Smartare reglerteknik ska ge effektivare luftningsprocesser på reningsverk. Halvvägs in i projektet är resultaten lovande.

Stockholms reningsverk vill satsa på energieffektiv luftning av avlopps­­vatten. I ett projekt som leds av IVL Svenska Miljöinstitutet med stöd från Uppsala universitet ingår tre av Stockholms största reningsverk Käppala­verket, Henriksdal och Himmerfjärds­verket.

Doktoranden Linda Åmand leder projektet.

– Det är ovanligt att ha liknande försök på tre stora reningsverk, säger Linda Åmand.

På Himmerfjärdsverket, som drivs av Syvab, är Kristina Stark Fujii ansvarig.

– Vi har fokus på nitrifikationen av ammonium i vår del av projektet, berättar Kristina Stark Fujii.

En välfungerande luftning är grundläggande i biologiska reningsprocesser. Med hjälp av reglerteknik vill man i projektet få en energieffektivare rening med bibehållen reningsgrad. Samtidigt vill man undvika de lustgasutsläpp som kan uppstå i de biologiska processerna.

Enligt Linda Åmand är inte alltid internationell forskning inom området helt tillämpbar i Sverige. Det har att göra med att vi i Sverige har tillstånd som utgår från kvartals- och årsmedelvärden.

– Det är en fördel i Sverige att vi mäter långa tidsserier. Vi sparar energi på det, säger Linda Åmand.

I luftningsprojektet är det halvtid just nu. 1,5 år har gått och lika lång tid är kvar. Den strategi man arbetat med hittills i fullskala på verken är zonreglering av syre och ammoniummätning på utgående vatten. I en försökslinje på Syvab har flera zon­-indelade luftventiler och syregivare installerats.

– Vi kan kontrollera i vilken zon ­nitrifikationen ska ske, säger Kristina Stark Fujii.

Hon berättar att ett normalt syrebörvärde i Himmerfjärdsverkets nitrifikations­bassänger är 2 mg/l men att det tidigare varit svårt att uppnå när ammoniumbelastningen är låg och syrehalterna kan sticka iväg upp mot både sex och sju mg/l.

– I försökslinjen ligger vi nu stadigt på 1,5 – 2,5 mg per liter, säger Kristina Stark Fujii.

– Vi ser att man kan bibehålla reningsnivån samtidigt som vi sparar energi, säger Linda Åmand.

Under hösten har man vid försökslinjen på Himmerfjärdsverket arbetat med placeringarna av ammonium-mätarna och med att försöka styra inloppspumparna till ett jämnare flöde.

– En stor poäng är att underlätta driften. Även om man behöver en extra givare ska det bidra till en mer robust drift på sikt, säger Linda Åmand.

Det finns mycket att vinna på att styra luftmängden till den biologiska reningen bättre. Beroende på vad man har för utgångsläge när man startar kan det handla om i storleksordningen 10 – 20 procent minskad energiförbrukning med relativt enkla åtgärder.

Parallellt med energieffektiviseringen ska man i projektet också mäta lustgashalterna i luften som avgår från biosteget. Detta i samarbete med ett annat forskningsprojekt som leds av SLU. Den mätningen har satt igång på Käppalaverket under hösten.

– En stor del av det inkommande kvävet kan avgå som lustgas men eftersom lustgas är en växthusgas är det bättre att kvävet avgår som kvävgas som det är tänkt. Avgången av lustgas styrs delvis av syrehalten i vattnet men lustgasavgången har visat sig variera mycket mellan olika verk och det är därför viktigt att mäta lustgasavgången på plats och försöka förstå hur processen fungerar, säger Linda Åmand.

Lustgas är en 300 gånger mer potent växthusgas än koldioxid. Genom att mäta lustgasutsläppen ska man styra så att inte miljönyttan förlorar på växthusgasutsläpp vad den vinner i energieffektivisering.

För Syvabs del är projektet välkommet på flera sätt.

– Vi ska ändå bygga om biosteget inför nya kommande krav där vi behöver större kapacitet för nitrifikationen, säger Kristina Stark Fujii.

En erfarenhet som man kan ta med sig från luftningsprojektet är att tänka på var väggar ska placeras i bassängerna för att få zoner som kan stängas och styras för att optimera den biologiska processen. Placeringen av givare och bra instrumentering är andra delar att ta med sig.

Under de återstående ett och ett halvt åren som projektet ska fortgå på Him­merfjärdsverket ska man få återkopplingen på ammoniumhaltsmätningen att fungera som önskat. Eventuellt kommer man även här att hinna mäta lustgasutsläppen.

Även om det kan vara tidsödande att arbeta i fullskala så tycker Linda Åmand att mötet mellan forskning och verklighet är värt allt besvär.

– Ur Syvabs perspektiv får vi detta bra utrett och har fått en spark för att sätta igång arbetet med energieffektivisering, säger Kristina Stark Fujii.

Satsningen på resurseffektivare luftning i reningsverk finansieras av de ingående reningsverken, IVL (via Stiftelsen IVL) samt Svenskt Vatten via VA-kluster Mälardalen.

Marknadsöversikt: luftare

Luftning av avloppsvatten är grundläggande i biologiska renings­processer. När vi nu gör en genomgång av marknaden för luftare är det inte helt lätt att göra detta överskådligt. Vi har valt att låta leverantörerna fylla i värden för sina olika utrustningar på några fastställda parametrar. Det här ger ett visst utrymme för godtycklighet då olika leverantörer kan ha räknat fram prestanda på olika sätt och under olika förhållanden. Vi hoppas ändå att sammanställningen ska kunna ge lite idéer till användarna och att vi lyckas visa att det finns många olika leverantörer och tekniklösningar att välja mellan.

Tabellen i tidningen är utformad för helhetslösningar och ger därför inte utrymme för till exempel de reglerventiler/avluftnings­ventiler som leve­reras av bland andra Egger Turo Pumps och Vatek.

Några tillfrågade företag har av olika skäl valt att inte vara med i sammanställningen.

Xylem och MAF Pump har sär­skilt påpekat att Nm3 gäller vid tem­peratur 0°C, inte vid 20°C.

Tabellen med marknadsöversikten hittar du endast i den tryckta utgåvan av Cirkulation 8/11.

Text: Erik Winnfors Wannberg

Fler bilder, faktarutor, tabeller, etc, kan finnas i den tryckta utgåvan av Cirkulation.