11 |
OPTIMERING AV KVÄVEAVSKILJNINGEN PÅ AVLOPPSRENINGSVERKET I HALLSBERGS KOMMUN : EN TEKNISK-, EKONOMISK- OCH MILJÖMÄSSIG UTVÄRDERINGGrönlund, Lisa January 2011 (has links)
Avloppsreningsverket i Hallsberg kommun är beläget i direkt anslutning till Hallsberg, med Ralaån som recipient. Tekniken på reningsverket bygger på principerna för en klassisk aktivslamanläggning med mekanisk rening, kemisk rening, biologisk rening och en slambehandling där rötning av primär- och sekundärslam används för utvinning av biogas. Hallsberg ARV har under en längre tid haft problem med kvävereningen. Under senaste åren har man överskridit riktvärdet för kväveutsläpp vid ett flertal tillfällen och under 2009 överskreds även gränsvärdet. Riktvärdet för Hallsberg ARV är i dagsläget satt till 10mg NH4-N/l som medelvärde per månad, gränsvärdet är satt till 10 mg NH4-N/l som medelvärde per kalenderår. Då Hallsberg ARV inte drivs vid full kapacitet antas en minskning av kväveutsläppen vara möjlig att genomföra genom trimning av befintligutrustning och processer på verket. Detta antagande låg till grund för det här examensarbetet som syftar till att optimera kvävereningen på Hallsberg ARV. I optimeringen ingick en teknisk, ekonomisk och miljömässig utvärdering av olika alternativa lösningarna för att förbättra funktionen hos anläggningen. Extra hänsyn togs till energi- och kemikalieåtgång i syfte att få en så effektiv drift av verket som möjligt. Arbetet genomfördes genom en initial litteraturstudie på området, vartefter en provtagningsserie om fyra veckor realiserades på verket. Data som ligger till grund för slutsatserna i projektet har också inhämtats från onlinemätare på verket samt från äldre externt analyserade prover. Efter analys av insamlad data antas orsakerna till Hallsberg ARV:s höga utsläpp av kväve bero på en kombination av flera faktorer: -Vid vår och höst kan brunnsslamintaget vara så stort att bräddning sker ut till verket. Detta leder till att kvävebelastningen höjs så kraftigt att nitrifierarna inte hinner acklimatisera sig och får förhöjda kväveutsläpp till följd. -Mycket kväve följer med slammet från simultanfällningen till rötningen. Detta kan påverka halten kväve i rejektet från rötkamrarna som i sin tur kan leda till störningar i kvävereningen. -Centrifugens rejekt innehåller mycket kväve och körs idag endast under ett par dagar i veckan vilket leder till stora variationer i inkommande kvävehalt. -En hög förfällning av fosfor och organiskt material har bidragit till en låg halt av organiskt material i denitrifikationen. Sammantaget föreslås att vidare studier bör genomföras av ovan nämnda områden för att driften på Hallsberg ARV ska kunna drivas med så låga miljömässiga och ekonomiska kostnader som möjligt. / The waste water treatment plant in Hallsberg municipal is situated adjacent to Hallsberg, with Ralaån as a recipient. The technique at the waste water treatment plant is based on the principles for a classical activated sludge treatment plant and includes mechanical treatment, chemical treatment, biological treatment, and a sludge treatment where the digestion of primary and secondary sludge is used for extraction of biogas. Hallsberg waste water treatment plant has during some time had problems with the nitrogen removal with high nitrogen emissions as a consequence. The target value has been exceeded a couple of times during the last years and in 2009 the limit value was exceeded as well. The target value for Hallsberg waste water treatment plant is 10 mgNH4-N/l as an average value per month, the limit value is set to 10 mg NH4-N/l, as an average value per year. Since the waste water treatment plant in Hallsberg not is operating at full capacity, a lowering of the nitrogen emissions is assumed to be possible though a trimming of the existing equipment and of the processes on the site. This assumption formed the basis for this thesis, designed to optimize the nitrogen removal at the waste water treatment plant in Hallsberg. A technical, economical and environmental evaluation was included in the optimization to improve the function of the plant. Extra evaluations were made in the energy- and chemical consumption in order to streamline the operations at the plant as much as possible. The project was carried out through an initial literature-investigation followed by a four week period of sampling and analyzing at the site. The data that form the conclusion in this project has also been collected through online measurements at the plant as well as through analyses of older samples. After analyzing the collected data, the reasons for the high emissions of nitrogen is thought to be due to a combination of reasons: -During the spring and the autumn the external intake of well sludge can lead to a direct release of sludge in to the plant. The change of nitrogen content will not give enough time for the nitrifying bacteria to acclimatize, with elevated emissions of nitrogen as a consequence. -The usage of simultaneous precipitation could lead to an irregular concentration of nitrogen released to the treatment plant from the digesters. This in turn could contribute to higher nitrogen emissions. -The irregularities of the usage of the centrifuge contribute to nitrogen irregularities and contribute to the difficulties of acclimatization of the nitrifying bacteria. -A high pre-precipitation of phosphorus and organic matter has contributed to a level of organic material in the denitrifikation below what is recommended. To sum up, further investigations are suggested in the above mentioned areas to make the operations at the plant carried trough at the lowest possible environmental and economically cost.
