Att få ett tyngre slam med en enkel separationsteknik kan vara nyckeln till en förbättrad kapacitet på Käppalaverket på Lidingö, Stockholmsområdet. Just nu pågår ett pilotförsök i fullskala i en av anläggningens elva linjer. Inga nya tekniker men en ny konfiguration är tanken.
Stefan Erikstam är utvecklingsingenjör på Käppalaverket på Lidingö. Tillsammans med processingenjören Sari Vienola förklarar han tankarna bakom utvecklingsprojektet för att klara skärpta reningskrav.
Det är fyra tekniker som ska kombineras med dagens aktivslam-anläggning i det insprängda verket i Käppalaberget:
- Förfällning i försedimenteringen.
- Efterdenitrifikation med extern kolkälla i den biologiska reningen.
- Hydrocykloner för att förbättra slamegenskaperna.
- Byte av fällningskemikalie i sandfiltren.
Den ovanligaste teknikdelen är hydrocyklonerna, en lösning reningsverket i Strass, nära Innsbruck i Österrike, tagit fram tillsammans med Sweco. Det österrikiska verket omnämns ibland som ett av de bäst fungerande reningsverken i Europa, bland annat som en mycket energieffektiv anläggning.
– Vid reningsverket i Strass man arbetat mycket med en bakterie som bildar granuler i slam. Idén kommer därifrån och sedan har vi implementerat den i fullskala tillsammans med Sweco, säger Sari Vienola.
För försöken har hela linje 11 vid Käppalaverket tagits i anspråk. Linjen motsvarar reningen av avloppsvatten från cirka 70 000 personer. Verket som helhet tar emot avloppsvatten från över en halv miljon människor. I en första omgång testades cyklonerna redan 2016.
– Cyklonlinjen byggde upp slam som sjönk bättre men vi kunde inte köra testerna under ett helt år då, det är något som vi vill göra nu för att få med alla årstider och vattentemperaturer. Vi har indikationer på att det fungerar men nu blir det en bättre utvärdering, säger Sari Vienola.
Ett delflöde av returslammet pumpas in till cyklonerna. När slammet går igenom cyklonen separeras tunga och lätta partiklar där de lättare tas ut som överskottsslam medan de tyngre leds tillbaka till biobassängen via returslamflödet.
Resultatet ska bli ett tyngre slam ute i bassängerna med bättre slamegenskaper, ett selekterat slam som ger en högre densitet. På så sätt skulle kapaciteten kunna öka genom högre slamhalter i biosteget.
– Den högre densiteten på slammet gör att vi kan hålla mer slam i biobassängerna och på så sätt öka vår reningskapacitet, säger Stefan Erikstam.
SVI-analyser är ett sätt att mäta slammets sjunkförmåga. Ett skolboksmått på god sjunkförmåga är 120 ml/gram. Målet här är att få ett lågt och stabilt SVI sett över ett helt år, gärna under 150 ml/gram.
– Målet med cyklonerna är att även vid kalla temperaturer och höga flöden klara att hålla ett SVI på 150 ml/g, säger Stefan Erikstam.
Fullskaleförsöket drogs igång i januari 2018 och ska pågå in på vårvintern 2019.
– I mitten av 2019 förväntar vi oss att ha svar på hur vi ska bygga det framtida Käppalaverket, säger Stefan Erikstam.
Övriga processförändringar är välbeprövade även i Sverige. När det gäller förfällningen i försedimenteringen är utmaningen att få ett högre gasutbyte i anläggningen samtidigt som förfällningen inte får svälta ut biologin i senare reningssteg. Här görs tester med fällningskemikalier av olika kvaliteter, något som också görs i efterfällningen.
Ett minus med den nya processlösningen är att dagens bio-P fosforrening kommer att försvinna när hela processen flyttas uppströms så att säga.
– Tyvärr gör efterdenitrifikationen anspråk på dagens volymer i biobassängen som då tvingar oss att sluta med biologisk fosforrening, säger Stefan Erikstam.
Hela processlösningen är ett sätt att utnyttja den befintliga anläggningen och förädla processen på ett resurs- och kostnadseffektivt sätt. Alternativet hade varit att göra större ingrepp i processen och införa andra tekniklösningar, antingen bärarmaterial eller MBR (membrananläggning). Där skulle båda de alternativen ge en högre energiförbrukning och i fallet med MBR även en högre kemikalieförbrukning.
– På det här sättet förbättrar vi utan att sätta in några nya tekniker utan använder bara en ny konfiguration. Hydrocyklonerna är den enda nya delen och de avgör om vi kan få upp den biologiska kapaciteten, vilket är den stora grejen. Kan vi hålla dubbelt så mycket slam i våra bassänger än tidigare så har vi faktiskt fördubblat kapaciteten på verket, säger Stefan Erikstam.
En egenskap som utnyttjas är att Käppalaverket generellt har en högre nitrifikationshastighet än vad som normalt brukar anges i dimensioneringsriktlinjer. Exakt vad det beror på är svårt att säga.
En del i separationstekniken är att det också är viktigt att hålla ögonen på om det till exempel kan vara så att några bakterier som är viktiga i den biologiska processen selekteras bort tillsammans med de lättare slampartiklarna i cyklonerna.
–––
Käppalaförbundets nya verksamhetstillstånd utgår ifrån en maximal belastning på 900 000 pe, en ökning med 200 00 pe jämfört med idag. I planeringen ligger dels befolkningsökningar och dels möjligheten att ansluta fler kommuner.
Miljöprövningsdelegationen på länsstyrelsen beslutade i december om begränsningsvärden (kalenderårsmedelvärde). Efter tre år från laga kraftvunnet tillstånd får inte de sammanvägda utsläppen till recipienten överstiga:
- BOD7, 6 mg/l, idag 8 mg/l.
- P-tot, 0,2 mg/l (13 ton), idag 0,3 mg/l och ingen begränsning för totalmängd.
- N-tot, 6 mg/l (400 ton), idag 10 mg/l och ingen begränsning för totalmängd.
Efter sju år sker en skärpning av fosforutsläppsvillkoret till 0,20 mg/l.
Käppalaförbundet har överklagat beslutet till Mark- och miljödomstolen. Det är främst begränsningsvärdena för totalmängd kväve och fosfor som Käppalaförbundet ser som problematiskt. Mängderna harmonierar inte med haltvärdena.
Utsläppsvillkoren inkluderar allt bräddat/förbilett avloppsvatten. Verket kompletteras just nu också med en anläggning för högflödesrening som beräknas kunna tas i drift 2019 (Actiflo).
