nationella konferensen avlopp&miljö #nam18 tekniker som kan och … · 2018-02-06 · per- och...

Tekniker som kan och bör användas vid svenska reningsverkChristian Baresel

SystemLäk-projekt

Nationella Konferensen Avlopp&Miljö #NAM18

MER INFO

VARFÖR

VAD HUR MILJÖ PRIS EFFEKT

LADDA NER: www.ivl.se | www.hammarbysjostadsverk.se

Informationsbroschyrer (SV & EN)

Tekniskt slutrapport & detaljerade delrapporter

http://www.ivl.se/

http://www.hammarbysjostadsverk.se/

Rening av läkemedelsrester vid anläggningar

▪ med en MBR: GAK-biofilter | BAF(GAK)

▪ med CAS och mycket bra N/P/C-rening och låga partikelhalter:kombination av ozonering och GAK-biofilter | O3-BAF(GAK)

▪ med CAS och sämre N/P/C-rening och höga partikelhalter:integrerad ozonering | O3(int.) ellerUF med efterföljande GAK-biofilter | UF-BAF(GAK)

▪ med dålig N/P/C-rening:bör inte satsa på rening av mikroföroreningar utan att först fokusera på huvudreningen

VARFÖR


VARFÖR


Optimala lösning vid specifik reningsverk

MIKROFÖRORENINGAR VIDAVLOPPSRENINGSVERK

ALLT DU BEHÖVER VETA OM RESURSEFFEKTIVRENING AV MIKROFÖRORENINGAR

Presentation av SystemLäks slutrapport B2288 ”Handbok för rening av mikroföroreningar vid avloppsreningsverk - Planering och installation av reningstekniker för läkemedelsrester och andra mikroföroreningar” som kan laddas ner under www.ivl.se eller www.hammarbysjostadsverk.se.

http://www.ivl.se/

http://www.hammarbysjostadsverk.se/

VARFÖR?

▪ Många av de över tusen aktiva läkemedelsubstanser och andra mikroföroreningar som används kan

detekteras i avloppsvatten.

▪ Vid uppmätta halter har miljöstörande effekter påvisats (t.ex. könsbyte och sterilitet, beteendeförändring,

sjukdomsspridning, antibiotikaresistens).

▪ Naturen är ett extremt heterogent och komplext system och därmed är det nästintill omöjligt att i miljön

påvisa en viss effekt från en viss substans och/eller en specifik koncentration.

Vilka av de tusentals föroreningar

ska prioriteras och vilkareningsmål ska vi ha?

En rening bör avse så många mikroföroreningar som möjligt till så låga halter som möjligt så länge detta kan genomföras på ett resurseffektivt och hållbart

sätt.

Hållbart både med avseende på kostnader, totala miljöpåverkan och flexibilitet för framtidens

utmaningar.

VARFÖR


VILKA FÖRORENINGAR SKA RENAS?

▪ Per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS): En grupp substanser med en extrem persistens som

kommer att återfinnas i avloppsvatten under lång tid framöver även om vissa av substanserna håller på att

fasas ut.

▪ Dioxiner och PCB: Återfinns i avloppsvatten trots förbud då de historiskt använts i stor utsträckning och är

extremt svårnedbrytbara Återfinns mest i avloppsslam p.g.a. den låga vattenlösligheten.

▪ Tungmetaller: De flesta metaller är starkt partikelbundna varför mer än 80-90 % av alla dessa metaller

återfinns i avloppsslammet. Bräddvatten bedöms ge de största utsläppen av metaller till recipienter.

▪ Mikroplaster: Har kunnat påvisas i många akvatiska djurarter inte bara i utsläppsområden för ARV. <99 %

renas bort redan i dagens ARV genom överföring till slammet. Kunskapen om miljöeffekterna är

fortfarande bristfällig.

▪ Andra föroreningar: Anjoniska tensider (i rengöringsprodukter), syntetiska sötningsmedel (t.ex. sukralos),

bekämpningsmedel, triklorbensener, kloralkaner, siloxaner, m.m.

VARFÖR


Att öka reningen av mikroföroreningar från avloppsvatten innebär i många fall att fler mikroföroreningar hamnar i slammet som kan leda till en ökad spridning i miljön vid användning av slammet på åkermark.

Glöm inte bort slamhanteringen

!

KARTERING AV HALTER - ANALYSSVÅRIGHETER

Analyser av mikroföroreningar är en utmaning och stora variationer i koncentrationer förekommer mellan olika

mättillfällen. Flera mätomgångar vid olika tider, rätt provtagnings- och provhanteringsrutiner är avgörande för

att kunna utvärdera reningseffektivitet och utsläppsmängder.

