| 1. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Ammonium removal by partial nitritation and Anammox processes from wastewater with increased salinity
- 2015
-
Ingår i: Environmental technology. - : Informa UK Limited. - 0959-3330 .- 1479-487X. ; 36:5, s. 595-604
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- This work is dedicated to the biological treatment of wastewater with increased salinity using a combination of partial nitritation and Anammox processes. Two one-stage deammonification moving bed biofilm reactors were operated with the increase in NaCl concentration every two weeks by 5 and 2.5 g/L. The strategy with a step of 5 g/L of salinity increase led to complete inhibition of the process at the salinity level of 15 g/L. The strategy with a step of 2.5 g/L gave possibility to adapt bacteria to the elevated salinity. After reaching the salinity level of 10 g NaCl/L, the reactor was operated during 92 days with a nitrogen removal rate of 0.39 +/- 0.19 g N/(m(2)center dot day) (0.078 +/- 0.038 kg N/m(3)center dot day) and an average nitrogen removal efficiency of 59%. It was shown that conductivity cannot be used for monitoring the process when a reactor is treating wastewater with increased salinity, whereas pH can be correlated to effluent ammonium concentration regardless of wastewater salinity.
|
|
| 2. |
|
|
| 3. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Combination of ion exchange and partial nitritation/Anammox process for ammonium removal from mainstream municipal wastewater
- 2014
-
Ingår i: Water Science and Technology. - : IWA Publishing. - 0273-1223 .- 1996-9732. ; 70:1, s. 144-151
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- In this study, a new technology of nitrogen removal from mainstream municipal wastewater is proposed. It is based on ammonium removal by ion exchange and regeneration of ion exchange material with 10-30 g/L NaCl solution with further nitrogen removal from spent regenerant by partial nitritation/Anammox process. Influence of regenerant strength on performance of ion exchange and biological parts of the proposed technology was evaluated. Moreover, the technology was tested in batch mode using pretreated municipal wastewater, strong acid cation (SAC) resin and partial nitritation/Anammox biomass. It was shown that with ion exchange it is possible to remove 99.9% of ammonium from wastewater while increasing the concentration of ammonium in spent regenerant by 18 times. Up to 95% of nitrogen from spent regenerant, produced by regeneration of SAC resin with 10 g/L NaCl solution, was removed biologically by partial nitritation/Anammox biomass. Moreover, the possibilities of integration of the technology into municipal wastewater treatment technology, and the challenges and advantages are discussed.
|
|
| 4. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Concentration of ammonium from municipal wastewater using ion exchange process
- 2013
-
Ingår i: Desalination. - : Elsevier BV. - 0011-9164 .- 1873-4464. ; 329, s. 93-102
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The scope of this study is concentration of ammonium from municipal wastewater using ion exchange process. Four types of ion exchange materials were tested in packed bed columns, namely strong and weak acid cation exchange resins and natural and synthetic zeolites. In total 23 runs of saturation and regeneration were done using synthetic wastewaters of different kinds and pretreated municipal wastewater. Due to its high exchange capacity and fast regeneration strong acid cation exchange resin was found to be the most suitable for ammonium concentration under condition that selectivity of ammonium removal is not of a main concern and it allows concentrating ammonium from 27 to 580mg NH4-N/L. If selective ammonium removal is required, natural zeolite should be used instead. Regeneration with 0.17M HCl and 0.17-0.51M NaCl was tested and suitability of different regenerants for different technologies of spent regenerant treatment was discussed. It was shown that electric conductivity measurements can be used for detection of breakthrough and estimation of ammonium concentration in outflow from an ion exchange column. Breakthrough curve fitting with Thomas and Adams-Bohart models was performed which gave information about the maximum exchange capacity of materials and kinetics of ion exchange.
|
|
| 5. |
|
|
| 6. |
- Andersson, Sofia Lovisa, et al.
(författare)
-
Att tänka på vid genomförande av tester för växtnäringsåtervinning från avloppsströmmar
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Denna rapport innehåller tips och råd för pilotförsök. Texten är framtagen inom ramen för Svenska Näringsplattformen och syftet har varit att sammanställa vad som är viktigt att tänka på vid genomförande av tester för växtnäringsåtervinning från avloppsströmmar och vad en testbädd bör erbjuda. Sammanställningen är skriven i generella termer och råden kan anses gälla både för tester av växtnäringsåtervinning från avloppsströmmar men även för andra tester relaterade till kommunalt eller industriellt vatten.
|
|
| 7. |
- Baresel, Christian, et al.
(författare)
-
Framtidens slamhantering vid Roslagsvatten : Behandling av kommunalt orötat slam med HTC-teknik (OxyPower HTC™) och rening av HTC-vatten med SBR och MBBR
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Hydrotermisk karbonisering (HTC) av avloppsslam har potential att bli en av teknikerna för framtidens slamhantering vid svenska kommunala avloppsreningsverk (ARV).HTC-tekniken bygger på en process där slammet eller andra substrat behandlas under högt tryck (>20 bar) och under hög temperatur (180-260 °C). HTC-processen genererar hydrokol som kan avvattnas mekaniskt till höga torrhalter (>60 % TS).Några förväntade fördelar med HTC-tekniken är en mer hållbar återföring av närsalter via det producerade hydrokolet, samt andra positiva effekter som t.ex. mindre växthusgasutsläpp och närsaltläckage till miljön. Samtidigt finns vissa utmaningar, som t.ex. hantering av processvatten, som behöver hanteras och oklarheter kring det hydrokolets egenskaper som behöver utredas.För att besvara dessa frågeställningar och samla in praktiska erfarenheter från HTC som slamhanteringsalternativ har pilotförsök med både HTC-behandling och våtoxidation av HTC-vatten genomförts. Orötat slam behandlades för att produce¬ra hydrokol och det producerade HTC-vattnet undersöktes vid pilotanläggning Hammarby Sjöstadsverk i bänk- och pilotskaletester för biologisk rening i sido- eller huvudström. Med avsikt att studera potential för jordförbättring och näringsegenskaper för hydrokol och slam från Roslagsvattens avloppsreningsverk i Margretelund karakteriserades och testades i odlingsförsök med jord och torv. Även bildningen av koldioxid i jord utvärderades. I dessa studier jämfördes resultaten även med hydrokol från fyra andra substrat (rötrest från matrester, stallgöd¬sel, bioslam från rening av processvatten från massa/pappersbruk samt rötat blandslam från ARV). Projektet har visat att C-Greens OxyPower HTC™ är ett tekniskt möjligt alternativ för att behandla Margretelunds orötade avloppsslam. Olika tester har illustrerat att tekniken kan minska slamvolymen genom en ökning av TS till ca 65 % inte bara för reningsverkets slam utan även för ett antal andra undersökta organiska substrat. Även om HTC-pilotanläggningen inte kunde köras kontinuerligt som en fullskaleanläggning så kunde ändå en processtabilitet visas.Trots att processen i princip är exoterm och en nettoproduktion av värmeenergi över hela processen kan observeras, så behöver processen högvärdig elenergi för drift. Ett effektivt utnyttjande av överskottsvärmen som produceras blir således en viktig aspekt för att åstadkomma högre resurseffektivitet. C-Greens OxyPower HTC™ är en kompakt process med relativ lite ytbehov och kostnader för processen bedöms domineras av driftkostnader i form av energi och driftpersonal. Tester med biologisk rening av HTC-vattnet som bildas vid HTC-behandling visade att en blandning med endast rejektvatten från slamavvattningen inte är tillräckligt för att åstadkomma en effektiv rening i delströmmen som krävs för att undvika en ökad internbelastning på huvudströmmen. Även om en effektiv reduktion av organiska föroreningar kunde åstadkommas så indikerade både kortidstester i bänkskala och långtidstester i pilotskala en tydlig hämning av nitrifikationen vilket kan tyda på rester av processpåverkande mikroföroreningar.Även om ingen komplett hämning observerades så visade långtidstester ändå tydligt att en anpassning av mikrobiotan över tid inte kunde observeras. Samtidigt visade kompletterande långtidspilottester med biologisk rening av både HTC-vatten och rejektvatten i huvudströmmen att en effektiv reduktion av både organiska föroreningar uppmätt som COD och ammonium kunde uppnås.Inga hämmande effekter indikerades vilket beror på den mycket kraftiga utspädningen av hämmande störsubstanser i HTC-vattnet. En återföring till huvudreningen innebär dock en kraftig ökat internbelastning främst med organiska föroreningar och ammonium som kräver extra processvolymer om inte utgående haltnivåer ska överskridas. HTC-tekniken utgör således ett intressant alternativ för slamhantering vid svenska kommunala avloppsreningsverk som dock kräver hänsynstagande till anläggningens förutsättningar för att kunna hantera en ökad internbelastning, dagens slamkvalitet för att få en god kvalitet på hydrokolet, och en bra integrering i befintliga processer för att nå ett optimalt resursutnyttjande.
|
|
| 8. |
- Baresel, Christian, et al.