|
12 |
Utvärdering av reglerstrategier i luftningssteget på HimmerfjärdsverketWiig, Linda January 2012 (has links)
På Himmerfjärdsverket söder om Stockholm finns åtta luftade bassänger för biologisk rening av avloppsvatten. Genom att syresätta vattnet skapas en miljö där mikroorganismer kan arbeta och omvandla organiskt material och ammonium till koldioxid, vatten och nitrat. Bara luftningen av dessa aktivslambassänger på Himmerfjärdsverket står för nästan en femtedel av verkets totala energiförbrukning och är därför en viktig process att optimera. Under hösten 2011 har några olika reglerstrategier utvärderats genom fullskaleförsök på verket. Denna rapport handlar om dessa försök. Arbetet bygger på ett tidigare utfört examensarbete vid Himmerfjärdsverket och ingår i en större forskningsstudie som leds av IVL Svenska Miljöinstitutet i samarbete med Uppsala Universitet. Syftet med studien är att utvärdera metoder för att optimera luftningen med avseende på reningsgrad och energiförbrukning. Målet med detta examensarbete har varit att implementera ammoniumåterkoppling och att jämföra denna reglerstrategi med en strategi som innebär att luftningen styrs på konstanta syrebörvärden, så kallad syreprofil. Grundtanken var att tre olika reglerstrategier skulle undersökas. Dels en där luftflödet styrs individuellt till sex olika zoner i luftningsbassängen med konstanta syrehalter. Dels två olika strategier där luftningen styrs med hjälp av ammoniumåterkoppling, som innebär att börvärdet för syrehalten hela tiden beräknas av ammoniumregulatorn utifrån värdet på utgående ammoniumkoncentration. På grund av olika begränsningar i anläggningen, såväl fysiska som reglertekniska, har endast två reglerstrategier utvärderats. Dels strategin med konstanta syrehalter och dels en snabb ammoniumåterkoppling där syretillförseln styrs efter den momentana utgående ammoniumhalten. Tanken var att även utvärdera en långsam ammoniumåterkoppling, som reglerar efter ett önskat dygnsmedelvärde för utgående ammoniumhalt, men begränsningar i framför allt styrsystemet tillät inte någon implementering av denna reglerstrategi. Regleringen av lufttillförseln görs med kaskadreglering. Det innebär att vid t ex ammonium-återkoppling är ammoniumregulatorn överordnad syrehaltsregulatorn, som i sin tur är överordnad luftflödesregulatorn. Regulatorerna har i detta arbete trimmats med hjälp av Lambdametoden och i rapporten beskrivs förhållandet mellan dessa regulatorer i praktiken. Utifrån de olika försöken har energiförbrukningen beräknats och resultaten visar att den mest effektiva reglerstrategin är konstanta syrehalter sett till både energiförbrukning och reningsgrad. Resultatet blir att ammoniumåterkopplingen kräver 22 Wh per kilo reducerad ammonium. Den ursprungliga regleringen kräver 21 Wh och reglerstrategin med konstanta syrehalter kräver 14 Wh per kilo reducerad ammonium. För att minimera syretopparna bör varje zon i bassängen kunna regleras individuellt och tekniken med en stegrande syreprofil längs med bassängen bör användas för att jämna ut ammoniumbelastningen i luftningssteget.
