Massa- och pappersindustrier generar stora mängder processvatten som bildar biprodukten slam vid rening. Vid bioreningen på Smurfit Kappa bildas två slam, fiberslam samt biologiskt slam. Slamavvattningsprocessen är en av de mest kostsamma processerna i hela vattenreningsprocessen då det krävs kemikalier som är kostsamma samt stora mängder energi för att uppnå önskad torrhalt. Den önskvärda torrsubstanshalten efter slamavvattningsprocessen ligger runt 30-35% där polymer samt FeSO4 (järnsulfat) används för att effektivisera avvattningsprocessen. Polymer är ett flockningsmedel som bidrar till att de fasta partiklarna bildar flockar och därav kan vätskan avlägsnas lättare. FeSO4 hjälper till med borttagningen av fosfat i slamblandningen samt motverkar bildningen av H2S i slamavvattningslokaler samtidigt som den har en liten effekt på slamavvattningsförmågan. Ett av syftena i detta examensarbete var att undersöka de optimala kemikaliedoseringarna för att uppnå önskad torrsubstanshalt för slammet. Fiberslammet kan uppnå en högre torrhalt än vad det biologiska slammet kan och därav tillsätts fiberslam till slamavvattningsprocessen med det biologiska slammet för att uppnå en högre slutlig torrsubstanshalt. Förhållandet mellan dessa två olika sorters slam varierar, vilket undersöktes i detta arbete, dvs. vilket förhållande som var mest optimalt för att uppnå den önskvärda torrsubstanshalten. Sista steget i slamavvattningsprocessen bestod utav skruvpressen där den slutliga torrhalten uppnås. Undersökningar för att se om torrsubstanshalten som avläses från datorprogrammet DCS överensstämmer med torrhalten i skruvpressen vid provtagning genomfördes. Dessutom undersöktes samband mellan slamnivån i försedimenteringen och fiberslamkoncentrationen. Resultaten från studien visar att då det rådde låg konduktivitet i ingående processvatten bör polymerdoseringen inte vara mindre än 0,04 g/l då järnsulfatdoseringen är över 0,4 g/l samt inte under 0,075 g/l om järnsulfatdoseringen dras ner till 0,4 g/l eller mindre. Järnsulfatdoseringen bör ej vara under 0,35 g/l då det är låg konduktivitet, eller under förhållanden då det råder hög konduktivitet under en kort period. Studien visar också att det under längre perioder med hög konduktivitet inte med säkerhet går att fastställa någon optimal polymerdosering eller järnsulfatdosering. Samma slutsats kan dras gällande slamflödesförhållandet under hög konduktivitet i längre perioder och vid låg konduktivitet och hög konduktivitet under korta perioder. För att med säkerhet kunna dra slutsats krävs det att testkörningar utförs under stabila förhållanden samt under längre tidsperioder. Sambandet mellan fiberslamkoncentrationen i försedimenteringen och slamnivån i försedimenteringen visar att ändring av slamnivån i försedimenteringen ger en förskjutning av ändring av fiberslamkoncentrationen. Studien visar även att torrsubstanshalten vid provtagning följer värdet som visas i kontrollprogrammet DCS med en skillnad på någon procent.

<p>Hedesunda reningsverk är beläget i södra delen av Gävle kommun och hanterar avloppsvatten från Hedesunda samhälle och ett fåtal närbelägna byar. Antalet anslutna personer är strax över 1500. Reningsverket byggdes på 1960-talet och byggdes om i slutet av 1990-talet. Vid ombyggnaden anlades torkbäddar för avvattning av det slam som produceras vid reningsverket. Inledningsvis fungerade dessa torkbäddar bra men sedan 2005 har slammet i bäddarna inte avvattnats i önskad omfattning.</p><p> </p><p>Syftet med detta examensarbete var att utreda hur slamavvattningen i Hedesunda ska se ut i framtiden. Utgångspunkten var att den nuvarande lösningen är otillräcklig och att en förändring är nödvändig. Inledningsvis delades frågeställningen upp i två separata delar: avvattning av slammet och avsättning för avvattnat slam. Fokus låg på ekonomiska och miljömässiga aspekter av slamhantering och en sammanvägning av dessa gjordes där så var möjligt.</p><p> </p><p>Frågan om hur avvattningen bör se ut undersöktes genom att en enkät skickades ut till nio olika företag som levererar avvattningsutrustning. Dessa fick svara på 17 frågor om vilken lösning de ansåg vara bäst lämpad för reningsverket i Hedesunda. Sammanlagt samlades sex olika svar in. Utöver dessa undersöktes även alternativet att restaurera de befintliga torkbäddarna närmare. Detta skedde bland annat genom provtagning och analys av slammet i bäddarna. De olika alternativen för slamavvattning sammanställdes och jämfördes genom att varje undersökt parameter delades in i intervall som gav olika betyg. De tre alternativ som enligt denna undersökning ansågs bäst lämpade var att restaurera de befintliga bäddarna, att anlägga vassbäddar eller att installera en mindre silbandpress.