| 1. |
- Andersson, Sofia Lovisa, et al.
(författare)
-
Long term trials with membrane bioreactor for enhanced wastewater treatment coupled with compact sludge treatment -pilot Henriksdal 2040, results from 2020
- 2021
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Stockholm’s wastewater treatment plant (WWTP) in is currently retrofitting from a conventional activated sludge process to a new membrane bioreactor (MBR) process. It also includes new treatment steps for sludge handling. Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) and IVL have since 2014 conducted long-term MBR studies in pilot scale at the R&D facility Hammarby Sjöstadsverk. This report present results from the pilot operation during 2020. The MBR-pilot was continuously operated at a higher inflow than the design average flow. The average effluent concentration of nitrogen and phosphorus met the effluent requirements of the future WWTP also this year. A low consumption of phosphorus precipitation chemicals could be achieved mainly due to a high Bio-P activity. The pilot showed that glycerol can be a good temporary carbon source at Henriksdal WWTP during startup. Like previous years, the membranes in membrane tank 1 (MT1) was cleaned with oxalic acid and the membranes in MT2 with citric acid. Several tests to optimize the chemical consumption for membrane cleaning were performed. Recovery cleanings (RC) of the membranes were performed twice in 2020.In the sludge pilot, a thermophilic and a mesophilic hydraulic retention time (HRT) crash test showed stable performance down to 4 days HRT. The overall resource consumption in the pilot showed that the optimization of phosphorus precipitation and membrane cleaning chemicals resulted in a significantly lower dosing than design values for the future Henriksdal WWTP.
|
|
| 2. |
- Andersson, Sofia Lovisa, et al.
(författare)
-
Långtidsförsök med membranbioreaktor för förbättrad avloppsvattenrening i kombination med kompakt slambehandling
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Henriksdals reningsverk i Stockholm byggs nu ut och om för ökad kapacitet (från 0,8 till 1,6 miljoner PE) och för förbättrad reningsgrad (6 mg TN/l, 0,20 mg TP/L, 5 mg BOD7/l). Projektet inkluderar uppgradering av den befintliga konventionella aktivslamprocessen till en ny membranbioreaktorprocess (MBR) med mer än 1,6 m2 installerad membranyta.Det inkluderar även utökad förbehandling och ett nytt steg för primärslamförtjockning. Termofil rötning av tjockt slam (~6 % TS) vid hög organisk belastning och relativt låg uppehållstid kommer ersätta dagens mesofila rötning.För att öka kunskapen om MBR-teknik i nordiskt klimat har Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) och IVL Svenska Miljöinstitutet genomfört långtidsstudier på en membranprocess i pilotskala på FoU-anläggningen Hammarby Sjöstadsverk, som ligger i anslutning till Henriksdals reningsverk. MBR-piloten togs i drift 2013 och byggdes om till sin nuvarande utformning under 2016. År 2017 kompletterades MBR-piloten med en slamlinje för att kunna studera olika aspekter av slamrötning.Under 2021 kördes MBR-piloten med ett fast inflöde på 4,1 m3/h, vilket är 37 % högre än det designade medelflödet, med externt tillförskaffad glycerol och internt producerad VFA-kolkälla för efterdenitrifikation.Aluminium (PAX) användes i stället för trevärt järn (PIX) som komplement till tvåvärt järn (FeSO4) för fosforutfällning. Detta gjordes för att testa driftstrategin för den första MBR-linjen i Henriksdals reningsverk. Medelhalter av kväve och fosfor i utgående vatten var 3,9 mg TN/L respektive 0,07 mg TP/L, vilket