|
13 |
Utvärdering av kvävefraktioner i avloppsreningsprocess med membranbioreaktor / Evaluation of Nitrogen Fractions in A Sewage Treatment Process with Membrane BioreactorSöderström, Agnes January 2018 (has links)
Henriksdals avloppsreningsverk genomgår en stor ombyggnation för att kunna hantera bådeökad belastning och de strängare reningskrav som förväntas i framtiden. Med anledning attBromma reningsverk kommer läggas ned, kommer ytterligare avloppsvatten ledas tillHenriksdals avloppsreningsverk. Då även en kraftig ökning av befolkningen iupptagningsområdet förväntas behöver reningsverket klara en fördubblad kapacitet jämfört medidag. Dagens reningskrav med avseende på kväve är 10 mg/L och detta förväntas i framtidenskärpas till 6 mg/L. För att uppnå dessa krav kommer den biologiska reningen i den nuvarandeaktivslamprocessen kombineras med membranfiltrering i en så kallad membranbioreaktor(MBR). I den biologiska reningen renas vattnet från kväve i två steg med hjälp av bakterier.Dessa steg är nitrifikation och denitrifikation. På pilotanläggningen vid Hammarby sjöstadsverk har det under året 2018 varit av intresse attstudera förekomsten av kvävefraktioner i reningslinjen, då den första av sju MBRbehandlingslinjerkommer att startas upp vid Henriksdals ARV i början av 2020. Vid uppstartav denna linje finns vissa begränsningar vad gäller dosering av kemikalier för fosfor- ochkväverening. Ingen kolkälla eller fällningskemikalie kommer att kunna doseras, då tankar fördessa ej kommer vara färdigbyggda. För att undersöka hur kvävet agerar i de olika zonerna, och om det är möjligt att uppnå önskadkväverening under dessa förutsättningar, har 12 provpunkter valts ut i den biologiskareningslinjen. Halten av NO2-N, NO3-N, NH4-N, N-tot och COD har uppmätts i dessa punkterunder fyra separata tillfällen. Proverna har analyserats och massbalanser över de olika tankarnai reningslinjen har ställts upp. Resultaten varierar mellan de olika provomgångarna som utförtspå morgon respektive efter lunch, men en del trender kan observeras. Fördenitrifikationen skeri två tankar, varav den andra tanken, BR2, uppvisar mycket låga eller obefintliga förändringar imassflödet av nitrat-kväve (NO3-N) vilket tyder på att endast en tank med fördenitrifikationenskulle vara tillräcklig. Den första tanken för nitrifikation uppvisar också dåliga resultat vilkenkan tyda på att tanken har för låg syrehalt och behöver luftas bättre. Tanken förefterdenitrifikation har fortfarande stora mängder nitratkväve i utflödet, vilket innebär att tvåtankar med efterdenitrifikation skulle kunna ge bättre resultat. Vid alla provtagningstillfällenuppmättes en halt av totalkväve (N-tot) under 10 mg/L i det renade permeatet. Medelvärdet förde fyra tillfällena låg dessutom under det framtida kravet på 6 mg/L. / Henriksdals sewage treatment plant is undergoing a major reconstruction in order to handleincreased load as well as the stricter cleaning requirements expected in the future. Due to theplanned shutdown of Bromma treatment plant, additional wastewater will be led to Henriksdalssewage treatment plant. When a significant increase in population in the catchment area is alsoexpected, the treatment plant will need a doubling of its capacity compared to today. Today'snitrogen treatment requirements in the effluent wastewater are 10 mg/L and this is expected tobe 6 mg/L in future. To achieve these requirements, the biological treatment step of the currentactive sludge process will be combined with membrane filtration in a so-called membranebioreactor (MBR). In the biological treatment, the nitrogen removal is a two-step process usingbacteria. These steps are nitrification and denitrification. In the pilot plant at Hammarby Sjöstadsverk, in 2018, it is of interest to study the presence ofnitrogen fractions in the process, since the first of seven MBR treatment lines will be started atHenriksdals WWTP early 2020. At the start of this line there are some limitations regardingdosage of chemicals for the removal of phosphorus and nitrogen. No carbon source orprecipitation chemicals will be possible to add, since the storage for these will not be constructedin time for the startup. To examine how the nitrogen acts in the different zones, and if it is possible to achieve thedesired nitrogen removal under these conditions, 12 test points have been selected in thebiological process line. The total concentration of nitrogen, N-tot, and the concentration ofnitrogen in the form of NO2, NO3, NH4, as well as the COD have been measured in these pointson four separate occasions. The samples have been analyzed and mass balances over thedifferent zones in the process line have been set up. The results vary between the different tests,performed in the morning and after lunch, but some trends can be observed. The predenitrificationtakes place in two zones, of which the second zone, BR2, exhibits very low ornon-existent changes in the mass flow of nitrate nitrogen (NO3-N), indicating that one zone withpre-denitrification would be sufficient. The first zone of nitrification also shows poor results,which may indicate that the zone has a low oxygen content and needs better airflow. The zonewith after-denitrification still has large amounts of nitrate in the outflow, which means that twozones with post-denitrification could produce better results. At all samplings a total nitrogen (Ntot)content of less than 10 mg/L was measured in the purified permeate flow. The average ofthe four occasions was also below the future requirement of 6 mg/L.