(författare)
-
Förstudie - Mikroföroreningar vid Getteröverket i Varberg : Tekniska lösningar för en utökad rening av avloppsvatten
- 2024
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Mellan 2020 och 2023 har Vivab i samarbete med IVL Svenska Miljöinstitutet genomfört en förstudie om avancerad rening vid Getteröverket i Varberg. Förstudien genomfördes med bidrag från Naturvårdsverket i två olika etapper. Den första etappen omfattade en påverkansanalys av vattenmiljön, en behovsutredning och initiering av pilottester medan den andra etappen handlade främst om en fortsättning och komplettering av pilottester samt framtagandet av beslutsunderlag. Denna rapport redovisar etapp nummer två och kompletterar redan utfört arbete från etapp ett. Den första rapporten som avser etapp ett skickades till Naturvårdsverket i slutet av 2021.Syftet med den förstudien var att utreda förutsättningarna för en fullskaleinstallation av lämplig teknik för rening av organiska mikroföroreningar såsom läkemedelsrester vid Getteröverket. Målet med studien var att ge ett väl underbyggt underlag för aktuella beslutsfattare för en eventuell implementering av en fullskaleanläggning inom befintligt verksamhetsområde.För att uppnå ovan nämnda mål genomfördes kompletterande screeningar av organiska mikroföroreningar i föreliggande rapport. Provtagning har genomförts över avloppsreningsverket, potentiella punktkällor uppströms och i mottagande ytvatten som utgör Getteröverkets recipient. De tidigare startade långtidsförsöken från etapp 1 fortsatte under etapp 2. Försöken har utvärderat teknikkombinationen ultrafiltrering och granulerat aktiv kol (UF-GAK) och inkluderade även kompletterande pilottester med teknikkombinationen ozonering efterföljt av GAK (O3-GAK).Resultaten för den genomförda och kompletterande kartläggningen av i) mikroföroreningar över Getteröverket, ii) bidragande källor till inkommande avloppsvatten och iii) olika recipientpunkter, visade tydligt att Getteröverket är den dominerande transportvägen för läkemedelsrester till mottagande recipient inklusive Inre Farehammarsviken, som är ett känsligt och skyddat naturområde. För andra mikroföroreningar såsom PFAS (per- och polyfluorerade alkylsubstanser) och fenoler, finns även andra källor än Getteröverket. Vid undersökningar av lakvattnet från Bösarp deponi, konstaterades att det endast bidrar med en mindre del av den totala PFAS-belastningen till Getteröverket.De genomförda pilottesterna med de olika teknikkombinationerna UF-GAK och O3-GAK visade att en mycket bra reduktion av läkemedelsrester och andra organiska mikroföroreningar kunde åstadkommas.Långtidsförsöken som pågick i ca 30 månader visade också att reduktionen kan åstadkommas med en signifikant mindre kolförbrukning i UF-GAK-lösningen jämfört med en traditionell design av kolfilter. Principförslaget som inkluderar dimensionering och tekniskt utförande för UF-GAK visar hur en fullskaleimplementering kan utföras. Projektgruppen valde att fokusera på teknikkombinationen UF-GAK i principförslaget, eftersom denna tekniklösning utvärderades under en längre tid och utifrån flera aspekter. En annan anledning till ett ökat fokus för kombinationen UF-GAK, var att den även ger ökade möjligheter för en återanvändning av vatten. För alternativet med O3-GAK gjordes endast en förenklad bedömning av resursbehovet. Utifrån den genomförda kostnadsbedömningen skulle en implementering av avancerad rening med UF-GAK vid Getteröverket generera en specifik reningskostnad på ca 2,3 kr/m3.Utöver analyser av olika organiska mikroföroreningar för pilotprocesserna genomfördes det även ett antal olika aktiviteter såsom aktivitetstester av vattenprover över olika reningssteg, flödescytometri, karakterisering av den mikrobiella sammansättningen i GAK-filter, antibiotikaresistens med mera, vilket återfinns i rapporten.
|
|
| 9. |
- Baresel, Christian, et al.
(författare)
-
Införande av läkemedelsrening vid Himmerfjärdsverket
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- I dagsläget finns inga krav på svenska avloppsreningsverk att rena läkemedelsrester och andra svårnedbrytbara organiska föroreningar, dock är det troligt att krav på detta snart kommer att införas i Sverige. SYVAB har initierat ett projekt, inom vilket komplettering av den framtida processen, med olika tekniker för utökad rening av läkemedelsrester kommer undersökas. Rapporten sammanfattar tidigare utredningar och försök kring rening av läkemedelsrester i avloppsvatten, med anknytning till Himmerfjärdsverket nuvarande och framtida reningsprocess. Tester har genomförts av IVL Svenska Miljöinstitutet, delvis i samarbete med SYVAB, genom pilottester vid Himmerfjärdsverket och FoU-anläggningen Hammarby Sjöstadsverk. Avskiljningsgrad i dagens process vid Himmerfjärdsverket är för vissa läkemedel över 85 % medan vissa andra läkemedel reduceras i mycket lägre grad eller till och med ökade i utgående vatten. Trots låga avskiljningsgrader för vissa läkemedel ligger halter i recipienten på en nivå som ger en låg risk för negativa miljöeffekter för de flesta av de studerade läkemedlen. Det beror mest på att vattnet släpps i Himmerfjärden, som har en hög omsättning av vatten genom vattenutbyte med den yttre skärgården. Genomförd riskanalys visar att det inte skulle krävas en förbättrad rening för att uppnå måttliga riskkvoter i recipienten, då dessa redan ligger under 1 för samtliga analyserade substanser. Vill man minska halter av läkemedel redan i utgående vatten (exklusive utspädning) till koncentrationer under gränsen för vad som förväntas vara ofarliga för vattenlevande djur och växter (PNEC, Predicted No Effect Concentration) krävs en utökad rening för minst 7 av de analyserade läkemedlen, varav högst rening krävs för Oxazepam och Diclofenac. Efter ombyggnad av dagens reningsverk till en aktivslamanläggning med MBR-teknik förväntas avskiljning av några läkemedel öka, vilket dock endast påverkar behovet av extra rening av läkemedel väldigt lite. Detta vilket framgår av genomförd riskanalys. Alla undersökta läkemedel avskiljs bra, från utgående vatten efter MBR, med både kolfiltrering och ozonering vid lämplig dos och belastning enligt resultat från flera genomförda pilottester. Rening av vatten i GAK-filter ger stabilt låga halter av läkemedel tills genombrott sker. Om anläggningen ska dimensioneras för att reducera halter i utgående vatten till under PNEC, vilket innebär ett krav på reduktion av Oxazepam med ca 96% och Diclofenac med ca 88%, behöver anläggningen dimensioneras för behandling av 96% av totalflödet. Samma resultat uppnås om en högre andel av flödet behandlas men att kolet då kan bytas ut efter längre tid, efter att hela sorptionskapaciteten förbrukats. Om ambitionsnivån är att reducera halter av samtliga läkemedel till väldigt låga nivåer kan man förvänta kolförbrukning av ca 15 – 20 g/m3 av vatten (eller 50 - 75 m3/kg kol). Om utökad rening ska utgöras av en ozoneringsanläggning bör den dimensioneras för en ozondos på >9 mg/L för reduktion av halter i utgående vatten till under PNEC. Förutom läkemedelsrester innehåller utgående vatten från Himmerfjärdsverket även andra organiska mikroföroreningar som är viktigt att ta med vid bedömning av reningstekniker. Eftersom gränsvärdet för PFOS är väldigt lågt står dock Himmerfjärdsverkets utsläpp för haltbidrag som motsvarar över 90% av gränsvärdet för uppfyllande av god kemisk ytvattenstatus. Reduktion av PFOS från avloppsvatten har inte testats grundligt men befintliga resultat från försök med lakvatten vid Hammarby Sjöstadsverk och dricksvatten tyder på att en hög reduktionsgrad över en kolfilteranläggning kan förväntas och genombrott av PFOS förväntas komma samtidigt eller lite tidigare än för läkemedelsrester. Däremot kan inte höga reduktionsgrader förväntas vid ozonering.
|
|
| 10. |
|
|
| 11. |
- Baresel, Christian, et al.
