En alltför stor tillförsel av näringsämnen till sjöar och vattendrag orsakar miljöeffekter i form av ökad tillväxt av planktoniska alger i vattenmassan (algblomning) och igenväxning av stränder, syrebrist i bottensedimenten och ändrad artsammansättning för djurplankton och fisk. Utsläpp av kväve i from av ammonium (NH4+) kan omvandlas till ammoniak (NH3) som är toxiskt för de flesta vattenlevande organismer redan vid mycket låga koncentrationer.  För många svenska avloppsreningsverk väntas en skärpning av befintliga reningskrav avseende kväve och fosfor i samband med nya tillståndsprövningar i enlighet med vattendirektivet. Samtidigt kan nya typer av krav komma att baseras på de prioriterade ämnen som identifierats utifrån ramdirektivet. Kiruna avloppsreningsverk väntas vid en framtida omprövning av tillståndet behöva investera i en kvävereningsanläggning för att minska utgående halt av ammonium i det renade avloppsvattnet och bidra till att recipientens status uppnår ”God status”. Genom att jämföra för- och nackdelar med olika reningstekniker med hänsyn till inkommande halter kväve, kvävets väg genom processen, anläggningens lokalisering och tillgängliga ytor, investeringskostnader samt det kalla klimatet har denna studie undersökt olika möjligheter för att reducera mängden ammoniumjoner genom oxidation vid Kiruna avloppsreningsverk. Studien visade att det vid en framtida investering finns ett flertal fördelar med att välja en reaktor med biofilmsbärare (MBBR) som kompletterande steg för kväverening. / An excess of nutrients in lakes and watercourses can cause environmental effects such as increased growth of planktonic algae (algal bloom) in the water and reed vegetation at the beaches, lack of oxygen in the bottom sediment and altered species composition. Emission of nitrogen in the form of ammonium (NH4+) can be converted to ammonia (NH3) which is toxic to most aquatic organisms already at very low concentrations. For many Swedish waste water treatment plants, stricter emission standards is expected for nitrogen and phosphorus in accordance with the EU Water Framework Directive (WFD). Simultaneously, new types of emission requirements may be based on the priority substances identified on the basis of the WDF. In the future, the Kiruna waste water treatment plant is expected to need to invest in a nitrogen treatment plant to reduce the emissions of ammonium in the purified wastewater, to help the recipient’s status achieve “Good status”. By comparing the advantages and disadvantages of various purification techniques with regard to incoming nitrogen levels, the levels of nitrogen through the process, the plant’s location and available areas, investment costs and the cold climate, this study has investigated various possibilities for reducing the amount of ammonium by oxidation at the Kiruna waste water treatment plant. The study showed that in a future investment, there are several benefits of choosing a moving bed biofilm reactor (MBBR) as a complementary step for nitrogen removal.

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 < 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 < 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.