innebär att utsläppsvärden uppfylldes även i år. För att uppnå detta krävdes 8,6 g Fe2+/m3 och 0,9 g Al3+/m3.Under försök med fluxförhöjare tillsattes totalt 17,8 g järn (Fe2++ Fe3+)/m3. Glyceroldosen motsvarade 17,3 g COD/m3, och för användning av internt producerad VFA motsvarande dosen 15,5 g COD/m3. Den något högre förbrukningen av fosforfällningskemikalier jämfört med 2020, 1,29 mol metall per mol avlägsnad fosfor, berodde främst på en lägre bio-P aktivitet under 2021. År 2021 var fosforsläppshastigheten mycket låg under våren, ex. < 1 g PO4-P/kg VSS,h i juni men återhämtade sig under sommaren med t.ex. 5,5 g PO4-P/kg VSS,h i juli, efter att doseringen av skumdämpare stoppades.Järn- och aluminiumhalten i det aktiva slammet var 6,2 respektive 0,7 %. Genomsnittlig total slamålder under 2021 var 17,2 dagar och luftad medelslamålder var 7 dagar. Nitrifikation var alltid komplett med utgående ammoniumkoncentrationer under 2 mg/L, förutom vecka 25.Tester med användning av internt producerad VFA som kolkälla visade att den specifika COD-förbrukningen var nästan densamma som för glycerol när man jämförde årsgenomsnittet från 2021 och 2020. Utgående nitrat och total kvävereduktion var liknande under försöket med VFA som resten av året, då glycerol användes.Liksom tidigare år rengjordes membranen i membrantank 1 (MT1) med oxalsyra och membranen i MT2 med citronsyra. Båda membranen rengjordes också med natriumhypoklorit. Membranen kördes med ett genomsnittligt flux på 21 till 25 L/(m2·h), men med startvecka 25 testades fullskaledesignens maximala nettoflux på 30 L/(m2·h) i piloten under 25 veckor. Netto-TMP varierade mellan 49 och 218 mbar för MT1 och mellan 51 och 146 mbar för MT2. TMP reducerades efter varje återhämtningsrengöring (RC) med hypoklorit, men effekten varade inte länge. Permeabiliteten var generellt över 200 L/(m2·h·bar) under hela 2021–2022 för båda membranen. Återhämtningsrengöringar gjordes två gånger med hypoklorit och en gång med syror under 2021. Under 2022 genomfördes en slutlig RC, först med hypoklorit sedan med syror. Den första RC för MT1 resulterade i en tydlig ökning av permeabiliteten efter rengöring. För MT2 var den största ökningen av permeabiliteten resultatet av en citronsyra-MC (en vecka efter hypoklorit-RC).Följande RC i slutet av 2021 och i mars 2022 hade tydliga men mindre positiva inverkan på permeabiliteten. Före den första RC var permeabiliteten högre för MT1 (rengöras med oxalsyra) jämfört med MT2 (rengöras med citronsyra). Efter de första RC hade båda membranen liknande permeabilitet. Som ett resultat av den tuffa driftstrategin från vecka 25 2021 minskade permeabiliteten ganska snabbt efter RC. MT2 nådde en stabil nivå runt 250-300 L/(m2·h·bar) medan MT1 sjönk ytterligare till som lägst 200 L/(m2·h·bar).Utsläpp av klorerade föreningar mättes under den slutliga återställningsrengöringen med natriumhypoklorit. Utsläppsprocessen var långsammare än förväntat och generellt sett observerades inga tydliga tecken på dämpning av utsläppen under provtagningens 21 timmar. Även om sammansatta prover på flera timmar under natten inte ger tillräckligt med detaljer, drogs slutsatsen att utsläppen kan vara skadliga under hela RC-processen ur ett exponeringsperspektiv. Exempelvis nådde trikloramin sin topp vid 36 gånger den rekommenderade gränsen, klorgas vid 73 % av korttidsexponeringsgränsen (15 min exponering) och kloroform vid 9 % av den yrkesmässiga exponeringsgränsen (genomsnittlig arbetsdag på 8 timmar).För att följa upp tidigare mätningar av växthusgaserna lustgas (N2O) och metan (CH4) genomfördes en ny mätkampanj under flera månader i 2021. Generellt