In this thesis project, different existing granular activated carbon regeneration methods/technologies are assessed based on existing literature. The project aims to identify and analyse the method with the highest on-site regeneration potential by using the Himmerfjärdsverket wastewater treatment plant as a reference and performing a cost estimation analysis. Information is gathered about different methods from the literature study and then sorted into the following parts: working principle, technology readiness and cost, advantages and disadvantages, and references (case studies). The methods are then assessed and compared by a scoring and weightage system, where the factors which are regeneration efficiency, ease of implementation, sustainability, cost, and reliability are weighted and then scored for each method. Furthermore, the highest scoring method is then compared to the proposed regeneration method at Himmerfjärdsverket. The results from my comparison and assessment show that chemical regeneration is the highest scored method, followed by microwave and wet-oxidation regeneration methods. On applying chemical regeneration at Himmerfjärdsverket, it is found out that it may indeed be cheaper and more sustainable than the proposed off-site regeneration method. However, thermal and biological regeneration are better alternatives at Himmerfjärdsverket than microwave and wet- oxidation. From the above results, chemical regeneration has the highest potential for on-site regeneration of granular activated carbon in Sweden. / Läkemedel i vatten är ett stort hot mot miljö och hälsa. Kommunalt avloppsvatten består av avloppsvatten från hushåll, privata och offentliga institutioner och dagvattenavrinning. En viktig läkemedelskälla i avloppsvatten är ett läkemedel som kommer in via urin och / eller avföring. Olika tekniker finns för avlägsnande av farmaceutiska rester och andra mikroföroreningar från avloppsvatten. En sådan teknik är adsorptionen av dessa rester med hjälp av Granulärt Aktivtkor (GAC). Aktivtkor (AC) är ett kolhaltigt material med liten pordiameter, stora porvolymer och hög specifik yta rea vid bearbetning. Det anses vara det bästa adsorptionsmedlet för att adsorbera organiska, oorganiska och giftiga metalljoner som finns i avloppsvattnet. Det finns två typer av aktivtkol som används för att avlägsna farmaceutiska rester: Granulärt aktivtkol och pulveriserat aktivt kol. Denna forskning syftar till att identifiera, jämföra och bedöma befintlig regenereringsteknik för att hitta den teknik som har störst potential och använda den på ett referensavloppsreningsverk. Det finns olika metoder för regenerering av använt aktivt kol (SAC). Dessa är termisk regenerering, kemisk regenerering, biologisk regenerering, elektrokemisk regenerering, mikrovågsregenerering och våt-oxidationsregenerering. Metoderna listas och förklaras med hjälp av deras arbetsprincip, beredskap, kostnad, fördelar, nackdelar och referenser till studier där de har använts. Flera kriterier / faktorer beaktas för bedömning och jämförelse av olika regenereringsmetoder. Faktorerna poängsätts sedan med hjälp av ett viktat poängsystem. Var och en av de ovannämnda faktorerna görs mellan 0–5 och tilldelas en vikt mellan 1–3. En högre poäng betyder bättre prestanda i den givna faktorn. Medan en högre vikt betyder betydelsen av faktorn. Från bedömningen visar sig kemisk regenerering vara den mest lämpliga metoden för regenerering av GAC på plats. Den minst lämpliga metoden är biologisk regenerering med en total poäng på 39. De två bästa regenereringsmetoderna på plats är kemisk och mikrovågsregenerering. I procent har kemisk regenerering och mikrovågsregenerering en rating på 93,3% och 90%. För att validera resultatet av bedömningen används Himmerfjärdsverket som referensavloppsverk. Himmerfjärdsverket bygger om och expanderar till en högteknologisk anläggning. Den nya anläggningen kommer att bestå av modern reningsteknik och hög reningskapacitet. Den planerade nya anläggningen förväntas vara klar 2025, medan byggandet påbörjades i januari 2020. I en studie genomförd av Syvab i samarbete med Ramboll, IVL och SU anges att det skulle behövas kolförbrukning på 15–20 g / m3 vatten. Den totala kostnaden per behandlat avloppsvatten skulle sannolikt öka med 20–30% till 2027 om läkemedelsreningen genomförs på Himmerfjärdsverket med hjälp av GAC och av regenereringsmetoden utanför anläggningen. Himmerfjärdsverket kommer att konsumera 3,92 ton kol dagligen eller 27,56 ton varje vecka. Detta kommer att kosta 28,7 miljoner SEK / år för 20 000 EBV (i värsta fall) och 11,5 miljoner SEK / år för 50 000 EBV. Medan kostnaden för kemisk regenerering av GAC med högsta regenereringseffektivitet uppskattas till 27,4 miljoner SEK / år för användning av flytande NaOH-lösning och 17,7 miljoner SEK / år för användning av fast NaOH för 20 000 EBV. För mängden 573 t / år kol kommer NaOH-förbrukningen att vara 2083,5 t / år, vilket kommer att kosta 7,1 och 10,9 miljoner SEK / år för 50 000 EBV. Eftersom kostnad är en av de viktigaste faktorerna som motverkar tillämpningen av metoder som är lika tillförlitliga som termisk regenerering. Om termisk regenerering implementeras på Himmerfjärdsverket kan installationen användas för att regenerera GAC från andra reningsverk från Stockholm. 2 GAC-bio filter i serieskapare bättre förutsättningar för biologisk regenerering av GAC samt ger låga föroreningskoncentrationer och höga syrekoncentrationer. För att lägga till det producerar Himmerfjärdsverket biogas som kan användas för att uppnå höga temperaturer som krävs enligt denna metod eller generera den erforderliga elen eller båda. I alla tre fall kommer kostnaden att minskas ytterligare. Avslutningsvis har kemisk regenerering den högsta regenereringspotentialen på plats bland alla andra studerade metoder. Medan termisk regenerering är nära den andra på grund av kolförlusten. En pilotstudie krävs för att validera de regenereringseffektivitet som nämns i litteraturen och bearbetningsförhållandena och typerna av adsorbera vid Himmerfjärdsverket behöver utvärderas liksom behandlingsförhållandena.
Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-291272 |
Date | January 2021 |
Creators | Mishra, Chinmay |
Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
Language | English |
Detected Language | Swedish |
Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
Format | application/pdf |
Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Relation | TRITA-ABE-MBT ; 215 |
Page generated in 0.002 seconds