To reduce energy consumption, and to achieve the desired denitrification, the activated sludge process sometimes needs to operate at low dissolved oxygen concentrations. The ASM2d model describes the activated sludge process, if nitrification and denitrification occur during different phases in a sequencing batch reactor (SBR). Despite the widespread study of enhanced biological phosphorous removal, comprehensive sludge floc distribution model remains lacking that would better describe this process. Consequently, the integrated system model has been developed to understand the impact of floc at low DO concentrations, and during the process of biological nitrogen and phosphorous removal. In a wastewater treatment plant used in this study, the dissolved oxygen was controlled at a low concentration, 1.7〖gO_2 m〗^(-3), and the dispersion coefficient into the floc was found to be 〖D=1.2×10〗^(-4) m^2/day. Introduction of a number of effectiveness factors contributed to the development of the ASM2d model described herein. This developed model could be valuable for predicting process behaviours applicable under various configurations. Moreover, parameters and effectiveness factors for the model could be calibrated using a genetic algorithm approach. Optimisation was then achieved by controlling the solids retention time during the activated sludge process.

<p>In connection with Henriksdals wastewater treatment plant (WWTP) a smaller plant is situated called Sjöstadsverket where new methods for wastewater treatment are tested and evaluated in different process lines. On one of the lines experiments with enhanced biological phosphorous removal (EBPR), have been carried out to evaluate if it is a good alternative to traditional chemical phosphorus removal. This thesis evaluates the results from the experiments conducted during fall 2005.</p><p>The incoming water from Hammarby Sjöstad consists of only household wastewater, which gives a wastewater with high concentrations of nutrients and organic carbon. This is partly positive, because one of the limiting factors for effective biological phosphorus removal is the lack of easily biodegradable organic carbon. The high concentrations of ammonium and phosphorus demand a high reduction to achieve the requirements of outgoing concentration.</p><p>To optimize the process experiments with different recirculations and different aeration techniques have been made. The experiments have shown that it is possible to obtain good results, with periods of very low outgoing phosphorus concentrations below 0,15 mg/L. It was, however, hard to obtain a stable process and to keep a good sludge quality during the period.</p><p>Primary sludge was hydrolysed to increase the amount of easily degradable organic material into the biological step of the process. The hydrolyse had a high efficiency during the test period, but with big variations. The most desirable fraction of organic material, VFA, increased to approximately 1500 mg/L during the best periods. This is only 9 % of the amount VFA in the primary sedimentation, but could be increased with a higher flux.</p><p>When the bioP sludge is fermented as a part of sludge treatment, a supernatant from digester sludge with high concentrations of phosphorus is received. To avoid to return phosphor into the activated sludge process and to recycle phosphorus, experiments with phosphorus precipitation were made. By using struvite precipitation up to 92 % of the phosphorus in the supernatant was reduced and precipitated. This was 12 % of the total amount of incoming phosphourus and was achieved at a pH just over 9 in the experiment tank and a Mg:P quote of 1:1.</p> / <p>I anslutning till Henriksdal’s reningsverk ligger Sjöstadsverket som är ett mindre reningsverk där nya reningsmetoder testas och utvärderas i på ett antal olika försökslinjer. På en av linjerna har försök med biologisk fosforrening, även kallat BioP, utförts för att undersöka om det är ett alternativ till konventionell kemisk rening av fosfor. Detta arbete sammanfattar resultaten från de experiment som utförts under hösten 2005.</p><p>I Hammarby Sjöstad, som förser Sjöstadsverket med avloppsvatten, separeras dag och spillvatten, vilket bidrar till ett näringsrikt vatten med en hög halt organiskt material. Detta är delvis positivt, då en av de begränsande faktorerna för en effektiv biologisk fosforrening är bristen på lättillgängligt organiskt material. De höga halterna inkommande fosfor och kväve kräver dock en högre reningsgrad för att de stränga utsläppsmålen ska nås. För att optimera processen har försök med olika inställningar på recirkulationsgrader genomförts och försök med olika luftningsstrategier. Försöksperioden har visat att det går att få mycket bra resultat, med periodvis utgående fosfathalter under 0,15 mg/L. Det har dock varit svårt att få en stabil process och behålla en bra slamkvalitet under hela försöksperioden.</p><p>Primärslam från försedimenteringen har hydrolyserats för att öka mängden lättillgängligt organiskt material in till det biologiska reningssteget. Hydrolysen fungerade bra under hela försöksperioden, dock med stora variationer. Den mest önskvärda fraktionen lättillgängligt organiskt material, VFA, hade under de bästa perioderna ökat till ca 1500 mg/L i hydrolysen. Detta utgör approximativt 9 % av mängden VFA i försedimenteringen, men skulle kunna ökas vid ett större flöde.</p><p>Då BioP-slammet rötas som en del av slambehandlingen fås ett fosforrikt rejektvatten. För att undvika att få in fosfor till aktivslamprocessen och för att ta till vara på fosfor som näringsämne har försök med fosforåtervinning från rejektvatten gjorts. Genom att använda sig av struvitfällning kunde upp till 92 % av fosforn i rejektvattnet reduceras och fällas ut. Detta motsvarar 12 % av den totala inkommande fosforhalten och uppnåddes vid pH strax över 9 i struvitfällningstanken och med en Mg:P kvot på 1:1.</p>