VARFÖR


Dagens analyser av t.ex. läkemedelssubstanser underskattar faktiska halter i avloppsvatten med i genomsnitt 50 % i inkommande och

35 % i utgående vatten från reningsverk orsakat av den

komplexa sammansättningen av avloppsvatten.

KARTERING AV HALTER - ANALYSSVÅRIGHETER

VARFÖR


Relativa förluster i återvinning (provberedning) och jonsuppression

(störning av andra substanser) vid analys av avloppsvatten.

Rekommendation: bygg inte planeringen av extra reningsteknik på enstaka analyser

eftersom variationerna i koncentrationer kan var stora!

RENINGSPRINCIPER

Olika reningsmekanismer påverkar hur effektiv reningen är och vad som sker med mikroföroreningarna.

▪ Fysikalisk rening: Mikroföroreningar separeras från avloppsvatten och hamnar antingen i slammet eller

behöver omhändertas separat.

▪ Oxidation: Mikroföroreningar omvandlas till nedbrytningsprodukter som till stor del är okända och kan vara

skadligare än ursprungssubstansen. Vanligast är ozonoxidation men även väteperoxid (H2O2), klordioxid (ClO2)

eller andra mer avancerade oxidationstekniker kan bli relevanta för vissa mikroföroreningar.

▪ Biologisk (enzymatisk) rening: Bryter ner organiska föroreningar med hjälp av biologiska processer inklusive

enzymer. Motsvarar i princip dagens reningsmekanism i reningsverk, dock med kraftfullare eller mer

specialiserade mikroorganismer för svårnedbrytbara organiska föroreningar.

▪ Adsorption: Mikroföroreningar fästs på en aktiv yta som bytes ut vid mättnad. Vanligast är aktivt kol (GAK &

PAK). Används även vid dricksvattenproduktion. Biokol från organiska restprodukter är under utveckling.

▪ Kombinationer: Kombinerar minst två kompletterande reningsmekanismer för en bredare och effektivare

rening.

VARFÖR


RENINGSPRINCIPER

VARFÖR


FÖRUTSÄTTNINGAR SOM PÅVERKAR TEKNIKVALET

Varje reningsverk är unikt och att inte undersöka en anpassad lösning är att riskera att inte uppnå den mest

resurseffektiva lösningen både på kort och lång sikt. Inte bara med avseende på rening av mikroföroreningar

utan på hela reningsprocessen.

▪ Uppströmsarbete: punktkällor, utfasning, bräddvatten, tillskottsvatten, m.m.

▪ Recipientförutsättning: status, utspädning, vattenutbyte, m.m.

▪ Existerande reningsprocess: förbättringsbehov och –potential, integrering, m.m.

▪ Arbetsmiljö: även om samtliga aspekter kan hanteras krävs accepteras vid anläggningen ,

m.m.

▪ Slamhantering: status, slamkvalitet, kvittblivningsmetod, alternativ hantering, m.m.

▪ Mikroföroreningskartering: krävs, gärna för flera mikroföroreningar inkl. ledningsnät och

recipient

▪ Flödesdimensionering: hela flödet, sidoström, max- och minflöde, flödesutjämning, m.m.

VARFÖR


TEKNIKER: OZONERING (03)

VARFÖR


För-sedimentering

Aktivslam (AS)

Primärslam

Efter-sedimentering

Slamretur

IN

Överskottsslam

O3 UT

O3

Alt 1

Alt 2

Fördelar» Ger en bra rening» Känd, enkel och en jämförelsevis billig teknik (dock räknas då inte poleringssteget med)» Flera övervaknings- och styrkoncept finns med spektralabsorbans vid 254 nm (UVA254 eller SAK254) som den vanligaste» Dosering kan anpassas till belastningen och flödesvariationer

Nackdelar» Mindre effektiv jämfört med aktivt kol på vissa substanser» Kräver mycket energi vid reningsverk for ozonproduktion» Skapar delvis okända nedbrytningsprodukter och därmed

rekommenderas ett extra poleringssteg» Ingen desinfektion vid relevanta ozondoser» Ozonkonsumerande ämnen (t.ex. järn, nitrit) ökar

ozonbehovet/kostnader» Realtidsmätning/-styrning kräver fortsatt viss utveckling

5-7 g O3/m3 (0,5-0,7 mg O3/mg DOC) | HRT ~10 min

TEKNIKER: GAK-Biofilter

VARFÖR


Fördelar» Mikroföroreningar förstörs vid nedbrytning (och vid filtermaterialdestruktion/regenerering)» Integrerad regenerering av filterkapaciteten genom biologisk nedbrytning» Ger en effektiv rening genom adsorption och biologiskt nedbrytning» Känd teknik som kan jämföras med sandfilter» Skapar inga skadliga nedbrytningsprodukter» Kan i framtiden gynnas av biokolproduktion» Kan även köras med andra filtermaterial» Låg energiförbrukning vid reningsverk

