Annons Kamstrup 2024

Tio års erfarenhet med PAC för avskiljning

Internationell VA-utveckling 1/22

I ett tyskt avloppsreningsverk med biobäddar och slutfiltrering har en anläggning för behandling med aktivt kol i pulverform infogats för att bättre kunna avskilja oönskade mikroföroreningar.

Av: Hans Holmström

Vid avloppsreningsverket Sindelfingen i Tyskland (anslutning ca 170 000 pe) togs under hösten 2011 en anläggning i drift för avskiljning av bland annat läkemedelsrester genom tillsats av aktivt kol i pulverform (PAC). Anläggningen är dimensionerad för max 3600 m3/h och kostade 4,3 miljoner Euro att bygga.

Några år tidigare (2007) hade ett filtersteg som slutsteg (kontaktfilter, A = 600 m², maxflöde 7200 m3/h) byggts för 9,6 miljoner Euro. Tanken var redan från början att filtren i framtiden skulle kunna användas för att filtrera vattnet från en kommande PAC-anläggning.

Reningsverket består av galler, sandfång, försedimentering, biobäddar med tillhörande sedimenteringsbassänger, denitrifikationssteg, kolsteg och kontaktfilter. Recirkulationen över biobäddarna tas ut efter sedimenteringsbassängerna som således belastas hydrauliskt även av recirkulationsflödet.

PAC-anläggningens utformning
PAC doseras från en silo till en rund reaktionsbassäng (V = 1800 m³). Dosen av PAC är normalt ca 12 g/m3 men sänks till ca 5 g/m3 då flödet närmar sig maxflödet (3600 m3/h). På årsbasis blir dosen ca 10 g/m3. Drygt 80 % av årsflödet på ca 15 Mm3 behandlas i kolsteget. Flöden över 3600 m3/h leds förbi PAC-steget till kontaktfiltren.

Reaktionsbassängen följs av en cirkulär sedimentering (A = 1800 m², V = 7200 m³). Från den sker återföring av sedimenterat kol till reaktionsbassängen. Driftpersonalen styr uttaget av kolslam från reaktionsbassängen så att slamhalten i denna bassäng hålls under 4000 mg SS/l.

För att förbättra separationen av kolslammet tillsätts både flockningsmedel och polymer till en liten blandningskammare placerad mellan reaktions- och sedimenteringsbassängen. En bild i artikeln visar hur snabbt det konditionerade kolslammet (slamindex 50 – 70 ml/g) sjunker i ett mätglas. Efter 30 minuter har slamvolymen minskat till ca 10 % av den initiala volymen. Finpolering av det kolbehandlade vattnet sker sedan i kontaktfiltren efter tillsats av ett fällningsmedel.

Denitrifikationsenhetens utformning
Denitrifikationssteget har en ovanlig funktion. Den tillförs både kolslam från reaktionsbassängen och bioslam från biobäddarnas sedimenteringar. På detta sätt uppkommer ett ”aktivt slam” i DN-bassängen. Det framgår dock inte vilken SS-halt det är i bassängen. En extern kolkälla tillsätts för att påskynda omvandlingen av nitrat till kvävgas. Från DN-bassängen leds sedan slammet tillbaka till vattendelen mellan biobäddarna och deras sedimenteringar. Biobäddarna och DN-steget har således gemensamma sedimenteringar (HH:s kommentar: Mycket finurligt ordnat). Överskottsslam till slambehandlingen (inkl kolslam) tas ut från biosedimenteringarna.

Drifterfarenheter
Vid uppstarten var det vissa ”barnsjukdomar” med PAC-doseringen och inblandningen i reaktionsbassängen. Problemen gick dock att lösa efter några månaders drift. Rengöring varje månad av inblandningssystemet för PAC visade sig hjälpa. Reaktionsbassängen behöver också ibland rensas från sediment. Något ökat slitage på pumpar för kolhaltigt slam har inte noterats.

Koltillsatsen (ca 130 ton/år) och på kolet adsorberade ämnen har ökat slammängden (TS-mängden) med ca 6 %. Den mekaniska avvattningen av det rötade slammet i kammarfilterpressar har inte påverkats (oförändrad TS-halt på 30 – 32 %).

Reningsresultat
Det renade vattnets konventionella resthalter blev följande: COD = 18 mg/l, P-tot = 0,2 mg/l, N-tot = 10 mg/l och NH4-N = 0,5 mg/l. Innan PAC-doseringen började låg COD-halten på ca 24 mg/l. Kolet har alltså tydligt ökat avskiljningen av organiskt material.

Som exempel på avskiljningen (i %) av mikroföroreningar anges tre exempel: Karbamazepin (ett läkemedel mot epilepsi), diklofenak (ett smärtstillande läkemedel) och röntgenkontrastmedel (inget specifikt ämne anges).

Karbamazepin: T o m biosteget = 15 %, PAC-steget + filtren = 81 %, totalt = 84 %
Diklofenak: T o m biosteget = 30 %, PAC-steget + filtren = 71 %, totalt = 80 %
Röntgenmedel: T o m biosteget = 52 %, PAC-steget + filtren = 87 %, totalt = 94 %

Man bör dock komma ihåg att kolhaltigt bioslam från DN-enheten tillsätts uppströms biobäddarnas sedimenteringar. Det kan troligen ge en något bättre avskiljning av mikroföroreningar än utan en sådan slamåterföring.

En annan positiv effekt av PAC-tillsatsen visade sig vara en tydligt minskad skumbildning vid reningsverkets utlopp och i recipienten, en liten å där renat avloppsvatten helt dominerar flödet.

Kostnader för PAC-steget
Kapitalkostnaden för investeringen på 4,3 miljoner Euro anges till ca 250 000 Euro per år. Den årliga driftkostnaden ligger på ca 350 000 Euro per år och domineras av kolkostnaden på ca 250 000 Euro per år. Årskostnaden för den anslutna befolkningens avloppsrening har ökat med ca 2,5 Euro per person och år. Den totala kostnaden uppgår till ca 80 Euro per person och år. Troligen avses bara reningsverkets kostnader och inte ledningsnätets (kommentar från HH).

Källa: Schwentner, G. (2022): Zehn Jahre Betriebserfahrung mit der Spurenstoffentfernung. Betriebs-Info, nr 01/22, sid 3176 – 3178. Bilaga till tidskriften Korrespondenz Abwasser, nr 1/2022.

Annons Wateraid