|
14 |
Reduktion av föroreningar i processvatten från en äggfabrik i Brasilien : Kväve- och fosforrening i anlagda våtmarker.Charlson, Alexandra January 2014 (has links)
A water treatment unit consisting of two aeration basins, two settling tanks, a residence basinand a horizontal subsurface flow wetland were used to treat wastewater from an eggprocessing factory in Brazil. The aim of this paper was to determine the efficiency of thesystem in reducing nitrogen, phosphorus, BOD5 and TSS (among other parameters) andgetting a further understanding on different kinds of constructed treatment wetlands as well astheir nitrogen and phosphorus removal processes. The wastewater from the factory consistedof process water from manufacturing and water used for cleaning, no stormwater or sewagewater entered the system. Tests were taken three times a month from October 2013 ‘til April2014. The mean influent concentrations from wastewater directly from the factory were2,606 mg/L, 46.60 mg/L, 318.3 mg/L and 1,112 mg/L for BOD5, TP, TKN and TSS. Themean results of reduction through the wetlands gave the following results; BOD5 42 ± 351%,TP 66 ± 9.7%, TN 42 ± 13% and TS -11 ± 30%. Compared to other wetland systems treatingsimilar wastewater the reduction of BOD5 and TSS is low. Recommended solutions toincrease the reduction in the wetland are presented in the discussion. / Processvatten från livsmedelsindustrier och anläggningar med animalieproduktion har högakoncentrationer av organiskt material, suspenderat material och närsalter (Kadlec & Wallace,2008). Förr släpptes mycket processvattnet direkt ut till närliggande dammar, floder ellerbäckar. I moderna tider finns riktvärden satta från till exempel svenska Naturvårdsverket och det brasilianska miljödepartementet, CONSEMA, som gör att processvattnet måste förbehandlas innan det kan släppas till recipienten. Våtmarker har visat sig vara ett bra val av reningsmetod när det kommer till rening av bland annat kväve, fosfor, BOD5 och TSS(Camino et al., 2011; Johansson, 2014; Knight et al., 2000; Lin et al., 2005; Mantovi et al.,2003). De olika typer av anlagda våtmarker har för- och nackdelar, till exempel har vissa typer en högre nitrifikationsprocess och andra har en högre denitrifikationsprocess. Genom attkänna till vilka för- och nackdelar de olika typer av anlagda våtmarker har går det att skräddarsy ett behandlingssystem som uppfyller de specifika reningsändamålen för just det processvattnet. Syftet med detta arbete är att avgöra hur pass effektiv NaturOvos våtmarkreducerar föroreningar, att får en bättre förståelse av olika typer av anlagda våtmarker samt deras kväve- och fosforreningsprocesser. NaturOvos äggfabrik ligger i Salvador do Sul, Rio Grande do Sul, Brasilien. Under juni år 2013 byggdes en horizontal subsurface flow (HSSF) våtmark för att öka kväve- och fosforrening av processvattnet från fabriken. Behandlingssystemet består av en aktivslamanläggning bestående av två luftningsbassänger och två sedimenteringstankar, en uppehållsbassäng och en HSSF våtmark. Recipienten är en närliggande damm. Behandlingsvattnet som renas genom systemet innehåller processvatten och vatten som används vidrengöring av fabriken. Obehandlat vatten direkt från fabriken har ett medelvärde på2 606 mg/l för BOD5, 46,60 mg/l för TP, 318,3 mg/l för TKN och 1 112 mg/l för TSS. Provtagning av inflödes- och utflödesvatten har skett tre gånger per månad från oktober 2013 till april 2014. Medelvärdesresultat av retention i våtmarken är följande; BOD5 42 ± 351 %,TP 66 ± 9,7 %, TN 42 ± 13 % och TS -11 ± 30 %. Jämfört med andra studier (Camino et al.,2011; Johansson, 2014; Knight et al., 2000; Lin et al., 2005; Mantovi et al., 2003) är retentionav kväve och fosfor hög, men retentionen av BOD5 och TS är låg. Förbättringsförslag för att öka reningen i våtmarken redovisas i diskussionen.