Nackdelar» Kräver plats för filterbassänger» Flödesvariationer kan endast hanteras i en begränsad omfattning» Igensättning av filtret behöver övervakas och kontrolleras via backspolning» Kräver mycket energi och material vid tillverkning/regenerering av aktivt kol» Kräver en etableringsperiod för biologin, GAK som filtermaterial ger dock en omedelbar reningseffekt» Realtidsövervakning kräver fortsatt utveckling, spektralabsorbans vid 254 nm inte generellt tillämpbar

<20 g GAK/m3 (<2 g GAK/mg DOC) | HRT ~10 min

För-sedimentering

Aktivslam (AS)

Primärslam

Efter-sedimentering

Slamretur

IN

Överskottsslam

BAF(GAK)

UT

TEKNIKER: PAK-UF

VARFÖR


Fördelar» Dosering av PAK kan lätt anpassas till belastningen och flödesvariationer» Mikroföroreningar förstörs vid kolregenerering» Skapar inga skadliga nedbrytningsprodukter» Åstadkommer desinfektion av vattnet» Ger en effektiv rening» Kan i framtiden gynnas av biokolproduktion» Kan även integreras som PAC-MBR

Nackdelar» Kräver mycket energi och kemikalier vid UF-drift» Kräver mycket energi och material vid produktion av aktivt kol» Vid en integrerad lösning leder tillsats av PAK till en slamkontaminering» Mikroföroreningar överförs till slammet/PAK-slurry som kräver separat hantering» Regenerering av PAK är vanligtvis inte möjligt vilket medför högre kostnader och miljöpåverkan från PAK-

produktion

20-25 g PAK/m3 (2-2,5 g PAK/mg DOC) | HRT >15 min

För-sedimentering

Aktivslam (AS)

Primärslam

Efter-sedimentering

Slamretur

IN

Överskottsslam

UT

PAK-UF

PAK/slamavdrag

PAK

TEKNIKER: OZONERING & GAK-BIOFILTER

VARFÖR


Fördelar» Övervaknings- och kontrollkoncept tillgängliga med spektralabsorbans vid 254 nm som den vanligaste» Ger en effektiv rening genom ozonoxidation, adsorption och biologisk nedbrytning» Belastnings-/flödesvariationer kan hanteras i viss utsträckning» Förhöjda syrehalter efter ozoneringen gynnar biofiltret» Kan i framtiden gynnas av biokolproduktion» Kombination av kända tekniker» Skapar inga skadliga nedbrytningsprodukter» Mikroföroreningar förstörs vid kolregenerering

Nackdelar» Ingen svensk tillverkning/regenerering idag» Flera processteg (som dock kan kombineras i en enhet) » Kräver mycket energi till ozonproduktion vid reningsverket» Realtidsövervakning av teknikkombinationen under utveckling» Kräver mycket energi och material till vid produktion/tillverkning av aktivt kol

5-7 g O3/m3 (0,5-0,7 mg O3/mg DOC) & <20 g GAK/m3 (<2 g GAK/mg DOC)

HRT <10 min

För-sedimentering

Aktivslam (AS)

Primärslam

Efter-sedimentering

Slamretur

IN

Överskottsslam

O3 UTBAF

(GAK)

TEKNIKER: UF & GAK-BIOFILTER

VARFÖR


Fördelar» Skapar inga skadliga nedbrytningsprodukter och mikroföroreningar förstörs vid kolregenerering» Belastnings-/flödesvariationer kan hanteras i viss utsträckning» Kan i framtiden gynnas av biokolproduktion» Ger en effektiv rening med känd teknik» Enkel driftssäkerhet, -övervakning» Åstadkommer en desinfektion» Kan även integreras med MBR

Nackdelar» Kräver förfiltrering (< 1-3mm) » Ingen svensk tillverkning/regenerering idag» Kräver mycket energi och kemikalier vid UF-drift» Hög energiförbrukning vid reningsverk pga. UF-steget» Kräver mycket energi och material vid produktion/regenerering av aktivt kol

10-25 g GAK/m3 (1-2,5 g GAK/mg DOC) | HRT ~ 10 min

För-sedimentering

Aktivslam (AS)

Primärslam

Efter-sedimentering

Slamretur

IN

Överskottsslam

UTBAF

(GAK)

UF

MILJÖPÅVERKAN FRÅN OLIKA TEKNIKER

Den viktigaste negativa miljöaspekten som samtliga reningstekniker/-kombinationer medför är

klimatpåverkan på grund av en ökad energianvändning.