</p><p> </p><p>Då slammet avvattnats återstår frågan kring hur det avvattnade slammet ska hanteras. Detta undersöktes genom att två alternativ studerades närmare. Dessa var att fortsätta med den nuvarande hanteringen som är kompostering och tillverkning av anläggningsjord eller att certifiera slammet genom REVAQ och sprida det på åkermark. Ett försök till att skatta kostnaden för de båda alternativen gjordes, bland annat genom att frågor ställdes till de kommuner/driftbolag som idag är certifierade enligt REVAQ. Kostnaden för certifiering och spridning på jordbruksmark är betydligt mycket högre än kostnaden för kompostering. Certifieringsalternativet innebär dock en större måluppfyllelse i och med att fosfor återförs till produktiv mark.   </p><p> </p><p>Resultatet av studien är ett konkret förslag på hur slamavvattning och avsättning för slam vid Hedesunda reningsverk kan skötas i framtiden. Detta förslag innebär att de nuvarande torkbäddarna restaureras och att möjligheterna att certifiera flera delar av Gästrike Vatten AB:s verksamhet utreds närmare. Att enbart certifiera slam från Hedesunda reningsverk anses ekonomiskt orimligt.</p> / <p>Hedesunda wastewater treatment plant (wwtp) is located in the southern part of Gävle municipality in Sweden. The wwtp treats wastewater from Hedesunda community and a few nearby villages. All in all there are approximately 1500 persons connected to the plant. Hedesunda wwtp was originally built in the 1960’s and was restored in the late 1990’s. At the restoration sludge drying beds were built on the site for sludge dewatering. Initially, these beds worked fine but since 2005 the dewatering result has not been satisfactory.</p><p> </p><p>The objective of this master thesis has been to investigate different alternatives for a more effective sludge handling at Hedesunda wwtp in the future. Initially the sludge handling process was divided into two different parts: sludge dewatering and management of dewatered sludge. The focus has been on economical and environmental aspects of sludge handling and where it’s been possible these factors have been weight together.</p><p> </p><p>The question of how a more effective dewatering of sludge could be achieved was answered by a questionnaire that was sent to different companies that supply dewatering equipment to the Swedish market. Altogether six answers were collected. Besides these answers the option of restoring the existing sludge drying beds was also considered. The latter was done by sampling and analyzing sludge in the existing beds, among other things. The different options for dewatering were compiled and compared in a matrix where every parameter was split up in intervals and assigned grades. Three options that received the highest total grade were considered the best options. These were: restoring the sludge drying beds, reed beds and a small belt filter press.</p><p> </p><p>The matter of how to handle the dewatered sludge was simplified to a study of only two alternatives. These were to continue the present handling or to certify the sludge according to REVAQ and use it as fertilizer. Attempts to estimate the cost for the two alternatives were made. The cost for certification is higher than the cost for composting, but to certify the sludge will lead to a higher target achievement.</p><p> </p><p>The study resulted in concrete suggestions for how the sludge at Hedesunda wwtp can be handled in the future. This suggestion states that the existing sludge drying beds should be restored and that the possibility to certify several wwtp:s within Gästrike Vatten AB should be investigated. It is not considered economically plausible to certify sludge from Hedesunda wwtp alone.</p>

Hedesunda reningsverk är beläget i södra delen av Gävle kommun och hanterar avloppsvatten från Hedesunda samhälle och ett fåtal närbelägna byar. Antalet anslutna personer är strax över 1500. Reningsverket byggdes på 1960-talet och byggdes om i slutet av 1990-talet. Vid ombyggnaden anlades torkbäddar för avvattning av det slam som produceras vid reningsverket. Inledningsvis fungerade dessa torkbäddar bra men sedan 2005 har slammet i bäddarna inte avvattnats i önskad omfattning.   Syftet med detta examensarbete var att utreda hur slamavvattningen i Hedesunda ska se ut i framtiden. Utgångspunkten var att den nuvarande lösningen är otillräcklig och att en förändring är nödvändig. Inledningsvis delades frågeställningen upp i två separata delar: avvattning av slammet och avsättning för avvattnat slam. Fokus låg på ekonomiska och miljömässiga aspekter av slamhantering och en sammanvägning av dessa gjordes där så var möjligt.   