Lakvatten innehåller ofta stora mängder föroreningar som kan vara skadliga för människor och miljön. På Löt avfallsanläggning som ägs och drivs av Söderhalls renhållningsverk AB (SÖRAB) finns en aktiv deponi för icke-farligt avfall (IFA-deponi) som ger upphov till ett lakvattenflöde med höga halter av ammoniumkväve. Om höga halter av kväve läcker ut i naturen kan det påverka biologiska processer negativt och orsaka problem som övergödning. Fram till 31/12 2014 står Löt avfallsanläggning under prövotid. Under prövotiden har SÖRAB fått ålagt att bland annat utvärdera den kemiska karaktären på samtliga vattenströmmar på anläggningen och optimera vattenreningen för de olika delströmmarna utifrån vattnets karaktär. Under prövotiden har SÖRAB tilldelats provisoriska utsläppsvillkor i form av riktvärden.  På grund av de höga halterna av kväve i lakvattnet från IFA-deponin har SÖRAB haft svårt att klara de provisoriska riktvärden som satts upp för utsläpp av kväve. För att undvika skadlig miljöpåverkan i recipienten dit vatten från anläggningen avleds har SÖRAB utvecklat och konstruerat en pilotanläggning för kontinuerlig biologisk rening (KBR-anläggning) där lakvattnet från IFA-deponin ska behandlas för att reducera utsläppen av kväve från avfallsanläggningen. I KBR-anläggningen utnyttjas de biologiska processerna nitrifikation och denitrifikation för att avskilja kväve från lakvattnet. Detta projekt syftar till att optimera driften av SÖRAB:s anläggning för kontinuerlig biologisk rening av näringsrikt lakvatten med avseende på avskiljning av kväve. I projektet undersöktes olika parametrars inverkan på avskiljningen av kväve. De parametrar som utvärderades var, uppehållstid i reningsstegen, vattentemperatur, fosforbehov samt behov av extern kolkälla. Resultaten visade att vid ett flöde på 420 m3/d genom KBR-anläggningen kunde fullständig nitrifikation och denitrifikation uppnås vid vattentemperaturer över 14 °C om en fosfatfosforhalt över cirka 1 mg/L upprätthölls i dessa reningssteg. Utöver detta krävdes en tillsats av kolkälla i denitrifikationssteget motsvarande en COD-tillsats på fyra gånger nitratkvävehalten i inkommande vatten till denitrifikationssteget. Med dessa parameterinställningar kunde närmare 100 % av det oorganiska kvävet i vattnet avskiljas i KBR-anläggningen, vilket motsvarade en reningseffekt på 66-85 % med avseende på avskiljning av totalkväve. I projektet gjordes även en jämförelse mellan KBR-teknik och andra tekniker för behandling av näringsrikt lakvatten. Jämförelsen visade att KBR-tekniken utgör ett mycket gott alternativ för avskiljning av kväve från näringsrika lakvatten med avseende på både reningseffekt och kostnad. Då reningseffekt och kostnad sammanvägdes var det enbart rening i konventionella avloppsreningsverk som kunde konkurrera med kontinuerlig biologisk rening i den form som användes i detta projekt. / Landfill leachate often contains contaminants that can be harmful if they are discharged into the environment without proper treatment. At SÖRAB’s (Söderhalls renhållningsverk AB) waste treatment site in Löt there is an active landfill for non-hazardous waste that generates leachate containing high levels of nitrogen in the form of ammonium. If large amounts of nutrients leak out into the environment it can have a negative impact on biological processes and cause problems such as eutrophication and acidification. The waste treatment site is until 31 December 2014 under a trial period where the owner company is obliged to, amongst other things, characterise the chemical composition in the runoff from the treatment areas and leachate from the landfill. The characterisation is done in order to find the best treatment methods for the different streams of water. Due to the high levels of nitrogen in the leachate from the landfill at Löt waste disposal plant the current regulations that are set up for the plant have been difficult to follow. To avoid negative environmental impact on the receiving waters and surrounding lands SÖRAB has constructed a pilot treatment plant for continuous biological treatment (KBR) where the nutrient rich leachate will be treated to reduce the total emissions of nitrogen from the waste disposal plant. The KBR-plant uses nitrification and denitrification to remove nitrogen from the leachate. This project is aimed at optimising SÖRAB’s plant for continuous biological treatment with respect to removal of nitrogen. An important part of the project was to examine the effect of different parameters on the removal of nitrogen in the KBR-plant.  The parameters examined and optimised were retention time in the treatment basins, water temperature, phosphorus demand, and the need of external carbon source. The results showed that for a operational flow of 420m3/d, complete nitrification and the denitrification could be achieved for temperatures above 14°C if the phosphate content was more than 1mg/L in the water. Furthermore, a need for an external carbon source in the denitrification basin was identified. It was found that the need of an external carbon source corresponded to a COD-addition of four times the content of nitrate in the incoming water. With these parameter settings almost 100% of the inorganic nitrogen in the water could be separated in the KBR-plant. The removal of total nitrogen was 66-85%. In the project a comparison was also done between the KBR treatment method and other available treatment methods for nitrogen removal from nutritious leachate. The comparison showed that the KBR treatment method is a very good alternative for removal of nitrogen with regard to treatment efficiency and costs. When both removal efficiency and costs were taken into account only traditional wastewater treatment plants could compete with the KBR treatment method used in this project.

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.