Resurseffektiv kvävereduktion genom nitritation Problematiken med övergödning i våra akvatiska system har lett till hårdare krav på kväverening vid våra reningsverk. En rejektvattenbehandling har visat sig vara ett bra alternativ för att utöka kvävereningen. Vid Nykvarnsverket i Linköping renas avloppsvatten och sedan 2009 finns en SHARON-anläggning i drift. SHARON står för ”Stable High rate Ammonia Removal Over Nitrite” och är en kvävereningsprocess för rejektvatten utvecklad av Grontmij i samarbete med Tekniska universitetet i Delft. I denna studie har SHARON-processen i Linköping undersökts. Dess funktion har utvärderats, drift- och underhållsbehov har studerats och nyckeltal för processen har tagits fram. Arbetet har utförts under våren 2012 genom teoretiska studier samt genom platsbesök och praktiska undersökningar vid Nykvarnsverket i Linköping. Resultaten av denna studie visar att SHARON-processen i Linköping renar ammonium med en reningsgrad på 92,5 %. Denna kväverening motsvarar 18 % av reningsverkets totala kvävereduktion trots att endast cirka 0,5 % av det totala flödet genom reningsverket behandlas. Kostnaden för den utökade kvävereningen är 9,3 kr/kg N och energiåtgången är 2,2 kWh/kg N. Processen har sedan idrifttagandet haft undermålig luftningskapacitet. Detta har troligen lett till den instabilitet som processen uppvisat och att den uppsatta reningsgraden på 97 % inte nås. På grund av låga syrehalter finns Anammoxbakterier i SHARON-reaktorn. Anammoxbakterierna påverkar kvävereningen, men i vilken utsträckning detta sker är inte klarlagt. En ny blåsmaskin är i drift sedan den 30 april och luftningskapaciteten motsvarar nu ursprunglig processdesign. Effekten av den utökade luftningen behöver utvärderas ytterligare. De stöddoseringar av bland annat fosfor och koppar, som är nödvändiga för mikroorganismernas tillväxt, kan exempelvis behöva justeras då processen reagerat på den utökade syretillförseln. / Resource-efficient nitrogen removal through nitritation Eutrophication in our aquatic systems has led to stricter limits regarding nitrogen removal at our wastewater treatment plants. Side stream treatment of reject water has proven to be a good alternative for extended nitrogen removal. At Nykvarnsverket, in Linköping municipality, in Sweden a SHARON-process has been operational since 2009. SHARON stands for ”Stable High rate Ammonia Removal Over Nitrite” and is a nitrogen removal reject water treatment process developed by Grontmij and Delft University of Technology. In this study the function of the SHARON-process in Linköping has been evaluated. The operating and maintenance costs have been calculated. The study has been performed during the spring of 2012 through theoretical studies and practical investigations at Nykvarnsverket in Linköping. The results show that the SHARON-process in Linköping removes ammonia with an efficiency of 92.5 %. This nitrogen removal corresponds to 18 % of the total nitrogen removal at Nykvarnsverket, in spite of the fact that the reject water treatment constitutes only 0.5 % of the treatment plant’s total hydraulic capacity. The cost of the extended nitrogen removal was 9.3 SEK/kg N and the energy consumption was 2.2 kWh/kg N. Ever since the process was put into operation, there has been a lack of aeration capacity. This is probably the cause of the process instability and the fact that the nitrogen removal efficiency does not reach the design value of 97 %. Because of the low levels of dissolved oxygen there are Anammox-bacteria present in the process. The Anammox-bacteria affect the nitrogen removal, but exactly to what extent has not been determined. A new blower is in operation since the 30th of April and the aeration capacity now corresponds to the original design. The effect of the increased aeration needs further evaluation. The aid dosages of copper and phosphorous, important for the growth of the microorganisms, may need to be fine-tuned when the process has reacted to the increased oxygen supply.