Aktivt kol▪ Produktion och regenerering av aktivt kol kräver stora mängder energi och resurser▪ Svenskt biokol från restprodukter som avloppsslam kan ge en signifikant bättre miljöprofil i

framtiden▪ Viktigt att utnyttja kolkapaciteten maximalt för lägst miljöpåverkan (t.ex. flerstegsfilter,

förrening)

Ozonering▪ Hög energianvändning vid ARV och vid LOX-produktion ▪ Viktig med en anpassat styrning för minimal energiförbrukning▪ Risk för toxiska biprodukter

Ultrafiltrering▪ Hög energianvändning och kemikalieförbrukning vid ARV▪ Membrantillverkning

VARFÖR


MILJÖPÅVERKAN FRÅN OLIKA TEKNIKER

VARFÖR


KOSTNADER FÖR OLIKA RENINGSTEKNIKER

Kostnader för installation & drift för olika reningstekniker är beroende av olika förutsättningar och

priser. Kostnader för förstudier, pilottester, planering, ansökningar, tillstånd är vanligtvis inte

medräknat.

Generellt

▪ Dimensioneringsflödet har en stor effekt på totalkostnader och kostnadseffektivitet

Tekniker med aktivt kol▪ Kolkostnader är dominerande, regenererat kol kan användas, i framtiden även billigare biokol▪ Viktigt att utnyttja kolkapaciteten maximalt för lägst kostnad (t.ex. flerstegsfilter, förrening)

Tekniker med ozonering▪ Energikostnaden är dominerande, vid användning av LOX kan denna stå för en hög andel

Ultrafiltrering▪ Energikostnaden och kemikaliebehov är dominerande▪ Membranen i sig utgör också en stor kostnad, dock finns en positiv pristrend

VARFÖR


KOSTNADER FÖR OLIKA RENINGSTEKNIKER

VARFÖR


OBS! Dimensioneringsflöde på 150 m3/(pe, år) & förenklingar. Bör endast användas som indikation!

RENINGSEFFEKT FÖR LÄKEMEDELSRESTER

VARFÖR


RENINGSEFFEKT FÖR OLIKA

MIKROFÖRORENINGAR

VARFÖR


SAM

MA

NFA

TTN

ING

SAM

MA

NFA

TTN

ING

Steg

1 Finns en kartering av mikroföroreningar?

NEJGenomför en kartering. Beakta aspekter som tas upp i kapitel 4.Särskilda punkter som behöver beaktas är representativa prover och korrekta analyser. Även recipienten bör inkluderas.

JA Gå till Steg 2 St

eg 2 Finns en övergripande målsättning/prioritering för reningen?

NEJDefiniera övergripande målsättning/prioritering för reningen. Beakta aspekter som tas upp i kapitel 5. Speciella aspekter är en eventuell anpassning av huvudreningen och ambitionsnivån för reningen.

JA Gå till Steg 3

Steg

3 Har anläggningens förutsättningar som begränsar val av vissa tekniker identifierats?

NEJIdentifiera anläggningsspecifika för- och nackdelar för implementering av olika tekniker. Beakta aspekter som tas upp i kapitel 5 och 6. Speciella aspekter kan vara befintlig infrastruktur, tillgång till utrymmen, m.m.

JA Gå till Steg 4

Steg

4 Har initiala pilottester av de potentiella teknikerna genomförts vid anläggningen?

NEJGenomför pilottester av de potentiella teknikerna, vid den aktuella anläggningen. Beakta övergripande och teknik-specifika aspekter som tas upp i kapitel 5 till 8. Förlita dig inte på tester som genomförs av teknikleverantörer endast.

JA Gå till Steg 5

Steg

5 Har offerter för installation samt drift/underhåll hämtats in från minst 3 olika teknikleverantörer?

NEJHämta in offerter för installation från minst 3 olika teknikleverantörer. Försök även att få en underbyggd beräkning av förväntat drift/underhåll eller hör med andra anläggningar kring drifterfarenheter (bl.a. studiebesök).

JA Gå till Steg 6

Steg

6 Har implementeringsunderlaget granskats och godkänts av en oberoende extern part?

NEJLåt implementeringsunderlaget granskas och godkännas av en oberoende extern part. Vid behov, gör anpassningar i utformningen eller andra relaterade punkter. Börja om processen vid behov.

JA Gå till Steg 7

Steg

7 Genomför implementeringsprocessen genom att initiera relevant upphandlingsprocess eller installation. Se till att ordentliga garantier för en framgångsrik implementering finns från leverantören. Efter idrifttagandet bör en ordentlig uppföljning göras och resultaten delas med VA-Sverige. Problem och felaktigheter bör inte förskönas eller undanhållas då det inte hjälper i ett förbättringsarbete.

nationella konferensen avlopp&miljö #nam18 tekniker som kan och … · 2018-02-06 · per- och...

Documents