sett var utsläppen som observerades 2021 betydligt högre än i tidigare kampanjer och särskilt höga N2O-utsläpp från membrantanken kunde observeras. Någon tydlig orsak kunde inte identifieras men den högre inkommande belastningen med bibehållna reningskrav och ett "bättre" provtagningsupplägg kan delvis vara en förklaring.I samarbete med Kemira genomfördes tester med en fluxförhöjande produkt (flux enhancer). Ingen uppenbar positiv eller negativ förändring i permeabiliteten på grund av dosering av fluxförhöjare kunde dock identifieras utifrån de kontinuerliga processparametrar som övervakades och vanliga variationer i permeabilitet samt effekten av membranrengöring.Eftersom skumbildning är ett vanligt fenomen i MBR-anläggningar genomfördes tester med ett skumdämpande medel som doserades i pulser och kontinuerligt till den biologiska behandlingen under perioden med kraftig skumbildning (mars-juni). Även om skumning inte upphörde helt så kunde en god minskning och kontroll av skumning uppnås. En optimal effekt konstaterades vid en kontinuerlig dos på > 10 ppm. Men även om produkten har visat sig ha en positiv effekt på skumning i MBR-piloten, framstår inte en permanent användning i fullskala som ekonomiskt genomförbar på grund av den höga förbrukningen.Tester med reducerat RAS-flöde från 4×Qin enligt design till 2×Qin syftade till att minska energiförbrukningen. Ett minskat RAS-flöde skulle dock innebära en ökad slamkoncentration i membrantankarna, vilket kan ha negativa effekter på membranets prestanda med mer igensättning, vilket i sin tur kan leda till ökad luftning för membranrengöring och behov av tätare membrantvättar. Projektgruppen kunde dock inte observera några negativa effekter av det minskade RAS-flödet på membranets prestanda.Under 2021 genomfördes tester med övergång från mesofil till termofil rötning, avvattning av rötslam efter mesofil och termofil rötning, samt termofil rötning vid hög organisk belastning (OLR) och låg hydraulisk uppehållstid (HRT) i slampiloten. Resultat visar att övergången från mesofil till termofil rötning kan ske utan större problem om den organiska belastningen minskades lite vid den mest kritiska temperaturen och att stabil drift uppnåddes efter 10-12 dagar. Att utvärdera avvattningen av mesofilt och termofilt rötat slam var svårare och inga tydliga skillnader kunde observeras. En slutsats var dock att de metoder som användes för att bestämma avvattningsbarhet eller optimal polymerdos inte framstår som tillförlitliga. Försök med hög organisk belastning vid termofil rötning visade att rötkammarens prestanda kunde bibehållas upp till en OLR på cirka 4 kg VS/m3, d och en HRT på 12 d. När belastningen ökades ytterligare och HRT minskade, minskade prestandan vad gäller utrötningsgrad och biogas-/metanproduktion, även om själva reaktordriften fortfarande var stabil.Den totala resursåtgången i piloten visade att konsumtionen av glycerol var densamma som för den framtida Henriksdalsdesignen, även om kvävebelastningen i piloten var 21 % högre och den genomsnittliga totala kvävekoncentrationen i utgående vatten var med 3,9 mg TN/L lägre än design på 6 mg TN/L. Järn-/metallförbrukningen var också 73 % av den framtida Henriksdalsdesignen, även om fosforbelastningen till piloten var cirka 50 % högre jämfört med designvärden och utgående fosfatkoncentrationerna låg under målkoncentrationen. Detta förklaras främst av EBPR-aktiviteten i pilotprojektet. Dessutom var förbrukningen av rengöringskemikalier lägre än den framtida Henriksdalsdesignen även om inflödet till piloten var 30 % högre än designen.
|
|
| 3. |
- Andersson, Sofia Lovisa, et al.
