Pilotförsök med membranbioreaktor för avloppsvattenrening

Sammanfattning

Det finns ett växande intresse för kommunal avloppsvattenrening med membranteknik i Sverige. Fördelarna med membranteknik är att låga utsläpps- och partikelhalter kan uppnås på en liten anläggningsyta. Den största nackdelen är en ökad energi-förbrukning, på grund av den ökade luftning för rengöring av membranen och stora recirkulationsflöden som innebär ökad pumpenergi. Stockholm Vatten har beslutat att införa membranteknik i befintliga volymer på Henriksdal avloppsreningsverk. Detta för att klara både framtida skärpta utsläppskrav och en ökad belastning (fördubblad till år 2040, jämfört med dagens belastning). Ökningen orsakas av avvecklingen av Bromma reningsverk i kombination med en allmän befolkningstillväxt. Försök med en MembranBioReaktor (MBR) har under ett år genomförts på Hammarby Sjöstadsverk där en skalenlig pilotanläggning med membranteknik, Sjöstadsverkets Linje 1, har jämförts med en konventionell reningsanläggning, Henriksdal. Flödena under försöket motsvarade prognosticerade flöden för Henriksdal år 2040. Fyra olika driftsfall studerades i pilotförsöken där inflödet av avloppsvattnet varierade mellan: konstant medelflöde, dynamiskt medelflöde och maximalt flöde (förväntad maximal veckobelastning år 2040). Följande slutsatser kunde dras: Förväntade utsläppskrav, <0,2 mg/L Tot-P och <6 mg/L Tot-N, var möjliga att uppnå under minst en månad för samtliga driftsfall. Vid maximalt flöde tilläts en högre dos av både järnsulfat och kolkälla. Vid normal dosering av järnsulfat noterades ingen negativ effekt med fouling på membranen. Det fanns inte heller några indikationer på att förbrukningen av järnsulfat, vid normal dosering, skilde sig i MBR-systemet jämfört med Henriksdal. Vid maximala belastningsfallet doserades en högre halt järnsulfat vilket resulterade i låg utgående fosfathalt kring 0,1 mg/L. Det fanns dock en indikation på att förhållandet mellan avskild mängd fosfor per doserad mängd järn försämrades vid den högre dosen. Membranen hade en hög medelpermeabilitet och robust avskiljning av partikulärt material under hela försöksåret. Slammets filtrerbarhet analyserades med två mätmetoder inom ett examensarbete. Filtrerbarheten förbättrades under tiden som försöket pågick, och var god enligt mätmetodernas referensvärden. Membranen rengjordes med kemikalier, oxalsyra och natriumhypoklorit, vid fem tillfällen. Vid ett av dessa tillfällen analyserades halten klororganiska föreningar, AOX, i utgående vatten. AOX ökade under det dygn som rengöringen genomfördes från 0,03 till 0,6 mg/L i utgående vatten. Efterföljande dygn var halterna åter 0,03 mg/L. Det var möjligt att hålla en hög slamhalt i Sjöstadsverket Linje 1, 4000 -10 000 mg/L, genom hela försöket. Även den totala slamåldern var hög jämfört med traditionella system; 15-50 dygn. En jämförelse mellan slammets aktivitet; nitrifikations- och denitrifikationshastighet, visade dock att aktiviteten var lägre i MBR-systemet än i Henriksdal. Nitrifikation noterades i MBR-reaktoren vid belastningstoppar av ammonium.  Detta gjorde att nitrifikationen, från systemet i sin helhet, var fullständig under hela försöksåret.

Medarbetare: Jing-Jing Yang, Klara Westling, Anders Björk, Christian Baresel, Oscar Samuelsson

Nyckelord: membranteknik, avloppsvattenrening, utsläppskrav, fouling, flux, permeat, permeabilitet

Typ: Rapport

År: 2014

Rapportnummer: B2215

Författare: Oscar Samuelsson, Hugo Royen, Niklas Dahlén, Christer Laurell, Elin Ottosson, Christian Baresel, Klara Westling, Rune Bergström, Jonas Grundestam, , Jing-Jing Yang, , Anders Björk, Erik Lindblom

Ladda ner publikation