänglig vetenskaplig litteratur, samt hänsynstagandet till olika säkerhets-faktorer och utspädning i recipienten (Stångån). En hög risk definierades som en riskkvot på 1 eller högre och vid intervallet 0,1–1 definierades risken som måttlig. Fem ämnen (oxazepam, metoprolol, östron, trimetoprim och etinylöstradiol) klassades som hög risk och sju ämnen klassades som måttlig risk efter inventeringen av nuvarande reningen utan ozonering. Vid försöket med en ozondos på 5 mg O3/L återstod endast en substans med hög risk (oxazepam, riskkvot 2) och två substanser med måttlig risk (metoprolol, riskkvot 0,5 och östron, riskkvot 0,13). Vid högre doser kan koncen-trationen av dessa substanser minskas ännu mer, men då ökar samtidigt den eventuella risken för ökad ekotoxicitet orsakad av oxidationsprodukter från ozoneringen. Ekotoxtester bestående av östrogen aktivitet, grön- och rödalg, Nitocra- och Ames-tester visade ingen negativ påverkan vid de testade ozondoserna (upp till 18,4 mg O3/L). Höga halter av den cancerogena föreningen bromat kunde inte heller detekteras vid rimliga ozondoser (<10 mg O3/L). Höga syrehalter in till denitrifikationen till följd av ozoneringen kunde snabbt reduceras i det biologiska steget utan att påverka denitrifikationen. Mängden bakterier i det behandlade vattnet minskades kraftigt redan vid relativt låga ozondoser (<8 mg O3/L). Genomförda aktivitetsmätningar på bärarmaterial i efterdenitrifikationsbassängen visade ingen negativ påverkan på biologin. Möjligtvis kunde en ökad tillgänglighet av organiskt material och tidigare organiskt bundet kväve detekteras. Kvävereningen under försöket har fungerat mycket bra förutom vid externa störningar kopplade till etanoldoseringen. Testerna visade också på möjligheten till en belastningsstyrning via en återkoppling från ozon-residualen i gasfasen- och absorptionsmätning (UVA). Baserat på dessa resultat kommer Tekniska verken nu arbeta med fullskaleimplementering av ozonrening vid Nykvarnsverket.
The hatchability and survival of eggs from Moorfrog (Rana arvalis) and condition and growth of hatched larvae were examined in presence of various concentrations of di-2-ethylhexyl phtalate (DEHP) in the sediment. Two types of sediment have been used in the biological assay. Fine sediment comprising mostly degraded organic material and a coarse type consisting of higher degree at two temperatures 10 and S°C. Each test series consisted of three different concentrations of spiked sediments, 1000, 300 and 100 mg DEHP/k:g dw together with solvent (acetone) control and control. Five replicants were examined for each of the different treatments. Exposure to DEHP conducted at 1ooc showed no significant effect on the hatching frequency and median hatching time for all tested concentrations, compared to the control groups. soc, except that the lower temperature gave a significant decrease in hatching frequency for all tested concentrations compared to the 10°C series. The lower hatchability at the lower temperature indicated that an unnaturally high stress factor was added to the experiments when exposure was conducted at the lower temperature. Larval mortality was less than 2 percent, in all tested concentrations and was not correlated to the temperature. There was no significant difference in mortality among the various treatments. The visual morphological deformities were also low in all tested concentrations and no significant difference could be established. Growth measurements showed no significant difference between the sediment types or a dose related difference within the 10°C and S°C experiments. Parallel to DEHP, an identical experiment with diisononyl phthalate (DINP) was performed in the same manner at 10°C. Exposure to DINP showed no significant effect on the hatching frequency and median hatching time for all tested concentrations, compared to the control groups. There was no significant difference in mortality and growth among the various treatments. Visual morphological deformities were also low in the controls as well as in all tested concentrations and no significant difference could be established.
Mätning av metan från källor där organiska restprodukter hanteras behövs eftersom det kan uppstå utsläpp till luft i olika delar av systemet. En av dessa källor är slamlager vid avloppsreningsverk. Denna rapport redovisar mätningar av metanutsläpp i slamlagret vid avloppsreningsverket Slottshagen som ägs av Norrköping Vatten. Mätningar som genomfördes av IVL Svenska Miljöinstitutet enligt en mätmetod som valdes enligt önskemål från ARV och rapporten innehåller även en diskussion kring osäkerheter med vald metod samt vilka kompletterande mätningar som rekommenderas för att få en mer fullständig uppfattning av de totala utsläppen av metan och andra växthusgaser. Enligt dessa mätresultat släpps runt 30 kg metan ut från slamlagret under ett dygn. Utifrån dessa mätvärden kan en genomsnittlig metanavgång på 0,17 kg CH4 per m3 slam in i slamlagret och dygn skattas.