Frågan om hur avvattningen bör se ut undersöktes genom att en enkät skickades ut till nio olika företag som levererar avvattningsutrustning. Dessa fick svara på 17 frågor om vilken lösning de ansåg vara bäst lämpad för reningsverket i Hedesunda. Sammanlagt samlades sex olika svar in. Utöver dessa undersöktes även alternativet att restaurera de befintliga torkbäddarna närmare. Detta skedde bland annat genom provtagning och analys av slammet i bäddarna. De olika alternativen för slamavvattning sammanställdes och jämfördes genom att varje undersökt parameter delades in i intervall som gav olika betyg. De tre alternativ som enligt denna undersökning ansågs bäst lämpade var att restaurera de befintliga bäddarna, att anlägga vassbäddar eller att installera en mindre silbandpress.   Då slammet avvattnats återstår frågan kring hur det avvattnade slammet ska hanteras. Detta undersöktes genom att två alternativ studerades närmare. Dessa var att fortsätta med den nuvarande hanteringen som är kompostering och tillverkning av anläggningsjord eller att certifiera slammet genom REVAQ och sprida det på åkermark. Ett försök till att skatta kostnaden för de båda alternativen gjordes, bland annat genom att frågor ställdes till de kommuner/driftbolag som idag är certifierade enligt REVAQ. Kostnaden för certifiering och spridning på jordbruksmark är betydligt mycket högre än kostnaden för kompostering. Certifieringsalternativet innebär dock en större måluppfyllelse i och med att fosfor återförs till produktiv mark.      Resultatet av studien är ett konkret förslag på hur slamavvattning och avsättning för slam vid Hedesunda reningsverk kan skötas i framtiden. Detta förslag innebär att de nuvarande torkbäddarna restaureras och att möjligheterna att certifiera flera delar av Gästrike Vatten AB:s verksamhet utreds närmare. Att enbart certifiera slam från Hedesunda reningsverk anses ekonomiskt orimligt. / Hedesunda wastewater treatment plant (wwtp) is located in the southern part of Gävle municipality in Sweden. The wwtp treats wastewater from Hedesunda community and a few nearby villages. All in all there are approximately 1500 persons connected to the plant. Hedesunda wwtp was originally built in the 1960’s and was restored in the late 1990’s. At the restoration sludge drying beds were built on the site for sludge dewatering. Initially, these beds worked fine but since 2005 the dewatering result has not been satisfactory.   The objective of this master thesis has been to investigate different alternatives for a more effective sludge handling at Hedesunda wwtp in the future. Initially the sludge handling process was divided into two different parts: sludge dewatering and management of dewatered sludge. The focus has been on economical and environmental aspects of sludge handling and where it’s been possible these factors have been weight together.   The question of how a more effective dewatering of sludge could be achieved was answered by a questionnaire that was sent to different companies that supply dewatering equipment to the Swedish market. Altogether six answers were collected. Besides these answers the option of restoring the existing sludge drying beds was also considered. The latter was done by sampling and analyzing sludge in the existing beds, among other things. The different options for dewatering were compiled and compared in a matrix where every parameter was split up in intervals and assigned grades. Three options that received the highest total grade were considered the best options. These were: restoring the sludge drying beds, reed beds and a small belt filter press.   The matter of how to handle the dewatered sludge was simplified to a study of only two alternatives. These were to continue the present handling or to certify the sludge according to REVAQ and use it as fertilizer. Attempts to estimate the cost for the two alternatives were made. The cost for certification is higher than the cost for composting, but to certify the sludge will lead to a higher target achievement.   The study resulted in concrete suggestions for how the sludge at Hedesunda wwtp can be handled in the future. This suggestion states that the existing sludge drying beds should be restored and that the possibility to certify several wwtp:s within Gästrike Vatten AB should be investigated. It is not considered economically plausible to certify sludge from Hedesunda wwtp alone.