(författare)
-
PFAS – how can Swedish wastewater treatment plants meet the challenge? Compilation of knowledge and guidance for water/wastewater actors regarding PFAS
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) are everywhere around us in society, found in commercial and industrial products, the atmosphere, waste, water (waste, surface, drinking, and ground), soil, plants, animals, and even in our bodies. The use and spread of PFAS is a global societal challenge, affecting even the most remote places on Earth. One of the reasons why PFAS has been an attractive component in many products and industrial applications is their extreme chemical and thermal stability. However, these same properties allow for the persistence of PFAS in the environment, whereby even low PFAS emissions over time can be accumulated and pose a high risk of negative health and environmental effects. Today there are thousands of known and unknown PFAS with widely varying properties and toxicity, which makes both risk assessments and management of this growing environmental problem difficult. According to a national mass balance for PFAS emissions from products and atmospheric deposition are the major sources of PFAS in Sweden.The amount of PFAS which are environmentally dispersed via wastewater and sewage sludge can be considered a minor part. However, due to the persistence of PFAS, measures to minimize their addition via these pathways may be necessary to reduce the total environmental load. Due to their toxicity and persistence, PFAS have recently become heavily regulated, with many regulatory agencies lowering the accepted PFAS environmental level ranges. Many PFAS have already been banned in Sweden or the EU and assessment grounds or action limits have been defined for various PFAS (e.g., surface water bodies, groundwater and drinking water) to initiate measures to reduce the spread of the substances. Already announced and stricter regulations will further increase the need for measures to minimize human exposure to PFAS and their dispersal in the environment.Regardless of which measures are implemented, PFAS will remain in the environment for a long time, even if a global ban of the chemicals is implemented. Long-term management of PFAS is thus necessary to removal from the cycle gradually. The focus of mitigation actions should primarily be on heavily contaminated land and landfill leachate. The review of existing data from Swedish wastewater treatment plants WWTP and receiving recipients shows that today’s treatment processes do not remove PFAS. At some WWTP, however, an effective separation of certain PFAS is observed, which should be investigated further. Perfluorooctanoic sulfonic acid (PFOS) levels in many of the investigated inland surface waters receiving effluent from treatment plants and PFAS from other sources/pathways exceed existing limits. In many cases, however, analysis limitations prevent an assessment.Ongoing activities around various treatment and destruction techniques for PFAS show that there are currently no techniques that achieve a far-reaching PFAS removal from municipal wastewater without significant resource consumption and related costs. For the continued use of sludge as a fertilizer, upstream mitigation is needed, with e.g., disconnection or treatment of PFAS-contaminated leachate. However, several ongoing projects indicate that a certain part of PFAS in wastewater can be removed as a side-effect of advanced treatment for pharmaceutical removal. This report provides guidance to stakeholders on how the PFAS problem can be tackled. It also demonstrates the need to improve and spread PFAS knowledge, particularly those involved with PFAS measurement data, treatment techniques and PFAS in sludge.
|
|
| 12. |
- Baresel, Christian, et al.
(författare)
-
PFAS – Hur kan svenska avloppsreningsverk möta denna utmaning? : Kunskapssammanställning och vägledning för VA-aktörer kring PFAS
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- PFAS (Per- och polyfluorerade alkylsubstanser) finns överallt omkring oss i samhället; i produkter, atmosfären, avfall, avloppsvatten, ytvatten, dricksvatten, grundvatten, mark, växter, djur och i våra kroppar. Användning och spridning av PFAS är en global samhällsutmaning och inte ens de mest avlägsna platserna på jorden är längre opåverkade av PFAS-ämnen. En av anledningarna till att PFAS har varit attraktiva i många produkter och industriella applikationer är ämnenas extrema kemiska och termiska stabilitet. Samma egenskaper skapar dock utmaningar i miljön då persistensen av PFAS medför att även låga utsläpp över tid kan anrikas i olika miljöer med stor risk för negativa hälso- och miljöeffekter. Det finns idag tusentals kända och okända PFAS med väldigt varierande egenskaper och toxicitet, vilket försvårar både en riskbedömning och hantering av detta växande miljöproblem.En nationell massbalans för PFAS visar att emissioner från produkter och atmosfärisk deposition är de största källorna till PFAS-spridning i miljön i Sverige. De mängder som sprids till miljön via avloppsvatten och avloppsslam kan anses utgöra en mindre del. På grund av PFAS-ämnenas persistens kan dock åtgärder för att minimera tillskottet via dessa spridningsvägar vara aktuellt för att nationellt minska den totala miljöbelastningen.Med tanke på toxiciteten och persistensen hos PFAS har användningen av kemikalierna reglerats kraftigt under senare tid och vilka halter som anses acceptabla i miljön har sänkts. Många PFAS har redan förbjudits i Sverige eller EU och bedömningsgrunder eller åtgärdsgränser har definierats för olika PFAS i t.ex. ytvattenförekomster, grundvatten och dricksvatten för att initiera åtgärder för att minska spridningen av ämnena. Redan aviserade och kommande strängare regelverk kommer ytterligare öka behovet av åtgärder för att minimera mänsklig exponering av PFAS och deras spridning i miljön. Oavsett vilka åtgärder som genomförs kommer dock PFAS finnas kvar länge i miljön, även vid ett globalt totalförbud. En långsiktig hantering av PFAS är således nödvändig med en successiv avskiljning från kretsloppet. Fokus för avskiljning från kretsloppet bör framförallt ligga på kraftigt förorenade marker och deponilakvatten.Genomgången av befintliga data vid svenska avloppsreningsverk och mottagande recipienter visar tydligt att dagens reningsprocesser inte avskiljer PFAS. Vid några avloppsreningsverk observeras dock en effektiv avskiljning av vissa PFAS vilket bör undersökas vidare. PFOS-halter i mottagande recipienter överskrider i de flesta fall som tillåter en bedömning befintliga gränsvärden. I många andra fall förhindrar brister i analysen en bedömning på grund av för höga rapporteringsgränser.Pågående aktiviteter kring olika renings- och destruktionstekniker för PFAS visar att det idag inte finns tekniker som åstadkommer en långtgående PFAS-reduktion från kommunalt avloppsvatten utan betydande resursförbrukning och kostnader. För en fortsatt användning av slam som gödsel behöver uppströmsarbete, med bl.a. bortkoppling eller rening av PFAS-förorenat lakvatten intensifieras. Flera pågående pilottester tyder dock på att en viss del av PFAS i avloppsvatten kan renas bort som en synergieffekt om rätt teknik väljs när ett reningsverk kompletteras med avancerad rening för reduktion av läkemedelsrester eller för en cirkulär vattenhantering. Utöver ett kunskapsunderlag ger även denna rapport en vägledning till VA-aktörer för hur PFAS-problematiken kan angripas. Dessutom visar rapporten på ett stort behov av att förbättra och sprida kunskap kring PFAS med framförallt mätdata och kunskap kring reningstekniker och PFAS i slam för att kunna möta PFAS-utmaningen.
|
|
| 13. |
- Baresel, Christian, et al.