Under 90-talet uppdagades övergödningsproblematiken i Östersjön, varför omgivande länder enades gällande åtgärder för att minska problemen. De svenska reningsverk som genom sina utsläpp av kväve och fosfor påverkade Östersjön tvingades då införa gränsvärden för kväve- och fosforutsläppen. Vid Arboga reningsverk, vars recipient är Arbogaån som mynnar i Galten, Mälaren, har kvävereducering sedan en tid tillbaka varit i drift. Dock krävdes från och med år 2012 att totalkvävehalten i utgående avloppsvatten ej översteg 15 mg tot-N/l. Införandet av detta gränsvärde resulterade i åtgärder för att minska kväveutsläppen.Rejektvattenbehandling är en vanlig metod för att minska halterna totalkväve i utgående avloppsvatten. Normalt utgör rejektvattnet 0,5–1,0 % av totala inflödet till reningsverket men 10–20 % av inkommande totalkvävebelastningen. I Arboga resulterade det nya gränsvärdet för totalkväveutsläpp i en nybyggnation av en rejektvattenbehandling utformad med fördenitrifikation. Detta innebär att rejektvattnet pumpas genom fyra zoner, två anaeroba följt av två aeroba. Ammoniumkvävet i inkommande vatten omvandlas genom detta processupplägg via nitrat till kvävgas.Denna studie syftade till att kartlägga rejektvattenbehandlingens effekt på halterna av totalkväve i utgående avloppsvatten från Arboga reningsverk. Detta inkluderade både simuleringar i Benchmark Simulation Model no. 2 (BSM2) samt studier genom vattenprovtagning vid Arboga reningsverk. Vid simuleringarna genomförda i BSM2 påvisades en märkbart lägre halt totalkväve i utgående avloppsvatten efter rejektvattenbehandlingens införande. Även vid den provtagningscykel som genomfördes på Arboga reningsverk under april år 2012 påvisades att markanta förändringar skett i utgående halter totalkväve och ammoniumkväve. Halterna totalkväve och ammoniumkväve i utgående avloppsvatten sjönk med ca 40 % respektive 65 % relativt samma tidsperiod år 2008–2011. Detta är dock endast resultat från det initiala skedet av rejektvattenbehandlingen som togs i drift 16 februari år 2012. Studien visade sammanfattningsvis att denna typ av processlösning för rejektvattenbehandling ledde till lägre halter av totalkväve och ammoniumkväve i utgående vatten från Arboga reningsverk. Dock krävs vidare studier för att kartläggaden slutgiltiga effekten av rejektvattenbehandlingen, då den i nuläget ännu ej nått sin slutgiltiga kapacitet. / Eutrophication problems were discovered in the Baltic Sea during the 1990s, why thesurrounding countries came to an agreement regarding measures to reduce the problem. Swedish wastewater treatment plants that influence the Baltic Sea by their emissions ofnitrogen and phosphorus have since introduced limit values for nitrogen and phosphorusconcentrations in the effluent water.At Arboga wastewater treatment plant (WWTP) a nitrogen reduction process withactive sludge was implemented a few years back. The recipient Arbogaån leading intoGalten, Mälaren, has eutrophication issues, and from the year 2012 the concentration oftotal nitrogen in treated wastewater must not exceed 15 mg tot-N/l. This limit resulted inmeasures to reduce nitrogen emissions.Reject water treatment is a common method to reduce the levels of total nitrogen intreated wastewater. Normally, the reject water contributes to 0.5–1.0 % of the totalinflow to the treatment plant but 10–20 % of the incoming total nitrogen load. In Arboga, the new limit for total nitrogen emissions resulted in a reject water treatmentfacility with predenitrification. The reject water is routed through four zones, twoanaerobic followed by two aerobic. Ammonium is by this process converted in to nitrogen gas via nitrate. This study aimed at identifying the effect from what implementing a reject watertreatment on the levels of total nitrogen in treated wastewater from Arboga WWTP.This included simulations in the Benchmark Simulation Model no. 2 (BSM2) as well aswater sampling at Arboga WWTP. The simulations that were carried out in BSM2 showed a significantly lower content of total nitrogen in treated wastewater after thereject water treatment was implemented. The sampling cycle conducted at ArbogaWWTP in April 2012 revealed that changes occurred in the levels of total nitrogen andammonium in the effluent water. The concentrations of total nitrogen and ammonia nitrogen in treated wastewater decreased by about 40 % and 65 %, compared to thesame time period in 2008–2011. This is, however, only results from the initial stage ofthe reject water treatment, which began operating on February 16th 2012.In summary, this study showed that this type of process solution for reject watertreatment resulted in lower levels of total nitrogen and ammonia in the effluent water at  Arboga WWTP. Further studies are needed to determine the final efficiency of the rejectwater treatment, since it yet has to reach its full capacity.