(författare)
-
MBR-tekniken − utmaningar och möjligheter för svenska avloppsreningsverk : Praktiska erfarenheter och framtidsutsikter baserat på nio år avpilotverksamhetoch en fullskaleimplementering
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Under nio år (2013–2022) har membranbioreaktorteknik (MBR) för rening av avloppsvatten utvärderats i pilotförsök vid FoUanläggningen på Hammarby Sjöstadsverk i Stockholm − inför fullskaleimplementering vid Henriksdals avloppsreningsverk där en av sju fullskalelinjer är i drift sedan 2021. Rapporten sammanfattar erfarenheter, utmaningar och möjligheter med tekniken. Membranen i Henriksdals reningsverk ska ersätta slutsteget i den konventionella aktivslamprocessen. Slammet avskiljs med filtrering genom membran med mycket små porer. Totalt kommer 1,6 miljoner m2 membranyta att installeras vilket kommer att ge fördubblad kapacitet i befintliga bassänger. Många svenska VA-organisationer behöver mer kompakta reningsverk, och flera kommuner utreder därför möjligheten att införa MBR, som blir ett allt mer konkurrenskraftigt alternativ när reningskraven höjs. I MBR-piloten renades kväve biologiskt med för- och efterdenitrifikation till mycket låga halter, <5 mg/l, vilket krävt tillsats av extern kolkälla (sju olika testades). Fosfor avskildes till som lägst 0,05 mg/l genom kemisk fällning i tre punkter med metallsalter (tre olika testades). Reningen var stabil även vid hög belastning och låga temperaturer, och utgående föroreningshalter låg under de framtida utsläppskraven på 6 mg/l kväve och 0,20 mg/l fosfor, samtidigt som förbrukningen av processkemikalier var lägre än förväntat. Biologisk fosforrening uppstod oväntat i processen; detta har dock inte noterats ännu i fullskalelinjen. Membrandriften i piloten har varit stabil. Permeabiliteten, genomsläppligheten, var mycket god och låg mellan 600 och 200 lmh/bar. Ingen negativ inverkan av de olika process kemikalierna kunde påvisas på membranen, utom vid extremt hög dosering av järn. Till utmaningarna med MBR-tekniken hör hög resursförbrukning då membranen rengörs med luftning och kemikalier, och återcirkulationen av slam är hög. Optimering av resursanvändningen har därför varit i fokus och bland annat resulterat i 60 % minskning av kemikaliebehovet för membranrengöring samt visat att återcirkulationen av slam kunde minskas utan att membranen stördes. En annan utmaning är ansamling av flytslam/skum i det biologiska reningssteget vilket till viss del kunde stävjas med dosering av en skumdämpande produkt, även om tekniska lösningar för avlägsnande av flytslam främst rekommenderas. En nyckel till den stabila driften och den minskade resursförbrukningen är utvecklingen av styrstrategier för biologisk och kemisk rening samt styrning av membranen. Delar av styrningen användes senare i fullskalelinjen där även membranrengöringen minskats baserat på pilotens resultat. En kartläggning visade att MBR-tekniken inte gav bättre avskiljning av mikroföroreningar och PFAS än konventionella aktivslamprocesser. Däremot visade tester att ozon och aktivt kol är mer effektivt på vatten som renats i MBR då det är helt partikelfritt. MBR-piloten har också använts för att mäta växthusgasutsläpp samt utsläpp av klorerade föroreningar i vatten och gasform, test av en membranförbättrande flux- enhancer, och för att visa hur MBR kan underlätta återanvändning av renat avloppsvatten. Rapporten avslutas med diskussion om hantering av uttjänta membran, nyttan av pilotförsök samt framtida utvecklingspotential och utmaningar för MBR-tekniken. Rapportens innehåll och resultat presenteras i korthet i början av rapporten.
|
|
| 4. |
|
|
| 5. |
|
|
| 6. |
|
|
| 7. |
|
|
| 8. |
- Andersson, Lisa, et al.