(författare)
-
Resultat från FoU-samarbete Syvab-IVL : Årsredovisning för 2020 - 2021
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Dagens reningsverk står inför flera utmaningar såsom ökad belastning, skärpta reningskrav, ett förändrat klimat, krav på ökad resurseffektivitet, en mer hållbar slamhantering och minskad miljöpåverkan från verksamheten. I en strävan att nå mer hållbara lösningar för avloppsvattenrening och slamhantering har IVL Svenska Miljöinstitutet och Syvab haft ett långsiktigt forskningssamarbete. Under 2020 och 2021 har olika aktiviteter inom områdena klimat- och miljöpåverkan, slamhantering och processoptimering genomförts. Några av de aktiviteter som redovisas i denna rapport är fortfarande under genomförande och fortsätter även under 2022. Några resultat från 2020/21 års arbete är följande: - En simulering av framtida Himmerfjärdsverket 2030 med olika realistiska inflöden där infiltration och snabb avrinning varierats visar att mängden tillskottsvatten i inflödet påverkar reningsverkets miljöpåverkan. Framför allt en förändrad infiltration som ger ett minskat inflöde resulterar i en kraftig minskning av övergödningspotentialen, förbrukning av fossila resurser, klimatpåverkan, försurningspotential och förbrukningen av materialresurser.- Lutsgasmätningarna i den nya rejektvattenbehandlingen indikerade att 0,3 % av inkommande totalkväve emitterades som lustgas vilket är en total årlig lustgasemission från processen på ca 330 kg N2O/år eller 117,5 ton koldioxidekvivalenter årligen. Dessa emissioner är mycket lägre jämfört med mätningar i den tidigare deammonifikationsprocessen. Vid periodvisa problem i demonprocessen uppgår lustgasemissionerna dock till samma storleksordning som från den tidigare deammonifikationsprocessen.- Emissionsmätningar i huvudlinjen visade en genomsnittlig N2O-emissionsfaktor på ca 0,42 % (N2O-N/NH4-N-belastning). Vid en delvis hämning av nitrifikationen under mätperioden v41 kunde högre utsläpp av lustgas (1 % N2O-N/NH4-N-belastning) observeras. Vid en mer stabil nitrifikation minskar även lustgasemissioner igen till en emissionsfaktor på <0,4 %.- Mätningar för att kvantifiera växthusgasemissioner gjordes även i MBR-pilotanläggningen och ett medelvärde för lustgasemissionsfaktorn på ca 0,36 % N2O-N/NH4-N-belastning med ett högsta värde på 1,33 % beräknades. Även om det på grund av saknande data för luftflödet till membrantanken inte går att dra några slutsatser än så tyder dessa initiala mätningar ändå på högre lustgasemissioner från MBR-piloten jämfört med mätningar i IVLs MBR-pilot vid Hammarby Sjöstadsverk samt jämfört med nuvarande reningsprocess vid Himmerfjärdsverket.- Resultaten för rening av läkemedelsrester och PFAS för de två MBR-GAK-pilotlinjerna visar en fortsatt bra reningseffektivitet även om en förväntat avtagande effekt med ökade antal behandlade bäddvolymer observerades. Ett kolbyte har fortfarande inte behövts och PFOS-reningen sker fortfarande främst i MBR-processen. Medan första pilotlinjen bekräftar principförslaget så visar den andra pilotlinjen och övergripande resultat att signifikanta resurs- och kostnadsbesparingar kan åstadkommas jämfört med konventionell design om resultaten från pilotförsöken läggs som grund för en framtida fullskaleimplementering.- Olika åtgärder som rekommenderades i en genomförd utredning för att minska skumproblemet i piloten och för att undersöka en möjlig hantering i framtida Himmerfjärdsverket visar ett minskat skumtäcke i piloten. Ifall det beror på en minskad skumbildning eller ett effektivt avdrag av skummet kvarstår dock att utreda.
|
|
| 14. |
- Baresel, Christian, et al.
(författare)
-
Resultat från FoU-samarbete Syvab-IVL
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Dagens reningsverk står inför flera utmaningar såsom ökad belastning, skärpta reningskrav, ett förändrat klimat, krav på ökad resurseffektivitet, en mer hållbar slamhantering och minskad miljöpåverkan från verksamheten.I en strävan att nå mer hållbara lösningar för avloppsvattenrening och slamhantering har IVL Svenska Miljöinstitutet och Syvab haft ett långsiktigt forskningssamarbete. Under 2022 har olika aktiviteter inom områdena resursförbrukning, miljöpåverkan, slamhantering och processoptimering genomförts. Några av de aktiviteter som redovisas i denna rapport är fortfarande under genomförande och fortsätter även under 2023. Några resultat från 2022 års arbete är följande:Långtidspilottester med teknikkombinationen av Syvabs framtida MBR-process och två parallella 2-stegs filter med granulerat aktivt kol (GAK) för rening av läkemedelsrester och PFAS visar en fortsatt bra reningseffektivitet även om en förväntat avtagande effekt med ökade antal behandlade bäddvolymer observerats. tt kolbyte har fortfarande inte behövts efter ca 2,5 år av drift (vid ca 70 000 behandlade bäddvolymer i de enstaka GAK-filtren). Jämfört med det befintliga principförslaget så visar pilottesterna att signifikanta resurs- och kostnadsbesparingar kan åstadkommas om resultaten från pilotförsöken läggs till grund för en framtida fullskaleimplementering.Utvärderingen av övervaknings- och styrningsmöjligheter av GAK-filtren med hjälp av UVA eller DOC indikerar att en övervakning av reningen baserat på endast dessa parameter inte kommer räcka till.Pilottester med en kombination av pulveriserat aktivt kol (PAK) och MBR-processen visar en mycket effektiv borttagning av studerade läkemedelsrester med >80 % redan vid en PAK-dos på ca 15 mg/l. Även PFOS renas bort effektivt med en avskiljning >98 %. Jämfört med teknikkombinationen MBR-GAK kan PAK-MBR alternativet ge ytterligare resursbesparingar samtidigt som andra utmaningar som slampåverkan p.g.a. PAK-tillsats behöver beaktas.En implementering av SIMBA#-processmodellen för MBR-piloten och utvärdering av återkommande nitrifikationshämningar i fullskaleanläggningen med hjälp av dataanalys visar potential för dessa verktyg som möjlig användning i framtiden.
|
|
| 15. |
- Baresel, Christian, et al.
(författare)
-
Resultat från FoU-samarbete Syvab-IVL - Årsredovisning för 2019
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Dagens reningsverk står inför flera utmaningar såsom skärpta reningskrav, ett förändrat klimat, krav på ökad resurseffektivitet, en mer hållbar slamhantering och minskad miljöpåverkan från verksamheten. I en strävan att nå mer hållbara lösningar för avloppsvattenrening och slamhantering har IVL och Syvab haft ett långsiktigt forskningssamarbete. Under 2019 har olika aktiviteter inom områdena klimat- och miljöpåverkan, slamhantering och processoptimering genomförts. Några av de aktiviteter som redovisas i denna rapport är fortfarande under genomförande och fortsätter även under 2020. Några aktiviteter från 2019 års arbete som presenteras är: • Utvärdering av olika slamtorkningstekniker. • Modeller för att generera realistiska inflödesscenarier och simulera drift av framtida processlösning. • Mätningar av lustgasemissioner från rejektvattenrening. • Sammanställning av tidigare utredningar och försök kring rening av läkemedelsrester i avloppsvatten. • En förstudie av kombinationen pulveriserat aktivt kol (PAK) och MBR-processen. • Tester med produktion av biokol från torkat slam. • Undersökning av mikroföroreningar vid högflöde. • Produktion av intern kolkälla till reningsprocessen från organiska restprodukter.
|
|
| 16. |
- Fagerström, Anton, et al.
(författare)
-
LCC - Biogas at a food production plant
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The analysis of LCC-results can be used to determine which option is the most financially preferred from the company’s standpoint. The results are clear and show that the biogas-option is favorable and a profitable option of investment for the company. To determine how various parameters and factors influence the results, an extensive sensitivity analysis was also included in this study where several parameters were altered. The Net Present Value of Investment is influenced by all parameters in the following order: i) biomethane price of the grid, ii) revenue from fiber sludge, iii) calculation period, iv) interest rate, v) investment cost sewage treatment plant, vi) revenues biofertilizer, vii) investment cost biogas plant, viii) electricity price, and ix) sludge revenue/cost. This is a measure of how important the individual parameters are for the company’s decision on how to proceed with their investment plans.
|
|
| 17. |
- Lassesson, Henric, et al.