|
15 |
Styrning av biologisk kväverening anpassat efter tidsvarierande elprisSund, Johan January 2019 (has links)
The electricity demand of a waste water treatment plants follows the diurnal pattern of society, and this generally leads to higher demand when the market price is high. The possibility to adapt the operation after price variation has been known since long, but few studies have been published. It has been suggested that the influent can be redistributed using an equalization basin, and one study showed 16 % reduction in cost with equalization to constant flow. Oxygen supply by aeration uses the major part of electricity, and adaptation of aeration intensity has also been suggested. However, this requires respect for effluent limits, especially for nitrogen, as larger plants are often equipped with nitrogen removal. In this study, optimal control of aeration was used to evaluate the potential of adapted aeration. Use of an equalization basin was also studied. A reduced version of Benchmark Simulation Model no. 1 was used, with only one basin. Aeration was optimized for minimal cost given a price profile for 24 hours, under a constraint on ammonia discharge. Cost was reduced with 1-2.5 % compared to energy-optimal control. Constant flow equalization showed an energy reduction of 2.5-12 %, and a cost reduction of additionally up to 5 %. Control adapted after price gave another 1-3 % savings. The nitrification process is sensitive to oxygen and ammonia concentration. This makes it difficult to redistribute nitrification over the day, especially with a one basin model. It is therefore motivated to study a model with more basins.
|
16 |
Using bioaugmentation to enhance the denitrification process in a treatment plant for landfill leachateSkirfors, Oscar January 2020 (has links)
It has been illegal to deposit household waste in Swedish landfills since 2005. The large amount of waste deposited prior to this does however continue to pose an environmental concern, mainly in the form of leachate water. This study focused on enhancing the denitrification process in a leachate water treatment plant through bioaugmentation. The two strains Brachymonas denitrificans and Comamonas denitrificans as well a commercial seed mix from ClearBlu Environmental® (CBE-mix) containing amongst others, Pseudomonas putida AD 21 and Pseudomonas fluorescens, were investigated as candidates. Nitrite, nitrate, and ammonium concentrations were measured in laboratory-, and pilot-scale studies to follow the processes of nitrification and denitrification. The pilot study was conducted for 10 days in the middle of May 2020 with leachate from the treatment plant in an aerated and nonaerated setup in open field conditions. C. denitrificans and B. denitrificans were both shown to be able to adapt to growth in landfill leachate. The addition of these strains led to a higher rate of nitrate reduction compared to the control during the first days of the pilot experiment but showed no difference in the total amount of nitrate reduced. The combined nitrogen concentration of ammonium, nitrate, and nitrite was 6.7% lower than the control when using a culture augmented with the CBE-mix in the aerated setup. This could indicate aerated denitrification. The amount of nitrate reduced during the pilot experiment was increased with 32% when augmenting the community with the CBE-mix in a nonaerated setup. An explanation could be that certain strains in the mix were able to utilize hard to degrade organic carbon present in the leachate or that the mix had a higher ratio of reduced nitrate to consumed organic carbon than the indigenous community. / Det har varit olagligt att deponera hushållsavfall i Sverige sedan 2005, den stora mängd avfall som deponerats innan dess fortsätter dock att utgöra ett miljöproblem, främst genom genereringen av lakvatten. Den här studien fokuserade på möjligheten att förbättra denitrifikationen i ett reningsverk för lakvatten genom bioaugmentation. Två stammar tillhörande Brachymonas denitrificans, och Comamonas denitrificans, samt en kommersiell bakterieblandning från ClearBlu Environmental® innehållande bland andra Pseudomonas putida AD 21 och Psedomonas flourescens, undersöktes som möjliga kandidater. Ammonium-, nitrat- och nitritkoncentrationer mättes i odlingsstudier i labbskala och i en pilotstudie för att undersöka nitrifikation och denitrification. Pilotstudien utfördes i en luftad och en o luftad konfiguration utomhus i mitten av maj 2020, med lakvatten från reningsverket under en 10 dagars period. C. denitrificans och B. denitrificans klarade båda av att anpassa sig till tillväxt i lakvatten. Tillsats av dessa arter ledde till en ökning i nitratreduktionshastighet i början av pilotexperimentet men gav ingen total minskning av nitratmängden. Den sammanlagda slutkoncentrationen av ammonium-, nitrat- och nitritkväve var 6,7% lägre än i kontrollen när en kultur argumenterad med den kommersiella bakteriemixen användes i den luftade konfigurationen. Mängden reducerat nitrat ökade med 32% när en kultur augmenterad med den kommersiella mixen användes i den oluftade konfigurationen. En möjlig förklaring är att vissa stammar i mixen klarade av att tillgodogöra sig svårnedbrytbara kolföreningar i lakvattnet eller att ration mellan reducerat nitrat mot konsumerat organiskt kol var högre än i det ursprungliga microbsamhället.
