En metod för minskning av slamproduktionen genom elektrokinetisk disintegration av returslammet demonstrerades vid ett litet avloppsreningsverk. Reningsresultatet påverkades inte negativt av behandlingen och processen visade en betydande potential för reduktion av slamproduktionen till en låg kostnad.
Av: Bengt Andersson
Tekniker för att minska slammängden från avloppsreningsverk har utvecklats under senare år i takt med att avsättningsmöjligheterna för slammet har minskat och att kostnaderna för avsättningen har ökat. Det vanligaste sättet har blivit att förstöra slamcellerna genom disintegration, där de biologiska cellerna bryts ned genom kemiska, fysikaliska eller termiska processer eller genom en kombination av dessa. Flera teknologier har utvecklats och etablerats i fullskala.
Implementeringen av olika disintegrationsteknologier initierar ytterligare kostnader både för investering och för drift. Genom en ny metodik för disintegration, där de biologiska flockarna pumpas genom ett rör med ett internt högspänningsfält, skapas elektriska krafter som perforerar cellväggarna så att cellen släpper intracellulärt material till omgivande vätska. Investeringskostnaden och erforderlig energitillsats för denna teknologi är mycket låg. Applikationen kan ske på flera olika platser i ett avloppsreningsverk och de flesta applikationerna har placerats i slamlinjen för att öka biogasproduktionen vid anaerob rötning.
Syftet med refererad studie var att utvärdera effektiviteten av elektrokinetisk disintegratíon applicerad på returslamströmmen från sedimenteringsbassängen för att minska slamproduktionen. Olika andel av recirkulationsflödet behandlades i anläggningen för disintegration och slammet återfördes efter behandlingen till luftningsbassängen. Effekten utvärderades i form av slamproduktion och nettokostnad samt påverkan på avloppsvattenbehandlingen.
Genomförande av undersökningen
Studien genomfördes vid avloppsreningsverket i Borgo Carso i Italien. Verket, som var dimensionerat för 2600 p.e. med ett flöde av 840 m3/d, var utformat med fingaller, fördenitrifikation och sedimentering följt av disinfektion med klor. Slammet från sedimenteringsbassängen behandlades genom aerob rötning och avvattning i torkbäddar.
Under försöket, som genomfördes under drygt fyra månader, togs inget överskottsslam ut ur processen. Returslammet pumpades genom utrustningen för disintegration i varierande förhållande till det totala returslamflödet (tre perioder med behandlingsflöde av 50, 75 resp. 100 % av returslamflödet).
Uppföljningen baserades på ett analysprogram från inkommande och utgående avloppsvatten samt från olika punkter i slambehandlingskedjan. Slamproduktionen kunde endast beräknas teoretiskt eftersom driften av anläggningen inte var stabil då inget överskottsslam togs ut ur processen.
Resultat
Avskiljningen av organiskt material och kväve förändrades inte under försöken och det genomsnittliga resultatet var i överensstämmelse med tidigare förhållanden. SVI i luftningsbassängen ökade något troligen beroende på en kontinuerligt ökande slamhalt i luftningsbassängen. Värdet var emellertid stabilt under 150 ml/g, vilket antydde att slammet uppvisade relativt goda sedimenteringsegenskaper.
Analyser av slammet före och efter disintegrationen visade inga skillnader vad gäller den totala halten av COD och kväve. Slamhalten minskade genom behandlingen, dock endast med omkring 6 %. Vidare ökade halten löst COD som ett resultat av disintegrationen.
Slamhalten i luftningsbassängen ökade kontinuerligt under försöket eftersom inget slam togs ut ur systemet vare sig som överskottsslam eller med utgående avloppsvatten. Slamhalten före försöket uppgick till 4,4 kg/m3 och den ökade till 6,9 kg/m3 vid slutet av försöket. Ökningen var störst under de två första faserna (från 4,4 till 5,4 resp. 6,7 kg/m3) och lägre under den sista fasen. Slamackumuleringen utnyttjades för en uppskattning av slamproduktionen under försöket och resultatet visade en minskning av slamproduktionen från 22 kg/d före försöket till 10,9, 8,2 resp. 1,1 kg/d under de tre perioderna med ett slamflöde genom anläggningen av 50, 75 resp. 100 % av returslamflödet. En ökad endogen respiration på grund av en längre slamålder bidrog även till minskningen av slamproduktionen.
Ökningen av energiförbrukningen för disintegrationen var försumbar eftersom effektbehovet var mycket lågt (cirka 30 W). Inga byggnadsarbeten erfordrades och befintliga slampumpar kunde utnyttjas. Den enda kostnaden var investeringen för disintegrationsanläggningen, vilken inte uppgavs i artikeln. Stora besparingar var möjliga att uppnå för driften av slamtorkbäddarna och för avsättningen av slammet.
Slutsatser
Studien visade att
- driftresultatet vid avloppsreningsverket inte påverkades negativt vid en elektrokinetisk disintegration av returslammet,
- uppskattningar indikerade att processen hade potential för en kraftig reduktion av slamproduktionen,
- kostnaderna begränsades till investeringen för disintegrationsutrustningen samtidigt som väsentliga besparingar kunde uppnås,
- ytterligare studier erfordras vid stabila förhållanden och med slamuttag från processen.
Källa: A. Chiavola, A. Ridolfi, E, D’Amato, S. Bongirolami, E. Cima, P. Sirini, R. Gavasci. Sludge reduction in a small wastewater treatment plant by electro-kinetic disintegration. Water Science & Technology 72.3 (2015) pp 364 – 370.