(författare)
-
Optimizing resource flow of industrial processes, with a case study of zero liquid discharge at a copper smelting plant
- 2021
-
Ingår i: Journal of Cleaner Production. - : Elsevier BV. - 0959-6526 .- 1879-1786. ; 286, s. 125452-125452
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The transition towards circular flows within industrial processes often involves assessment of only one type of flow. For example, zero liquid discharge sometimes focuses on water flows, without taking into consideration solid residues. It could however be possible to simultaneously optimize different types of resources, and consequently generate a higher economic yield, a reduced risk, and a reduced environmental impact. The purpose of this study was to find the best use for the solid residues from a zero liquid discharge wastewater treatment at a copper smelting plant. The result was a methodology for resource optimization, based on the principles of reduce, replace, reuse and recycle. The methodology involves relatively simple steps and could be used as a set of instructions for anyone working with resources in almost any industrial process. This methodology is expected to lower one barrier towards a more circular economy - by focusing on preventable losses of valuable resources in all forms (energy, water, and material) and by being simple to use, thereby improving the attitude and knowledge in industrial organizations. With the help of this methodology, it was concluded that the solid waste from the case study could be reduced by 58%–85%. A preliminary economic analysis showed that the operational cost for the optimized waste handling scheme is lower than in the base scenario. If all the proposed changes are fully realizable, the reduced waste will be a result of reduced use of resources in the process, reused resources within the process, and recovered resources which could be recycled and sold as by-products.
|
|
| 18. |
- Malovanyy, Andriy, 1984-
(författare)
-
Ammonium removal from municipal wastewater with application of ion exchange and partial nitritation/Anammox process
- 2014
-
Licentiatavhandling (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Nitrogen removal from municipal wastewater with application of Anammox process offers cost reduction, especially if it is combined with maximal use of organic content of wastewater for biogas production. In this study a new technology is proposed, which is based on ammonium concentration from municipal wastewater by ion exchange followed by biological removal of ammonium from the concentrated stream by partial nitritation/Anammox process. In experiments on ammonium concentration four the most common ion exchange materials were tested in packed bed columns, namely strong and weak acid cation exchange resins, natural and synthetic zeolites. Experiments with synthetic wastewaters with different content and municipal wastewater showed that strong acid cation resin is the most suitable for ammonium concentration from municipal wastewater due to its high exchange capacity and fast regeneration. Since NaCl was used for regeneration of ion exchange materials, spent regenerant had elevated salinity. Experiments with activity determination showed that both nitritation and Anammox bacteria are inhibited by NaCl, where effect on Anammox bacteria is more severe. Adaptation of partial nitritation/Anammox biomass was studied using two strategies of salinity increase and it was possible to adapt the biomass to NaCl content of 10-15 g/L. The technology was tested in batch mode using strong acid cation resin for ammonium concentration from pretreated municipal wastewater, and partial nitritation/Anammox biomass for nitrogen removal from concentrated stream. It was shown that it is possible to remove 99.9% of ammonium from wastewater with ion exchange while increasing concentration of ammonium in spent regenerant by 18 times. Up to 95% of nitrogen from spent regenerant was removed by partial nitritation/Anammox biomass in batch tests. Moreover, possibilities of integrati on of the technology into municipal wastewater treatment technology, challenges and advantages were discussed.
|
|
| 19. |
- Malovanyy, Andriy, 1984-
(författare)
-
Anammox-based systems for nitrogen removal from mainstream municipal wastewater
- 2017
-
Doktorsavhandling (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Nitrogen removal from municipal wastewater with the application of deammonification process offers an operational cost reduction, especially if it is combined with a maximal use of organic content of wastewater for biogas production. In this thesis, two approaches for integration of the deammonification process into the municipal wastewater treatment scheme were studied.The first approach is based on ammonium concentration from municipal wastewater by ion exchange followed by biological removal of ammonium from the concentrated stream by deammonification process. Experiments with synthetic and real municipal wastewater showed that strong acid cation resin is suitable for ammonium concentration due to its high exchange capacity and fast regeneration. Since NaCl was used for regeneration of ion exchange materials, spent regenerant had elevated salinity. The deammonification biomass was adapted to NaCl content of 10-15 g/L by step-wise salinity increase. The technology was tested in batch mode with 99.9 % of ammonium removal from wastewater with ion exchange and up to 95 % of nitrogen removal from spent regenerant by deammonification process.The second studied approach was to apply anammox process to low-concentrated municipal wastewater in a moving bed biofilm reactor (MBBR) and integrated fixed film activated sludge (IFAS) system without a pre-concentration step. After a 5 months period of transition to mainstream wastewater the pilot plant was operated during 22 months and stable performance of one-stage deammonification was proven. Clear advantage of IFAS system was shown. The highest stable nitrogen removal efficiency of 70 % and a nitrogen removal rate of 55 g N/(m3·d) was reached. Moreover, the influence of operation conditions on competition between ammonium oxidizing bacteria (AOB) and nitrite oxidizing bacteria (NOB) was studied by literature review, batch tests and continuous pilot plant operation.
|
|
| 20. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Combination of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor and partial nitritation/anammox moving bed biofilm reactor (MBBR) for municipal wastewater treatment
- 2015
-
Ingår i: Bioresource Technology. - : Elsevier BV. - 0960-8524 .- 1873-2976. ; 180, s. 144-153
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- In this study the combination of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor and a deammonification moving bed biofilm reactor (MBBR) for mainstream wastewater treatment was tested. The competition between aerobic ammonium oxidizing bacteria (AOB) and nitrite oxidizing bacteria (NOB) was studied during a 5 months period of transition from reject water to mainstream wastewater followed by a 16 months period of mainstream wastewater treatment. The decrease of influent ammonium concentration led to a wash-out of suspended biomass which had a major contribution to nitrite production. Influence of a dissolved oxygen concentration and a transient anoxia mechanism of NOB suppression were studied. It was shown that anoxic phase duration has no effect on NOB metabolism recovery and oxygen diffusion rather than affinities of AOB and NOB to oxygen determine the rate of nitrogen conversion in a biofilm system. Anammox activity remained on the level comparable to reject water treatment systems.
|
|
| 21. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Comparative study of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) removal from landfill leachate
- 2023
-
Ingår i: Journal of Hazardous Materials. - Stockholm : IVL Svenska Miljöinstitutet AB. - 0304-3894 .- 1873-3336. ; 460, s. 132505-132505
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Landfill leachate is one of the major point sources of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) pollution. In this study, powdered activated carbon (PAC), granular activated carbon (GAC), anion exchange resin (AIX), nanofiltration (NF), ozonation, and foam fractionation were tested for treatment of the same leachate.These methods were compared in terms of PFAS removal efficiencies and treatment cost. More than 75% removal of long-chain PFAS (6-9 CF2) could be achieved with all the studied methods, though with high resource consumption. It was demonstrated that PFAS breakthrough was up to 27 times faster when the leachate was treated with GAC and AIX compared to groundwater treatment. Nanofiltration was the only method which could be practically applied for removal of PFAS with the shortest fluorinated carbon chain (3-4 CF2). Foam fractionation and AIX offered the most economical treatment, with an estimated cost of < 1 €/m3 for PFOS and PFOA reduction to ≥90%. The cost of treatment was shown to increase exponentially if the goal of > 60% ΣPFAS11 removal was applied. It was also discussed that composite parameters that include expected toxicity of different PFAS, such as ΣPFOAeq, should be used to obtain a cost-efficient reduction of PFAS-induced water toxicity.