|
17 |
Utvärdering av biologiska reningstekniker för kväveavskiljning hos Tierp avloppsreningsverk / Evaluation of biological treatment techniques for nitrogen removal at Tierp wastewater treatment plantAppelqvist, Tilda January 2024 (has links)
Övergödning är ett utbrett miljöproblem i hav och sjöar, som yttrar sig i toxiska algblomningar och en minskad biodiversitet. Eftersom kväve är en betydande källa till övergödning, har flera avloppsreningsverk (ARV) krav på kväveavskiljning innan utsläpp i recipient. Tierp ARV omfattas [TA1] för närvarande inte av sådana utsläppskrav på kväve, men förväntas bli det i och med kommande lagstiftning. En utbyggnad av det biologiska reningssteget, som idag endast medför viss kväveavskiljning, kan därför bli nödvändigt för att åstadkomma fullständig kväverening. Syftet med examensarbetet var att föreslå reningstekniker som kan åstadkomma tillräcklig kväveavskiljning vid Tierp ARV och bedöma vilken av dessa som är mest fördelaktig för implementering. Vidare utvärderades nuvarande reduktion av kväve och organiskt material samt rådande nitrifikation i det biologiska reningssteget. Massbalanser upprättades utifrån provtagning på dessa parametrar. Lämpliga kvävereningstekniker föreslogs med hänsyn till lokala krav och förutsättningar. Dessa tekniker jämfördes därefter i en multikriterieanalys med avseende på platsåtgång, växthusgasutsläpp, drift- och underhållskostnader, kapitalkostnader och arbetsinsats. Massbalanserna uppvisade en reduktion på 31 % för totalkväve, 10 % för ammoniumkväve, 63 % för nitratkväve, 7 % för nitritkväve, 62 % för COD och 67 % för BOD7. Nuvarande nitrifikation bedömdes vara relativt låg, vilket troligtvis är resultatet av den låga temperaturen på avloppsvattnet, eventuell otillräcklig syretillförsel samt ogynnsamt pH. De reningstekniker som föreslås kunna minska kväveutsläppen från Tierp ARV är aktivslamprocess, membranbioreaktor (MBR) och hybridprocess med biofilmsbärare och aktivslam (IFAS). Utifrån en samlad bedömning av kriterierna i multikriterieanalysen bedömdes IFAS som mest fördelaktig för etablering och MBR som minst gynnsamt. / Eutrophication is a major environmental problem in oceans and lakes, which manifests itself intoxic algal blooms and reduced biodiversity. As nitrogen is a significant contributor toeutrophication, numerous wastewater treatment plants (WTPs) have requirements for nitrogenremoval before discharge into the recipient. Tierp WTP is not currently subject to suchregulation, but is expected to be so with forthcoming legislation. Consequently, an expansion ofthe biological treatment, which presently facilitates only partial nitrogen removal, may becomepertinent to achieve complete nitrogen removal. The objective of this thesis was to propose treatment methods capable of achieving adequatenitrogen removal at Tierp WTP and evaluate the most suitable option for implementation.Furthermore, the current nitrogen and organic material reduction, as well as present nitrificationin the biological treatment, were assessed. Mass balances were established based on sampling ofthese parameters. Suitable nitrogen purification techniques were proposed, considering localrequirements and conditions. These techniques were then compared through a multi-criteriaanalysis, taking into account space occupancy, greenhouse gas emissions, operation andmaintenance costs, capital costs and workload. The mass balances revealed reductions of 31% for total nitrogen, 10% for ammonium nitrogen,63% for nitrate nitrogen, 7% for nitrite nitrogen, 62% for COD and 67% for BOD7. The currentnitrification was assessed as relatively low, likely attributable to the low temperature of thewastewater, possibly insufficient oxygen supply and unfavourable pH. The treatment methodsproposed in the thesis to achieve sufficient nitrogen removal at Tierp WTP are the activatedsludge process, membrane bioreactor (MBR), and hybrid process with biofilm carriers andactivated sludge (IFAS). According to the multicriteria analysis, IFAS was deemed the mostadvantageous option for implementation, while MBR was evaluated as the least favourable.