In connection with Henriksdals wastewater treatment plant (WWTP) a smaller plant is situated called Sjöstadsverket where new methods for wastewater treatment are tested and evaluated in different process lines. On one of the lines experiments with enhanced biological phosphorous removal (EBPR), have been carried out to evaluate if it is a good alternative to traditional chemical phosphorus removal. This thesis evaluates the results from the experiments conducted during fall 2005. The incoming water from Hammarby Sjöstad consists of only household wastewater, which gives a wastewater with high concentrations of nutrients and organic carbon. This is partly positive, because one of the limiting factors for effective biological phosphorus removal is the lack of easily biodegradable organic carbon. The high concentrations of ammonium and phosphorus demand a high reduction to achieve the requirements of outgoing concentration. To optimize the process experiments with different recirculations and different aeration techniques have been made. The experiments have shown that it is possible to obtain good results, with periods of very low outgoing phosphorus concentrations below 0,15 mg/L. It was, however, hard to obtain a stable process and to keep a good sludge quality during the period. Primary sludge was hydrolysed to increase the amount of easily degradable organic material into the biological step of the process. The hydrolyse had a high efficiency during the test period, but with big variations. The most desirable fraction of organic material, VFA, increased to approximately 1500 mg/L during the best periods. This is only 9 % of the amount VFA in the primary sedimentation, but could be increased with a higher flux. When the bioP sludge is fermented as a part of sludge treatment, a supernatant from digester sludge with high concentrations of phosphorus is received. To avoid to return phosphor into the activated sludge process and to recycle phosphorus, experiments with phosphorus precipitation were made. By using struvite precipitation up to 92 % of the phosphorus in the supernatant was reduced and precipitated. This was 12 % of the total amount of incoming phosphourus and was achieved at a pH just over 9 in the experiment tank and a Mg:P quote of 1:1. / I anslutning till Henriksdal’s reningsverk ligger Sjöstadsverket som är ett mindre reningsverk där nya reningsmetoder testas och utvärderas i på ett antal olika försökslinjer. På en av linjerna har försök med biologisk fosforrening, även kallat BioP, utförts för att undersöka om det är ett alternativ till konventionell kemisk rening av fosfor. Detta arbete sammanfattar resultaten från de experiment som utförts under hösten 2005. I Hammarby Sjöstad, som förser Sjöstadsverket med avloppsvatten, separeras dag och spillvatten, vilket bidrar till ett näringsrikt vatten med en hög halt organiskt material. Detta är delvis positivt, då en av de begränsande faktorerna för en effektiv biologisk fosforrening är bristen på lättillgängligt organiskt material. De höga halterna inkommande fosfor och kväve kräver dock en högre reningsgrad för att de stränga utsläppsmålen ska nås. För att optimera processen har försök med olika inställningar på recirkulationsgrader genomförts och försök med olika luftningsstrategier. Försöksperioden har visat att det går att få mycket bra resultat, med periodvis utgående fosfathalter under 0,15 mg/L. Det har dock varit svårt att få en stabil process och behålla en bra slamkvalitet under hela försöksperioden. Primärslam från försedimenteringen har hydrolyserats för att öka mängden lättillgängligt organiskt material in till det biologiska reningssteget. Hydrolysen fungerade bra under hela försöksperioden, dock med stora variationer. Den mest önskvärda fraktionen lättillgängligt organiskt material, VFA, hade under de bästa perioderna ökat till ca 1500 mg/L i hydrolysen. Detta utgör approximativt 9 % av mängden VFA i försedimenteringen, men skulle kunna ökas vid ett större flöde. Då BioP-slammet rötas som en del av slambehandlingen fås ett fosforrikt rejektvatten. För att undvika att få in fosfor till aktivslamprocessen och för att ta till vara på fosfor som näringsämne har försök med fosforåtervinning från rejektvatten gjorts. Genom att använda sig av struvitfällning kunde upp till 92 % av fosforn i rejektvattnet reduceras och fällas ut. Detta motsvarar 12 % av den totala inkommande fosforhalten och uppnåddes vid pH strax över 9 i struvitfällningstanken och med en Mg:P kvot på 1:1.