|
|
| 22. |
|
|
| 23. |
|
|
| 24. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Mainstream wastewater treatment in integrated fixed film activated sludge (IFAS) reactor by partial nitritation/anammox process
- 2015
-
Ingår i: Bioresource Technology. - : Elsevier BV. - 0960-8524 .- 1873-2976. ; 198, s. 478-487
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- In this study the system based on the combination of biofilm and activated sludge (IFAS - integrated fixed film activated sludge) was tested and compared with a system that relies only on biofilm (MBBR - moving bed biofilm reactor) for nitrogen removal from municipal wastewater by deammonification process. By introduction of suspended biomass into MBBR the nitrogen removal efficiency increased from 36 +/- 3% to 70 +/- 4% with simultaneous 3-fold increase of nitrogen removal rate. Results of batch tests and continuous reactor operation showed that organotrophic nitrate reduction to nitrite, followed by anammox reaction contributed to this high removal efficiency. After sCOD/NH4-N ratio decreased from 1.8 +/- 0.2 to 1.3 +/- 0.1 removal efficiency decreased to 52 +/- 4%, while still maintaining 150% higher removal rate, comparing to MBBR. Activity tests revealed that affinity of NOB to oxygen is higher than affinity of AOB with half-saturation constants of 0.05 and 0.41 mg/L, respectively.
|
|
| 25. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Rening av PFAS-förorenat lakvatten i jonbytarfilter med uppströmsflöde : Försök på anläggningar Sivik och Löt
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Rening av PFAS-förorenat lakvatten med jonbytarfilter testades i flera pilotstudier och visade bra resultat, särskilt vid krav på reduktion av PFAS med längre kolkedjor. Den största utmaningen i användning av jonbytarmassa för rening av lakvatten är att det antingen krävs en väldigt avancerad förbehandling eller att filtret behöver backspolas ofta för att undvika igensättning. Backspolning av filter blandar om jonbytarmassan, vilket gör att kolonnverkan förloras.Målsättning med projektet var att testa en utformning där lakvatten strömmar uppåt i en filterbädd med tillräckligt flöde för fluidisering av bädden. Rapporten beskriver försök som genomförts i en större pilotskala på Sivik avfallsanläggning samt försök i mindre pilotskala på Löt avfallsanläggning. På Sivik har ett standard DynaSand filter fyllts med jonbytarmassa och körts under 9 månader. På Löt har jämförande försök med nedströms jonbytarfilter och två seriekopplade uppströmsfilter genomförts.Försök på Sivik visade att det var avgörande att omsätta jonbytarmassa i filtret genom att driva mammutpumpen för att bibehålla bra rening. Det var dock utmanande att hitta en balans mellan omsättning av massan och risken för förlust av massan med spolvatten. Det upptäcktes även att flödet i försöken var för lågt för homogen suspendering av massan vilket troligen skapade kortslutningar av flöde genom filtret. Det ledde till varierande rening av PFAS med kortare kolkedjor. Trots utmaningarna var reduktion av PFOS i genomsnitt 94% som medel vid behandling av 14 300 bäddvolymer (BV) av vatten. Utgående PFOS-halter var ca 13 gånger lägre än respektive målsättningsvärde för anläggningen. Satsvisa labbförsök visade att jonbytarmassan hade mycket kapacitet kvar när försöken avslutades och reducerade PFOS och andra längre PFAS nästan lika bra som ny jonbytarmassa.I försök på Löt visade 2-stegs uppströmsfilter liknande rening som ett nedströmsfilter, vilket bekräftar att kapacitetsutnyttjande av jonbytarmassa kan vara liknande med de två processutformningarna.Förlust av massa noterades både med nedströmsjonbytare (i försök på Löt vid backspolning) och uppströmsjonbytare (i försök på Sivik). Orsaken till förlusten av jonbytarmassa härrör till att ett standard DynaSand filter nyttjats. Detta filter i standardutförande är avsett för media med en betydligt högre densitet än den jonbytarmassa som nyttjats i Sivik.I projektet testades några modifieringar och driftsinställningar som gynnade funktionen i DynaSand filtret. Ytterligare modifieringar och tänkbara förbättringar och åtgärder för minskad risk av förlust av jonbytarmassa med låg densitet samt vikten av polerande rening från eventuella mindre mängder jonbytarmassa som kan följa med utgående vatten diskuteras i rapporten.
|
|
| 26. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Rening av PFAS-förorenat lakvatten med jonbytesprocessen: pilotförsök med regenerering
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Syftet med projektet var att studera rening av PFAS-förorenat lakvatten med jonbytare med fokus på avskiljning av substanser med kort och medellång kolkedja. Dessa substanser avskiljs dåligt med de flesta tekniker. Tidigare studier har visat att jonbytarfilter avskiljer substanserna initialt när filtret tas i drift men reduktionsgraden minskar snabbt. För att behålla bra avskiljning av dessa substanser behöver jonbytarmassan därför bytas ofta, vilket medför en hög reningskostnad. Några studier har visat att jonbytarmassa kan regenereras från PFAS och användas flera upprepade gånger, vilket har potential att minska reningskostnaden och behålla bra reduktion av de kortare PFAS.Regenerering av jonbytare har dock inte testats tidigare vid rening av lakvatten, bara vid rening av andra vattenströmmar. Dessutom behövde hantering av den förbrukade regenereringslösningen som innehåller höga PFAS halter studeras.I föreliggande studie gjordes litteraturgenomgång, försök i labb-, bänk-, och pilotskala samt processberäkningar och kostnadskalkyler för att studera hur regenerering av jonbytare och återvinning av regenereringslösningen kan tillämpas vid rening av PFAS-förorenat vatten. Försöken utfördes vid Ragn-Sells avfallsanläggning Högbytorp.Kortvariga labbförsök visade att det finns flera typer av jonbytare från de flesta stora leverantörer som fungerar bra vid rening av lakvatten från PFAS. De mest lovande av dessa testades avseende regenerering med två olika regenereringslösningar. En indikation från labbförsöken var att det är möjligt att regenerera jonbytarna och behålla liknande kapacitet i fler cykler av sorption-regenerering.Pilotförsöken genomfördes i en anläggning bestående av förbehandling av lakvatten genom fällning, sedimentering, och ultrafiltrering följt av två jonbytarfilter som kördes i serie eller parallellt. Förbehandlingen fungerade för det mesta bra och producerade ett partikelfritt vatten, dock med en hög dos av en fällningskemikalie. Jonbytarfiltren renade det förbehandlade vattnet tills genombrott av medellånga PFAS observerades. Sedan regenererades ett av jonbytarfiltren och filtret togs i drift igen för att undersöka hur regenereringen påverkade kapaciteten för PFAS-reduktion.Resultaten visade att det mesta av sorberade PFAS tvättades bort från massan och att den regenererade massan hade en kapacitet som liknande en ny.Den regenereringslösning som visade sig fungera bra i labb-, bänk-, och pilotskaleförsöken var 1% NH4Cl i 80%vol etanol. För regenerering av 1 m3 jonbytarmassa krävdes minst 13 m3 av lösningen. Att regenerera jonbytare och skicka lösningen på destruktion kostar mer än att köpa ny jonbytarmassa. För att regenereringen ska vara ekonomiskt motiverad behöver den förbrukade regenereringslösningen återanvändas och/eller kemikalier från den behöver återvinnas. I projektet studerades två alternativ för återvinning av lösningen – destillering och nanofiltrering. Båda metoderna fungerade bra och separerade >98% av PFAS från regenereringslösningen. Koncentratet, som innehåller PFAS i halter 1 000 – 1 700 gånger högre än i inkommande lakvatten, kan då skickas på destruktion medan den renade regenereringslösningen återanvändas.En grov kostnadsanalys visade att för de flöden och halter som förekommer i lakvatten på Högbytorp skulle regenerering och återvinning av regenereringslösningen med nanofiltrering vara ekonomiskt motiverad om en bra reduktion av medellånga PFAS eller väldigt höga reduktionsgrader (>95%) av de längre PFAS skulle krävas. Däremot, om 90% reduktionsgrad eller lägre bedöms vara tillräckligt för ΣPFAS4 eller ΣPFOAekv så bedöms regenerering och återvinning av regenereringslösningen i en egen anläggning att inte vara ekonomiskt motiverat. Däremot finns en stor potential för en gemensam anläggning för regenerering av jonbytare från flera avfallsanläggningar eller andra verksamheter, liknande som det görs idag med reaktivering av aktivt kol.