|
18 |
Nitrous Oxide Emissions in Reject Water Treatment at Bromma WWTP – Measurements and Measures / Lustgasbildning i Rejektvattenbehandlingen på Bromma Reningsverk – Förekomst och ÅtgärderWadefjord, Julia January 2024 (has links)
Ökade utsläpp av växthusgaser är ett stort problem idag för den pågående klimatförändringen. Lustgas (N2O) är en mycket potent växthusgas och är relaterad till kväverening vid rening av avloppsvatten. I februari 2014 ansattes en separat rejektvattenreningsprocess på Bromma reningsverk som använder ANITA™Mox med anammox bakterier som reningsteknik. Denna masteruppsats undersöker samband och korrelationer mellan kväverening och N2O utsläpp i rejektvattenreningen på Bromma reningsverk, men syftet att presentera hur Stockholm Vatten och Avfall AB kan minska sina lustgasutsläpp. En manuell profilmätning genomfördes även för att utvärdera hur processen fungerade. Fyra olika scenarion testades under åtta veckor: intermittent luftning med olika fördelning mellan luftning och icke-luftning, olika löst syrekoncentrationer, ändringar i ammoniumbelastningen samt seriekörning av processen. Den manuella profilmätningen mätte pH, konduktivitet, löst syre, nitrit- och ammoniumkoncentrationen. Dessa mätningar togs i sju olika punkter, inkluderat rejektet direkt från centrifugerna och utgående rejekt. Resultaten påvisade att vid intermittent luftning gavs de högsta utsläppen vid 60 minuter luftning och 7,5 minuter paus (1,46% N2O-N/inkommande N-tot). Lägsta utsläppen var vid samma luftningstid men 15 minuter paus (0,44% N2O-N/inkommande N-tot). Både höga och låga koncentrationer av löst syre gav ökade utsläpp. Med de högsta utsläppen vid 0,77 mg/L (0,88% N2O-N/inkommande N-tot ) och lägsta vid 0,34 mg/L (0,07% N2O-N/inkommande N-tot ). Ändringen av ammoniumbelastning (1,5 högre belastning) hav ingen signifikant skillnad gällande utsläpp, med utsläpp på 0,42–0,90% N2O-N/inkommande N-tot. Seriekörning av processen resulterade i driftproblem med höga ammoniumhalter, med utsläpp på 0,90-1,47% N2O-N/inkommande N-tot. Profilmätningarna visade på att processen är stabil och välutvecklad för att rena rejektet på kväve. Uppsatsen kan ge slutsatsen att rejektvattenreningsprocessen är komplex med många parametrar som påverkar varandra och N2O utsläppen. En ingående och bred förståelse om vad som påverkar utsläppen av lustgas är viktigt för att förstå hur utsläppen ska minskas. En positiv linjär korrelation mellan halten nitrit i processen och lustgasutsläpp kan verifieras, samt påverkan av ökade utsläpp vid både för låga och höga koncentrationer syre. Från profilmätningarna kan slutsatsen dras att det är viktigt att rengöra onlineinstrumenten regelbundet. / Greenhouse gas emissions, particularly nitrous oxide (N2O), are a significant environmental challenge linked to biological nitrogen removal in wastewater treatment. Bromma Wastewater Treatment Plant (WWTP) implemented a separate reject water treatment process in February 2017 using ANTIA™Mox with anammox bacteria. This Master's thesis investigates the relationship and correlations between nitrogen removal and N2O production in this process, aiming to assist Stockholm Vatten och Avfall AB in reducing emissions. A manual profile measurement was conducted to investigate the ongoing process. Over eight weeks, four operating strategies were tested: intermittent aeration with varying ratios between aeration and non-aeration, different dissolved oxygen (DO) concentrations, changes in ammonium load, and series configuration. Manual profile measurements of pH, conductivity, DO, nitrite, and ammonium were taken at seven points in the treatment process, including the supernatant and discharged reject. Findings indicate that intermittent aeration, particularly 60 minutes of aeration followed by a 7.5-minute pause, produced the highest N2O emissions (1.46% N2O-N/Influent N-tot load). The lowest emissions (0.44% N2O-N/Influent N-tot load) occurred with a 15-minute pause. The lowest emission (0.07% N2O-N/Influent N-tot load) was detected at 0.34 mg/L, and high DO concentrations (0.77 mg/L) had the highest emissions (0.88% N2O-N/Influent N-tot load). Variations in ammonium load (1.5 times higher) did not significantly affect emissions, averaging 0.42-0.90% N2O-N/Influent N-tot load. The series configuration faced operational challenges with elevated ammonium levels, leading to emissions of 0.90-1.47% N2O-N/Influent N-tot load. Profile measurements confirmed a stable nitrogen removal process. The study concludes that N2O emissions in reject water treatment are complex and influenced by multiple factors. A positive linear correlation was identified between nitrite concentration and N2O emissions, alongside the impact of not having too-low or too-high DO levels, which results in elevated. Regular maintenance of oxygen sensors is crucial for accurate measurements and effective N2O mitigation.
