Förbättrad primärslamavvattning via tillsats av järnbakte

Slam från direktfällning har tillsatts järnbakterier som separerats i celler och filtrat. Försök har genomförts i labskala på slam från ett stort järnfällningsverk i Hongkong och förhoppningen är att kunna ersätta polymertillsatsen vid slambehandlingen.

Av: Jörgen Hanaeus 

Avvattning av direktfällt slam från en stor järnfällningsanläggning i Hongkong har provats med tillsats av kultur av järnbakterien Acidothiobacillus ferrooxidans. Dosering har gjorts i labskala och hel kultur, eller filtrerad kultur uppdelad i bakterieceller och filtrat har använts. Därtill har Fe²⁺-joner tillsats som energikälla i vissa fall. Effekten mättes som CST (Capillary Suction Time).

Dosering av hel kultur (biolakning) gav gott resultat men krävde flera dygns uppehållstid. Filtratet från kulturen fungerade snabbare (bioflockning) och gav gott resultat även utan tillsats av tvåvärt järn, varför detta bedömdes kunna bli ett alternativ till traditionell polymerdos vid slamavvattning.

Bakgrund

Primärfällning av avloppsvatten, CEPT (Chemically Enhanced Primary Treatment), tillämpas vid några av världens största avloppsverk, bl a Stonecutters Island i Hongkong som dagligen behandlar 1.4 Mm³ avloppsvatten med järnklorid, vilket genererar ca 600 ton slam med TS 2,7 %. Slamavvattningen med polymer och centrifug är dyr och står för halva driftkostnaden vid verket.

Biolakning har haft framgång vid malmanrikning i gruvindustrin och användning av Acidithiobacillis ferrioxidans har fungerat bra vid avvattning av rötslam, varför denna bakteriekultur provades för CEPT-slammet. Den oxiderar tvåvärt järn till trevärt som koagulerar slampartiklarna och förbättrar avvattningen.

Målet med artikeln var att prova A.ferrooxidans med och utan tillskott av tvåvärt järn som konditionerare för att förbättra avvattningsbarheten hos CEPT-slam.

Försök

CEPT-slam från verket i Stonecutters Island transporterades till lab och förvarades vid +4° C till experimentstart. Slammet hade pH 6,2, redoxpot. -97 mV, TS 2,7 %, en glödförlust av 32,6 % och CST 122,7 sekunder. A.ferrooxidans-kultur isolerades från rötslam och lagrades vid pH 2,5. Efter 3 dygns inkubering användes kulturen, eller återstående celler efter filtrering genom 0,22 µm membranfilter, eller filtratet till slamkonditionering. Behandlingen utfördes i 500 ml E-kolvar med 270 ml slam och 30 ml A.ferrooxidans-kultur eller celler eller filtrat. Kolvarna skakades med 180 rpm. och prover uttogs under tiden och analyserades för bl a pH, redoxpotential och CST. Filtertid mättes även i Büchnertratt med 0,07 MPa.

Resultat

Referensslammets (utan tillsats) pH ökade från 6,2 till 7,8 under 6 dygns försök och samma gällde för slam med celltillsats och utan ferrodosering.

Vid ferrodosering (Fe²⁺/TS 0,05) sjönk pH avsevärt efter 6 dygn; till ca 3. Bildad Fe³⁺-jon har syraverkan. Redoxpotentialen ökade från -100 mV till drygt 200 mV (referensslammet) eller drygt 400 mV (Fe-doserat).

Det viktigaste framgångsmåttet var CST. CST-tiden ökade under stora delar av försöksveckan för referensslammet och slammet med A.f.-celler från 120 s till ca 160 s. För övriga doseringar sjönk tiden i oregelbundet mönster till 20-25 s efter 6 dygn; alltså även för proven utan järndosering.

Slutsatser  

Tillsats av en kultur eller filtratet från en kultur av A. ferrioxidans förbättrar avvattningsbarheten för ett CEPT-slam. Mest lovande med hänsyn till avvattningsresultat och tid ansågs filtrerad kultur utan ferrotillsats vara.

Bakteriellt arbete är alltid intressant i avloppsbranschen, men det är värt att notera att försöksskalan är 0,5 liter och att det alltså återstår en stor utmaning innan Stonecutters Islands 600 ton slam/dygn kan angripas.

Källa: Wong, J.W.C.^a,b), Murugesan, M.^a,c), Man Yu, S.^b), Kurade, M.B.^a) & Selvam, A.^b) (2016): Improved dewatering of CEPT sludge by biogenic flocculant from Acidithiobacillus ferrioxidans. Water Science & Technology 73.4,  pp 843-849.

Artikeln finns att köpa här. 

Författarna från: 

a)     Sino-Forest Applied Research Centre for Pearl River Delta Environment. Hong Kong Baptist University, Hong Kong SAR, China.

b)    Department of Biology, Hong Kong Baptist University, Hong Kong SAR, China.

c)     Department of Environmental Science, Periyor University, Salem 636011, India.

Kontakt:  jwcwong@hkbu.edu.hk