|
|
| 27. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Rening av PFAS-förorenat vatten från avfallsanläggningar
- 2021
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Syftet med detta projekt var att studera rening av PFAS-förorenat lakvatten från avfallsanläggningar genom praktiska försök i labb- och pilotskala och genom sammanfattning och utvärdering av försök som genomfördes på andra avfallsanläggningar. Försök med ett brett spektrum av olika reningstekniker genomfördes på fyra avfallsanläggningar. En generell slutsats för alla tekniker som ger en rimlig reningskostnad är att de PFAS som har en kortare fullfluorerad kolkedja avskiljs sämre än de med en längre kedja. Ett stort fokus i utvärderingen av resultaten var därför att demonstrera hur olika reningsgrader för olika PFAS kan påverka reningskostnader. Utvärderingen av samtliga försök visade att skumfraktionering, rening med GAK och jonbytare är de mest lovande teknikerna som ger liknande kostnader vid samma reduktionsgrad. Om reningen ska utformas utifrån dagens krav blir reningskostnaderna lägst vid användning av jonbytare. Skumfraktionering ger bra reduktion av PFAS med sex eller fler helfluorerade kolatomer och är den mest kostnadseffektiva tekniken för reduktionen av de mest toxiska PFAS. Rening med GAK bedöms vara motiverat vid låga inkommande DOC-halter och om rening av andra organiska miljögifter behövs. Kostnad för rening av PFAS-förorenat lakvatten beräknas till 5-13 kr/m3 för en mellanstor avfallsanläggning.
|
|
| 28. |
|
|
| 29. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Underlag för konsekvensbedömning av skärpta kvävereningskrav i reviderat avloppsdirektiv
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- SMED har inom projektet utvärderat förslag på ändring av EU:s avloppsdirektiv avseende skärpta kvävereningskrav. Som indata i projektet användes underlag från Svenska Miljörapporteringsportalen (SMP) med reningsverkens egna uppgifter sammanställda av Naturvårdsverket, inkluderande alla aktuella reningsverk, deras belastning, vattenvolym samt utsläpp under 2020.Reningsverken delades in i fyra grupper beroende på deras förutsättningar och ombyggnadsbehov. Grupp 1 bestod av reningsverk som släpper ut vatten till Bottenviken och Bottenhavet och som inte har någon fungerande kväverening idag. Det antogs att dessa reningsverk byggs om från aktiv-slamprocessen till MBBR-processen i befintliga och nya volymer. Grupp 2 bestod av de reningsverk som till stor del är beroende av naturlig retention av kväve på väg till havet. Dessa reningsverk antogs ha en högre vattentemperatur och byggas om på samma sätt som de i grupp 1, dock med mindre behov av nya bassängvolymer. Grupp 3.1 bestod av reningsverk som tar emot belastning > 100 000 pe och redan har kvävekrav, dock inte lika omfattande som enligt förslaget. Dessa reningsverk antogs byggas om till MBR i befintliga volymer. Den sista gruppen, och den största till antal, grupp 3.2, bestod av reningsverk som redan har kvävekrav men är mindre än 100 000 pe. Dessa reningsverk antogs kompletteras med efter-denitrifikation i en MBBR samt skivfilter.Investeringskostnad för flera typiska reningsverk tillhörande varje grupp togs fram av SMED med användning av kalkyler tillhandahållna av Mittsverige Vatten och Avfall (MSVA) samt nya kalkyler som tagits fram av Sweco som underkonsulter inom projektet. Tillkommande driftkostnader och utsläpp av växthusgaser beräknades schablonmässigt. Kostnader och utsläpp uttryckta per belastning i pe, kvävereningsbehov i kg N eller hydraulisk kapacitet i m3/h extrapolerades från de typiska reningsverken till alla reningsverk i gruppen för att ta fram total kostnad och utsläpp per grupp och för hela Sverige.Genomgång av utsläppsdata för alla svenska reningsverk visade att 161 av 179 reningsverk som tar emot vatten från tätorter större än 10 000 pe eller nära den gränsen behöver byggas om som en direkt konsekvens av föreslagna skärpta krav i nya avloppsdirektivet. Dessa reningsverk renar vatten från ca hälften av Sveriges befolkning. Om även pågående eller planerad ombyggnad av fem reningsverk i Stockholm och Göteborg räknas in kommer ca 70 % av hela Sveriges reningsverkskapacitet att behöva byggas om inom loppet av 13 år. Det kommer innebära stora utmaningar med att klara den tuffa tidsplanen, men även stora kostnader för samhället.Total investeringskostnad för alla ombyggnationer uppskattas till 20,5 miljarder kronor. Hårdare reningskrav och mer avancerad reningsprocess innebär även väsentlig ökning av elförbrukning och användning av extern kolkälla, som vanligtvis produceras av naturgas eller andra fossila råvaror. Total tillkommande årskostnad, som inkluderar kapitalkostnader, ökad förbrukning av energi och kemikalier samt förstärkt personalstyrka beräknats till 1,8 miljarder kronor per år.Det finns stora skillnader i de tillkommande kostnaderna för olika reningsverk med olika förutsättningar. Kostnad per pe är högst för små reningsverk i Norrland (> 1 000 kr/år, pe) medan den är lägst för medelstora och stora reningsverk i södra Sverige (< 100 kr/år, pe). Även specifika kostnaden för reduktion av 1 kg N varierar kraftigt för olika reningsverk och uppgår till > 1 000 kr/kg N för de små reningsverk som renar kväve bra redan idag.Införande av de skärpta kvävekraven förväntas öka Sveriges utsläpp av växthusgaser med 38 000 ton CO2-ekv/år, exklusive indirekta utsläpp förknippade med ombyggnation av reningsverken, så som nya betongkonstruktioner, ledningsdragningar och ny utrustning. Det är en av de största skillnaderna jämfört med EU:s konsekvensanalys där utsläppen av växthusgaser förväntas minska som ett resultat av hårdare kvävekrav.Beräkningar i denna rapport är gjorda på schablonmässigt sätt och det finns stora osäkerheter i de presenterade siffrorna. Osäkerheten bedöms till ± 50-60 %. Det beror på att alla reningsverk är unika och har egna förutsättningar som gör att förbättring av kväverening kan kräva större eller mindre ombyggnationer. Det är även svårt att avgränsa vilka kostnader som ska räknas in som direkt orsakade av hårdare kvävekrav och vilka som skulle uppkomma oavsett kvävekravet, exempelvis renovering av bassänger och byte av äldre utrustning, ombyggnad av processen för att öka kapaciteten, polerande filtrering som behövs för långtgående kväverening men även för att uppfylla allt hårdare fosforkrav och förbehandla vattnet inför införande av läkemedelsrening.Trots stora osäkerheter stämmer SMED:s bedömning ganska bra överens med den bedömning som Svenskt Vatten har gjort tidigare. EU-kommissionens konsekvensbedömning till föreslagna krav presenterar dock en mycket mer positiv bedömning där kostnader är mycket lägre och att nya krav leder till minskad klimatpåverkan. Vid närmare kontroll av EU-kommissionens bedömning kan det konstateras att det finns stora brister i de antaganden som ligger till grund för bedömningen. Som ett exempel antogs att de reningsverk som redan har fungerande kväverening och reducerar kväve till 10-15 mg/l kan uppfylla även de föreslagna kraven utan någon ombyggnad och utan dosering av extern kolkälla.
|
|
| 30. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Återvinning av näringsämnen från avlopp : En litteraturstudie
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Rapporten beskriver etablerade och nya tekniker för kväveåtervinning ur avloppsvatten, och jämföråtervinningsmetoderna med andra sätt att tillverka kvävegödsel när det gäller klimatpåverkan ochkostnader. Rapporten innehåller också en kort genomgång av möjligheter för återvinning av kalium ochsvavel och en statusuppdatering av metoder för återvinning av fosfor.
|
|
| 31. |
- Malovanyy, Andriy, et al.