(författare)
-
Mutations in DMRT3 affect locomotion in horses and spinal circuit function in mice
- 2012
-
Ingår i: Nature. - : Springer Science and Business Media LLC. - 0028-0836 .- 1476-4687. ; 488:7413, s. 642-646
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Locomotion in mammals relies on a central pattern-generating circuitry of spinal interneurons established during development that coordinates limb movement(1). These networks produce left-right alternation of limbs as well as coordinated activation of flexor and extensor muscles(2). Here we show that a premature stop codon in the DMRT3 gene has a major effect on the pattern of locomotion in horses. The mutation is permissive for the ability to perform alternate gaits and has a favourable effect on harness racing performance. Examination of wild-type and Dmrt3-null mice demonstrates that Dmrt3 is expressed in the dI6 subdivision of spinal cord neurons, takes part in neuronal specification within this subdivision, and is critical for the normal development of a coordinated locomotor network controlling limb movements. Our discovery positions Dmrt3 in a pivotal role for configuring the spinal circuits controlling stride in vertebrates. The DMRT3 mutation has had a major effect on the diversification of the domestic horse, as the altered gait characteristics of a number of breeds apparently require this mutation.
|
|
| 9. |
- Andersson, L. Robin, et al.
(författare)
-
Characterization of Flow Structures Induced by Highly Rough Surface Using Particle Image Velocimetry, Proper Orthogonal Decomposition and Velocity Correlations
- 2018
-
Ingår i: Engineering. - : Scientific Research Publishing. - 1947-3931 .- 1947-394X. ; 10, s. 399-416
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- High Reynolds number flow inside a channel of rectangular cross section is examined using Particle Image Velocimetry. One wall of the channel has been replaced with a surface of a roughness representative to that of real hydropower tunnels, i.e. a random terrain with roughness dimensions typically in the range of ≈10% - 20% of the channels hydraulic radius. The rest of the channel walls can be considered smooth. The rough surface was captured from an existing blasted rock tunnel using high resolution laser scanning and scaled to 1:10. For quantification of the size of the largest flow structures, integral length scales are derived from the auto-correlation functions of the temporally averaged velocity. Additionally, Proper Orthogonal Decomposition (POD) and higher-order statistics are applied to the instantaneous snapshots of the velocity fluctuations. The results show a high spatial heterogeneity of the velocity and other flow characteristics in vicinity of the rough surface, putting outer similarity treatment into jeopardy. Roughness effects are not confined to the vicinity of the rough surface but can be seen in the outer flow throughout the channel, indicating a different behavior than postulated by Townsend’s similarity hypothesis. The effects on the flow structures vary depending on the shape and size of the roughness elements leading to a high spatial dependence of the flow above the rough surface. Hence, any spatial averaging, e.g. assuming a characteristic sand grain roughness factor, for determining local flow parameters becomes less applicable in this case.
|
|
| 10. |
- Andersson, Robin, et al.
(författare)
-
Experimental Study of Head Loss over Laser Scanned Rock Tunnel
- 2016
-
Ingår i: Experimental Study of Head Loss over Laser Scanned Rock Tunnel. - Portland : Utah State University. - 9781884575754 ; , s. 22-29
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Flow in hydropower tunnels is characterized by a high Reynolds number and often very rough rock walls. Due to the roughness of the walls, the flow in the tunnel is highly disturbed, resulting in large fluctuations of velocity and pressure in both time and space. Erosion problems and even partial collapse of tunnel walls are in some cases believed to be caused by hydraulic jacking from large flow induced pressure fluctuations. The objective of this work is to investigate the effects of the rough walls on the pressure variations in time and space over the rock surfaces. Pressure measurement experiments were performed in a 10 m long Plexiglas tunnel where one of the smooth walls was replaced with a rough surface. The rough surface was created from a down-scaled (1:10) laser scanned wall of a hydraulic tunnel. The differential pressure was measured at the smooth surface between points placed at the start and end of the first four 2 m sections of the channel. 10 gauge pressure sensors where flush mounted on the rough surface; these sensors measure the magnitude and the fluctuations of the pressure on the rough surface. The measurements showed significant spatial variation of the pressure on the surface. For example, sensors placed on protruding roughness elements showed low gauge pressure but high fluctuations. The differential pressure indicated a head loss through the tunnel that was almost four times higher than a theoretical smooth channel.
|
|