|
19 |
Satsvisa laboratorieförsök för utvärdering av kolkällor i denitrifikation / Lab-scale batch experiments for evaluation of carbon sources in denitrificationTejde, Lisa January 2022 (has links)
I takt med att Uppsala växer behöver kapaciteten för avloppsvattenrening på Kungsängsverket byggas ut. För att möta en framtida ökad belastning bedömer Uppsala Vatten & Avfall AB att en kolkälla kommer behöva tillsättas i den biologiska kvävereningen för att effektivisera den heterotrofa denitrifikationen på Kungsängsverket, som idag sker utan tillsats av kolkälla. Potentialen till förbättrad denitrifikation med olika kolkällor utvärderades genom satsvisa laboratorieförsök och litteraturstudier. Syftet var att bättre förstå de studerade kolkällornas funktion och prestanda i denitrifikation för att ge underlag inför en framtida fullskalig implementering av kolkälla. Det övergripande målet var att identifiera vilken eller vilka kolkällor som är mest fördelaktiga med avseende på reningseffektivitet, processpåverkan, doseringsbehov, ekonomi och miljöpåverkan. Triplikata försök genomfördes som denitrifikationstester med aktivt slam vid en genomsnittlig slamtemperatur på 14 ℃ och pH 7-8, där fem externa kolkällor (etanol, Brenntaplus VP1 och tre industriella restprodukter) samt försedimenterat avloppsvatten testades. I litteraturstudien inkluderades även metanol. Från försöksdata bestämdes specifika denitrifikationshastigheter, COD/N-kvoter och utbyteskoefficienter. Även bieffekter såsom nitritackumulering och fosforsläpp studerades. Därefter uppskattades doseringsbehov och kostnader baserat på erhållna resultat och antaganden om framtida produktionsmål för nitratkväve. En likartad prestanda erhölls med en av restprodukterna (RTP-vätska) och etanol som uppnådde högst denitrifikationshastigheter och reduktionsgrader (98 % respektive 97 %). Doseringsbehovet uppskattades vara 4 gånger högre med RTP-vätska jämfört med etanol. Med de två andra restprodukterna (dextrandrank och sackaroslösning) uppnåddes lägst denitrifikationseffektivitet och reduktionsgraderna uppgick till 79 % respektive 47 %. Vid test av sackaroslösning observerades dessutom ofullständig denitrifikation samt höga fosforsläpp. Dextrandranken uppträdde på liknande sätt. I egenskap av restprodukt är RTP-vätskan intressant för fortsatt utvärdering. Fullskalig implementering av RTP-vätska förutsätter att doseringsbehoven kan tillgodoses samt att lämplig distribuering och lagerhållning kan ordnas på Kungsängsverket. / The city of Uppsala is expanding and consequently enhanced capacity at the wastewater treatment plant of Kungsängen will be required in the future. As for the biological nitrogen removal process, Uppsala Vatten & Avfall AB expects an additional carbon source to be necessary in the future denitrification process. Currently, the nitrogen removal is employed without the addition of a carbon source. The potential of enhancing denitrification with different carbon sources was evaluated by conducting lab-scale batch tests and compiling literature data. The objective of this work was to better understand the performance of the chosen carbon sources as electron donors in heterotrophic denitrification and thereby provide groundwork for a future full-scale implementation of a carbon source. Based on information drawn from batch tests and literature, the carbon sources were evaluated with respect to removal efficiency, process compliance, quantitative dosing requirements, costs, and environmental sustainability. Lab-scale trials were conducted as denitrification tests (triplicate) at a mean sludge temperature of 14 ℃ and pH 7-8 with five external carbon sources (ethanol, Brenntaplus VP1, and three industrial waste products) and pretreated wastewater. In the literature review, methanol was included as well. Results obtained from the batch tests were used to determine kinetic parameters, mainly specific denitrification rates, COD/N ratios, and anoxic yield coefficients. Moreover, unwanted side effects due to addition of carbon sources were examined. Dosing requirements and costs were assessed based on previously determined kinetic parameters and supposed future production guidelines for effluent quality with respect to nitrate concentration. Similar performance was observed with one of the waste products (RTP liquid) and ethanol which achieved the highest denitrification rates and degree of removal (98 and 97 %, respectively). The estimated dosing requirement was 4 times higher with the RTP liquid compared to ethanol. The other two waste products, solutions of fructose (dextran) and sucrose, reached the lowest denitrification efficiency and removal degrees were 79 and 47 %, respectively. During tests with sucrose solution, incomplete denitrification and release of phosphorous were observed. The fructose solution showed somewhat similar behavior but to a lesser degree. Being a waste product, the RTP liquid is interesting for future evaluation. Full-scale implementation needs further considerations regarding dosing requirements, distribution, and storage conditions at the site of Kungsängsverket.
|
Page generated in 0.3223 seconds