(författare)
-
Återvinning av näringsämnen från avlopp : En litteraturstudie
- 2022
-
Rapport (refereegranskat)abstract
- Rapporten beskriver etablerade och nya tekniker för kväveåtervinning ur avloppsvatten, och jämför återvinningsmetoderna med andra sätt att tillverka kvävegödsel när det gäller klimatpåverkan och kostnader. Rapporten innehåller också en kort genomgång av möjligheter för återvinning av kalium och svavel och en statusuppdatering av metoder för återvinning av fosfor.Återvinning av näringsämnen från avlopp i Sverige sker i dag nästan uteslutande genom spridning av avloppsslam på åkermark, men bara cirka en tredjedel av allt slam används på det viset. Avvattnat rötslam innehåller bara cirka 15 procent av det kväve som finns i inkommande avloppsvatten. Det gör att endast några få procent av kvävet återvinns i dag. Ökad återvinning av kväve har därför stor potential. Det finns risk att även den lilla mängden kväve som återförs med slam idag uteblir ifall slamanvändning på åkermark ska förbjudas samtidigt som det blir krav på återvinning av fosfor. De mest intressanta metoderna återvinner fosfor från aska efter slamförbränning, och det innebär att kväveinnehållet går förlorat.Dagens kväverening sker i huvudsak med biologiska metoder i reningsverkets huvudström. Ett alternativ är att avskilja det kväve som finns i rejektvatten, det vill säga det högkoncentrerade vatten som blir över vid avvattning av rötat slam. Kvävemängden i rejektvattnet är ungefär lika stor som kvävemängden i själva slammet. Kvävet i rejektvatten kan återvinnas till gödselprodukter med olika kemisk-fysikaliska metoder. Om kväve återvinns behöver mindre kväve renas biologiskt. Det sparar energi och minskar utsläppen av växthusgaser, framför allt lustgas. Men kväveåtervinningsprocesser är energi- och kemikalieintensiva, vilket ger indirekta utsläpp av växthusgaser och relativt hög kostnad.En litteraturstudie visade att ammoniakstrippning (avdrivning av ammoniak i gasfas) och kontaktmembran är de tekniker för kväveåtervinning från rejektvatten som finns i fullskala och som har liknande och relativt hög förbrukning av kemikalier och energi. För spillvattenströmmar som liknar rejektvatten har det testats andra metoder, bland annat termisk strippning av ammoniak med vidare kemisk reaktion med gips eller destillering till ammoniakvatten. Även indunstning och destillation är utvecklade tekniker som har potential för kväveåtervinning.Konventionell produktion av kvävegödsel är beroende av naturgas för att få energi. Flera tekniker utvecklas nu där förnybar energi kan användas för produktion av ammoniak. Projektet utvärderade klimatpåverkan och kostnader för olika kväveåtervinningsmetoder jämfört med produktion av kvävegödsel från fossila och förnybara energikällor. Återvinningsmetoderna visade stor variation, men några slutsatser kan dras. Driftkostnaden för kväveåtervinning med de etablerade teknikerna (ammoniakstrippning och kontaktmembran) är lite högre än kostnaden för produktion av kvävegödsel från fossila och förnybara energikällor, även när kostnaden för utebliven rening av rejektvatten med de mest kostnadseffektiva biologiska metoder dras av. Däremot är klimatpåverkan från kväveåtervinning lägre än klimatpåverkan från kvävegödselproduktion och biologisk kväverening. Flera nya återvinningstekniker, som till exempel termisk strippning av ammoniak och struvitfällning kombinerad med syrabehandlinging, har potential att ge både lägre kostnad och lägre klimatpåverkan.Ett alternativ för att återvinna så mycket kväve som möjligt är att införa källsorterande system och separat behandling av klosettvatten eller urin. Även återvinning från den lågkoncentrerade huvudströmmen av avloppsvatten med en jonbytesprocess följt av återvinning med strippning eller kontaktmembran har potential.
|
|
| 32. |
- Owusu-Agyeman, Isaac, et al.
(författare)
-
Pre-concentration of ammonium to enhance treatment of wastewater using the partial nitritation/anammox process
- 2015
-
Ingår i: Environmental technology. - : Informa UK Limited. - 0959-3330 .- 1479-487X. ; 36:10, s. 1256-1264
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The anaerobic ammonium oxidation (anammox) process is one of the most cost-effective technologies for removing excessive nitrogen compounds from effluents of wastewater treatment plants. The study was conducted to assess the feasibility of using ion exchange (IE) and reverse osmosis (RO) methods to concentrate ammonium to support partial nitritation/anammox process, which so far has been used for treating only wastewater with high concentrations of ammonium. Upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor effluents with 40.40, 37.90 and 21.80 mg NH4N/L levels were concentrated with IE method to 367.20, 329.50 and 187.50 mg NH4N/L, respectively, which were about nine times the initial concentrations. RO method was also used to concentrate 41.0 mg NH4N/L of UASB effluent to 163 mg NH4N/L at volume reduction factor 5. The rates of nitrogen removal from respective RO pretreated concentrates by partial nitritation/anammox technology were 0.60, 1.10 and 0.50 g N/m(2)day. The rates were largely influenced by initial nitrogen concentration. However, rates of RO concentrates were 0.74, 0.92 and 0.81 g N/m(2)day even at lower initial NH4N concentration. It was found out from the study that higher salinity decreased the rate of nitrogen removal when using partial nitritation/anammox process. Dissolved oxygen concentration of similar to 1 mg/L was optimal for the operation of the partial nitritation/anammox process when treating IE and RO concentrates. The result shows that IE and RO methods can precede a partial nitritation/anammox process to enhance the treatment of wastewater with low ammonium loads.
|
|
| 33. |
|
|
| 34. |
|
|
| 35. |
- Trela, Jozef, et al.
(författare)
-
Deammonification Synthesis report 2014
- 2014
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Nitrogen removal in wastewater treatment plants (WWTPs) is one of the most crucial end-of-pipe actions by which society can protect the environment from anthropogenic nitrogen loads that would otherwise have a negative impact on natural water systems. Without nitrogen removal from municipal wastewater, many ecosystems would have more problems with eutrophication and oxygen depletion and algae blooming as result, as challenges in regions such as the Baltic Sea illustrate. An increasing population and the restoration, or at least maintenance, of our ecosystem will in the future require even more stringent nitrogen removal targets than we have today. Nitrogen removal in WWTPs is also one of the most resource-intensive processes, which requires both a high amount of energy needed for aeration in the nitrification process as well as external carbon sources addition in the form of methanol/ethanol for the denitrification process. As the use of these resources contributes to impacts on our environment, reducing energy and resource consumption in nitrogen removal is one of the most focused research and development (R&D) areas in wastewater treatment worldwide. The most significant step towards a more sustainable nitrogen removal has been accomplished with the implementation of the deammonification process based on nitritation/anammox in side-stream treatment, i.e. the treatment of ammonium-rich supernatant from digested sludge dewatering. However, the process can be improved further in many different ways. The upcoming application of the deammonification process is for the mainstream, i.e. wastewater with low concentration and temperature. The pioneering work by a group consisting of researchers and experts from the Royal Institute of Technology (KTH) and IVL Swedish Environmental Research Institute has a significant share in this research field. This Synthesis report provides an overview of the work performed by the KTH/IVL R&D-group at the R&D-facility Hammarby Sjöstadsverk in Stockholm since the collaborative activities were initiated in 2008. The expertise of KTH stretches longer back than this (starting from year 1999 with first studies in laboratory scale), but this report has the aim to present the KTH/IVL research of the last years (2008-2014) and provide an overview of the expertise and potential that the group has within the field of deammonification in all its applications. The main competences and research focus of the KTH/IVL group includes: Side-stream deammonification process operation and control Mainstream deammonification process operation and control GHG-emissions measurement and control from deammonification processes Holistic WWTP-system approaches including deammonification processes This Synthesis report does not include a review of the research groups’ activities in relation to other international research. However, the included review of performed research and listed publications will provide an indication of the group’s activities. In addition, interested collaboration partner are invited to see the actual work at the R&D-facility Hammarby Sjöstadsverk. The shared goal by the group members is clear: Side-stream and Mainstream Deammonification process for Energy Positive Nitrogen Removal as a part of creating water resource recovery facilities previously known as wastewater treatment plants.
|
|