För att minska klimatpåverkan är energisnåla processer och användning av fossilfria bränslen viktigt. Vid stabilisering av avloppsslam vid reningsverk är en vanlig metod rötning som förutom att ta hand om slammet även producerar biogas, ett fossilfritt bränsle med låga växthusgasutsläpp. Processer som drivs inom det mesofila temperaturområdet har visat sig vara stabila och ger en jämn gasproduktion. Det mesofila området sträcker sig mellan 25–40°C men de flesta processer drivs mellan 35–40°C. Den här studien undersöker möjligheten att sänka temperaturen inom det mesofila området för att få en lägre energiförbrukning och en energisnålare process. Då det är viktigt att biogasproduktionen inte försämras av en sänkt temperatur har skillnad i utrötningsgrad, metanpotential och utrötningstid undersökts vid tre olika temperaturer (32, 34,5 samt 37,5°C) via satsvisa utrötningsförsök. Utöver påverkan på biogasproduktionen har en energibalansberäkning utförts för rötkamrarna vid Uppsala reningsverk. Detta ger ett mått på hur stora vinster i värmeenergi en sänkt temperatur kan leda till. En betydande kostnad vid reningsverk är avvattningen av slam och det är därför viktigt att den inte riskerar att försämras om temperaturen sänks. Ett filtreringsförsök som mäter CST (Capillary Suction Time) ger ett mått på slammets avvattningsegenskaper och har därför utförts vid tre olika temperaturer. Resultaten visade ingen försämring i biogasproduktion vid en sänkning till 34,5°C och en minskning i metanpotential med 11 % vid en sänkning till 32°C. Nedbrytningshastigheten försämrades inte vid en sänkt temperatur. Vinster i form av lägre värmeförbrukning uppgick till 14 % vid sänkning till 34,5°C och 27 % vid sänkning till 32°C. Avvattningsförsöket visade ingen försämrad avvattning vid lägre temperaturer. Den här studien visar att det finns en möjlighet att sänka temperaturen i rötkammaren vid reningsverket i Uppsala och på så sätt sänka energiförbrukningen. För att bekräfta resultaten bör även kontinuerliga försök utföras men denna studie visar att det är möjligt att få en lyckad nedbrytning även i lägre mesofila temperaturer. Resultatet öppnar upp för fortsatta undersökningar om temperaturförändringar inom det mesofila området och kan leda till en optimering av rötningsprocessen och möjlighet att få en effektiv och energisnål produktion av biogas. / Energy efficient processes and the use of fossil free fuels play an important role in order to reduce the impact of climate change. Anaerobic digestion is a common way for stabilizing sewage sludge at wastewater treatment plants (WWTP). One of the benefits with anaerobic digestion is that it also produces biogas, a fossil free fuel with low greenhouse gas emissions. An operational temperature within the mesophilic range has proven to give a stable process with an unfluctuating production of gas. The mesophilic temperature range between 25-40°C but most processes are operated between 35-40°C. This study investigates the opportunity to lower the temperature within the mesophilic range in order to reduce energy consumption. It is important to maintain the production of biogas with a lower temperature. Therefore, the reduction in VS-content (VS-volatile solids), methane yield and time for degradation was determined by a BMP-experiment (BMP-Biochemical Methane Potential) in three different temperatures (32, 34.5 and 37.5°C). In order to quantify the reduction in heat consumption with lower operational temperatures the change in heat balance for a full-scale WWTP in Uppsala was calculated. A major part of the operational cost is dewatering of sludge and it is therefore important that it does not deteriorate with a lower temperature. The effect on the dewaterability at different temperatures was examined by a filterability test measuring CST (capillary suction time). The results from the study showed no significant difference in methane yield between 37.5°C and 34.5°C. The methane yield at 32°C was 11 % lower compared to 37.5°C but the degradation kinetic was not affected by a temperature change. The reduction in heat consumption was 14 % when the temperature was reduced to 34.5°C and 27 % when it was reduced to 32°C. The filterability test did not show a deterioration with lower temperatures. The study showed that it is possible to reduce the operational temperature for anaerobic digestion at the WWTP in Uppsala in order to reduce the energy consumption. To confirm these results a continuously experiment should be done, but this study shows that it is possible to get a successful degradation in a lower mesophilic temperature. This leads the way for further investigations within the mesophilic range and could lead to optimizing anaerobic digestion and the opportunity to get an energy efficient production of biogas.

Fältstudien gjordes för att utreda om det var möjligt att använda renat, filtrerat avloppsvatten för polymerberedning och i längden även som övrigt processvatten på Ellinge reningsverk. Testerna utfördes i fullskala med både vatten från mellansedimenteringen och slutsedimenteringen. Genom omfattande provtagningar och analysering av resultaten visade det sig vara en fungerande metod utan negativ påverkan på polymerlösningen och slamavvattningen. Det krävs dock mer arbete och ytterligare reningssteg såsom desinficering för att implementera det renade avloppsvattnet på hela vattensystemet. / The field study was done to investigate whether it was possible to use purified, filtered wastewater for polymer preparation and in the long run also as other process water at Ellinge treatment plant. The tests was performed in full scale with both water from the intermediate sedimentation and the final sedimentation. Through extensive sampling and analysis of results, it proved to be a working method without a negative impact on the polymer solution and sludge dewatering. However, more work and addiotional purification steps such as disinfection are required to implement the treated wastewater on the entire water system