I denna studie har funktionen hos sju anlagda våtmarker för behandling av avloppsvatten i Sverige jämförts över tid med avseende på avskiljning av kväve, fosfor och BOD. Syftet var att undersöka våtmarkernas långsiktiga funktion, skötselåtgärder och relaterade kostnader. Våtmarkerna (1,6 - 28 ha stora) har varit i drift olika länge, mellan 7 och 17 år, och befintliga övervakningsdata samt intervjuer med ansvariga för respektive våtmark användes som grund för studien. Resultaten visade att våtmarkernas reningsfunktion generellt sett varit god utan någon tendens till en försämrad funktion över tid. Våtmarkerna belastades med 1100 - 9900 kg N/ (ha·år) och avskiljde mellan 420 och 2400 kg N/ (ha·år), beräknat som ett medelvärde per anläggning. Belastningen av fosfor var 17 - 145 kg P/ (ha·år) med en avskiljning på 10 - 110 kg P/ (ha·år). En linjär regressionsanalys visade att en högre fosforbelastning också gav en högre avskiljning. Sambandet var svagare för kväve, vilket indikerar att andra faktorer också var viktiga för kväveavskiljningen. Problem med fosforsläpp i våtmarkerna observerades bara där fosforfällning i reningsverken skett med järnbaserad kemikalie, och verkade vara förknippade med tidvisa anaeroba förhållanden i sedimenten. Utgående halter av BOD7 låg på &lt; 5,0 mg/l för alla våtmarker trots stora skillnader i inkommande halt. Kostnaderna för avskiljningen i våtmarkerna var 30 - 190 kr per kg avskilt kväve och 0 - 4700 kr per kg avskilt fosfor. Storleken på kostnaderna var beroende av investeringskostnaden och den årliga driftkostnaden samt hur kostnaden fördelades mellan kväve och fosfor. / In this study, seven constructed free water surface wetlands for wastewater treatment in Sweden were compared, regarding the removal of nitrogen, phosphorous and BOD. The aim was to investigate the long term function, management needs, related costs and look into uncertainties regarding the risk for phosphorous release. The seven wetlands (1.6 - 28 ha) have been in operation for 7-17 years and existing monitoring data were used along with interviews with the staff responsible for the operation. All wetlands performed satisfactorily and there were no indications of a reduced treatment capacity over time. On average, the wetlands received 1100 to 9900 kg N / (ha·yr) and removed 420 to 2400 kg N / (ha·yr). The phosphorous loads varied between 17 and 145 kg P / (ha·yr) and the removal between 10 and 110 kg P / (ha·yr). A linear regression showed that a higher phosphorous load resulted in a higher removal rate. For the removal of nitrogen the linear relationship was weaker, indicating that other factors also were important. Release of bound phosphorous occurred occasionally in wetlands after WWTP using iron based phosphorous precipitation chemicals, and seemed associated with periods when sediments became anaerobic. Effluent concentrations of BOD were &lt; 5.0 mg/l despite varying inflow concentration, and seemed to reflect a background concentration. The costs for the wetland treatment varied between 30 and 190 SEK per kg N removed and between 0 and 4700 SEK per kg P removed. The size of the costs was dependent on investment and management costs as well as how the cost was distributed between nitrogen and phosphorous.

The aim of this report is to present a proposal for a constructed wetland as a complement toHaga treatment plants, Surahammar. First, a literature study in the subject was made andthen a case study was conducted, where Ekeby and Trosa wetland was visited. Parallel anarchival study was performed and several field visits were made to the proposed site toinvestigate the local conditions for constructing a wetland adjacent to Haga treatment plants.Finally, a proposal for the design of the constructed wetland was made. The proposalincludes an oxygenating area for reduction of ammonium to nitrate followed by a system ofdams and channels to convert nitrate to nitrogen diffuses into the air. Phosphorus removaltakes place throughout the residence time in the wetland, as well as reduction of the bacterialload. Expected results for the outgoing water from the wetland is that P-tot can be reduced to0.10-0.11 mg / l, N-tot can be reduced to 11-14 mg / l, a reduction of E. coli, fecal streptococciand intestinal streptococci by 70-99% and a little reduction of residues from drugs take placedue to oxygenation and the UV-irradiation of the water. / Allt vatten här på jorden ingår i den hydrologiska cykeln, så även det renade avloppsvattnet.Avloppsvatten innehåller bland annat kväve och fosfor vilka bidrar till övergödningen avsjöar, vattendrag och hav. Övergödningen är ett utbrett problem och i Västmanland är 53 %av länets sjöar och vattendrag utsatta för det.Syftet med den här rapporten är att ta fram ett förslag till våtmark för Haga reningsverk,Surahammar. Först har information om hur en våtmark kan användas för efterpolering avrenat avloppsvatten tagits fram för att därefter nyttjas som grund i ett förslag till våtmark förHaga reningsverk, Surahammar. Först gjordes en litteraturstudie inom ämnesområdet ochdärefter gjordes en fallstudie där Ekeby och Trosa våtmark besöktes. Parallellt utfördes enarkivstudie och flera områdesbesök på den tilltänkta platsen för att få fram vilkaförutsättningar som finns för att anlägga en våtmark i anslutning till Haga reningsverk ochsist gjordes ett förslag på en våtmark.Anledningen till att anlägga en våtmark kan vara flera, men att avskilja fosfor, kväve samtbryta ner organiskt material är vanliga orsaker. En våtmark fungerar som ett kompletterandesteg till det ordinarie reningsverket och minskar belastningen på recipienten. Hur mycketutsläppen reduceras beror på många faktorer och egenskaper där utformning, vattnetsuppehållstid, syresättning och tillgång till organiskt material är viktiga men även parametrarsom förbehandling av avloppsvattnet och belastningen på våtmarken spelar stor roll. Ävenväxtligheten i våtmarken påverkar det slutliga resultatet, både vad det gäller vad och hurmycket som avskiljs. Avskiljningen av fosfor och kväve sker främst genom sedimentation ochnäringsupptag till växter samt att kväve även avskiljs vid denitrifikation. För den långsiktigaavskiljningen av kväve från vattnets kretslopp är nitrifikation och denitrifikation de som harstörst betydelse. Nitrifikationsprocessen är när ammoniumjoner omvandlas till nitratjoneroch det kräver god tillgång på syre, därefter följer denitrifikationen när nitratjonerna undersyrefria förhållanden omvandlas till kvävgas som diffunderar upp i atmosfären. För attnitrifikationsprocessen ska kunna fungera krävs antingen att det finns ennitrifikationsanläggning i reningsverket eller en syresättningsfas i våtmarken. Det kan skapasgenom att börja våtmarken med en översilningsäng, där det renade avloppsvattnet får strilaner över en bevuxen äng. Vattnet syresätts av luften och nitrifikationsbakterier som trivs bra iväxtligheten utför nitrifikationsprocessen och omvandlar ammoniumjonerna till nitratjoner.Därefter följer ett system av dammar och kanaler där denitrifikationsprocessen tar vid ochomvandlar nitratjonerna till harmlöst kväve. Även i dammar och kanaler har växtlighetenstor betydelse eftersom det bildas biofilm, ett tunt lager av bakterier på växterna, som deltar iden biologiska processen av nedbrytning av organiskt material samt avskiljning av fosfor ochkväve i vattnet.När vattnet passerar genom våtmarken sker också en reducering av antalet bakterier somfinns i det renade avloppsvattnet. Mätningar av E. coli, fekala streptokocker, Koliformabakterier och intestinala enterokocker visar på att halterna kan reduceras kraftigt. Även vissaläkemedel visar tendenser till att brytas ned, men läkemedel är en komplex grupp och detfinns begränsad kunskap om deras omvandling och påverkan i miljön. Det finns dock indikationer om att nedbrytningen av läkemedelsrester är högre i de våtmarker som harsyresättande delar som till exempel översilningsäng.Haga reningsverk är beläget strax utanför Surahammars tätort och har idag en kulvert somleder ut det renade avloppsvattnet från verket till recipienten. Mellan Haga och recipientenligger ett markområde på cirka 750 gånger 750 meter som skulle kunna utnyttjas till envåtmark. Redan idag ligger utsläppsvärdena för Haga reningsverk under de tillåtna halternamen en önskan att ytterligare minska belastningen på miljön finns. Vid analysering avutsläppsvärden för Haga reningsverk framkom att ammoniumkväve utgör en stor andel avutgående totalkväve samt att halterna av totalfosfor, BOD7 och suspenderade ämnen är lågatill måttliga. Ett förslag på våtmark anpassat till de förutsättningar som råder vid Hagareningsverk har tagits fram och presenteras i rapporten. Våtmarken föreslås innehålla tvåsektioner med först en översilningsäng för att reducera den höga andelen ammoniumkväveoch därefter ett damm och kanalsystem för att reducera nitratkvävet. Under hela processensker avskiljning av fosfor samt reducering av bakterier och en viss nedbrytning avläkemedelsrester. Förväntade resultat för det utgående vattnet från våtmarken är att P-totkan reduceras till 0,10–0,11 mg/l, N-tot kan reduceras till 11–14 mg/l, en reducering av E.coli, fekala streptokocker och intestinala streptokocker med 70-99 % samt att en vissminskning sker av läkemedelsrester tack vare syresättning och solens UV-bestrålning avvattnet.