Olika biologiska gasreningsmetoder har studerats i pilotskala vid tre olika industriella anläggningar. Rapporten innehåller en sammanfattande diskussion och de tre fallstudierna. Vid en lackfabrik behandlade man en luftström med blandade lösningsmedel, ca 0,3 g VOC/m3. Enbart ett biofilter med torv/barkblandning jämfördes med en kombination med biofilter och en regenerativ adsorptionsanläggning med hydrofob zeolit. Nattetid desorberades VOC från zeoliten med varm luft som cirkulerades över biofiltret. Enbart biofiltret gav ca 80% avskiljning av VOC, medan kombinationen gav ca 90%. Kostnaden beräknades till ca 70 kr/kg avskiljd VOC i båda fallen, exklusive byggnader, projektering, installation och personal. Uppvärmning av biofiltret kan vara en stor kostnad. Vid ett flexotryckeri behandlades luft med ca 1 g etanol/m3 i samma biofilter som ovan. Reningseffekten var ca 80%. Överbelastning gav problem med syrabildning och lågt pH. Kostnaden beräknades på samma sätt som ovan till ca 20 kr/kg VOC. Vid en återvinningsanläggning för lösningsmedelsrester provades ett biofilter med inert fyllning av lecakulor. Stora variationer i halt och sammansättning förekom. Reningsgraden var högst 50%. Försök med vattenskrubbning visade att bara mellan 50 och 65% av VOC var vattenlösligt, vilket säkert bidrog till den dåliga effekten i filtret. En enkel miljöanalys visade att kombinationen biofilter och sorbent i många fall kan förbättra miljönyttan med reningen.
Nedbrytning av VOC från lackfärger och oljedimma med hjälp av UV-ljus har undersökts. Det har visats att man för de flesta ämnen får en bättre avskiljning genom att använda kombinationen UV-ljus och kolfilter, jämfört med enbart kolfilter. Vid nedbrytningen av butylacetat, som är vanligt förekommande i lackfärger, har det vid höga halter bildats ättiksyra. Ättiksyran tas upp dåligt i kolfilter, och därför kan den totala reningseffekten minska med UV-behandlingen. Vid lägre halter butylacetat har man dock fått en fullständig nedbrytning till koldioxid och vatten. Att det kombinerade systemet ofta blir billigare beror till en del på direkt nedbrytning i UV/ozonsteget, men också på att kolet fortlöpande regenereras med restozon. Kolväten i oljedimman har bestått av isoparafiner med kollängden C11-C15 och av butylstearat, man har haft en bra nedbrytning/avskiljning med kombinationen UV-ljus och aktivt kol. Skillnaden mot bara kolfilter har ökat under försökets gång, allt efter det att kolfiltret mättas. Här har effekten av regenerering av kolet varit tydlig, kolets livslängd före regenerering har förlängts med en faktor nära tre. UV metoden kombinerat med aktivt kol är den mest kostnadseffektiva behandlingsmetoden för de delflöden av oljedimman som innehåller relativt låga halter VOC. De mer VOC bemängda delflödena, som i det här fallet också var varmare, behandlas mest kostnadseffektivt med en katalytisk förbränning. För lackeringen, vid de undersökta förhållandena med relativt låga halter, säger leverantörsuppgifter att ett uppkoncentreringssteg med ett regenerativt kolfilter i kombination med katalytisk förbränning troligen är det mest kostnadseffektiva valet. Greiff beskriver ett system med cirkulerande luft över lackboxarna för att erhålla högre halter. Ytterligare forskning som skulle vara intressant är enligt IVL: 1) För oljedimman: att kyla de varmaste luftgaserna, för att se om man därigenom kan minska VOC innehållet tillräckligt för att kunna behandla kvarvarande VOC med UV- ljus och kolfilter. 2) För lackeringen a) Att använda sig av ett kolfilter som förfilter som utjämnar de kraftiga svängningarna av VOC halterna. Detta skulle kunna leda till dels en luktreduktion, dels till att man får bättre förhållanden för ett efterföljande UV-behandlingssteg. b) Att i samarbete med lackerare undersöka möjligheten att införa system med recirkulerande ventilationsgaser från lackboxarna som renas med förbränning. Utreda vilka lösningsmedel som är lämpliga att behandla med UV/ozon.