Mikrosilning utgör ett intressant alternativ för att ersätta konventionell försedimentering med ett väsentligt mindre arealbehov, vilket medför att bassängvolymer kan frigöras för annan användning. En långtgående avskiljning av SS, COD och P kan uppnås vid mikrosilning genom dosering av polymer och koagulant.
Av: Bengt Andersson
Mikrosilning (trumfilter eller skivfilter) kan utgöra ett intressant alternativ till försedimentering för att avskilja partikulärt material i inkommande avloppsvatten med ett väsentligt mindre arealbehov. Dosering av kemikalier (polymer och eventuellt järn- eller aluminiumsalter) kan öka avskiljningen av suspenderat material (SS), organiskt material och fosfor och detta är en driftstrategi, som ofta tillämpas vid avloppsreningsverk i Skandinavien som ett energipositivt alternativ genom rötning av slammet.
I refererad studie summeras resultatet av genomförda försök med mikrosilning i pilotskala med trumfilter eller skrivfilter vid 7 olika avloppsreningsverk i Sverige, Danmark och Italien. Syftet med studien var att belysa kriterier för erforderlig kemikaliedosering för att uppnå en långtgående avskiljning av SS och att jämföra resultatet med konventionell försedimentering. Målet var även att beakta effekterna av avskiljning av fosfor och COD och att föreslå en strategi för kontroll av doseringen så att inte efterföljande kväveavskiljning påverkas negativt.
Genomförande
Skivfiltren/trumfiltren tillfördes avloppsvatten efter rens- och sandavskiljning och de belastades med flöden upp till cirka 40 m3/h. Filtren hade en väv av polyestermedia med en porstorlek varierande mellan 30 och 100 mm. De backspolades med en frekvens som var avhängig av belastningen. Högmolekylära katjon- eller anjonaktiva polymerer med låg till medium laddningstäthet användes som flockningsmedel och polyalumiumklorid eller järn(III)klorid som koagulant.
Resultat
Resultaten av silning utan kemikaliedosering visade att en porstorlek mindre än 100 mm var ofördelaktig eftersom någon signifikant ökad avskiljning av SS inte uppnåddes medan den möjliga belastningen minskade. Den genomsnittliga avskiljningen av SS uppgick till omkring 50 %, vilket är fullt jämförbart med konventionell försedimentering.
Genom dosering av en katjonaktiv polymer ökade avskiljningen av SS till mellan 85 och 95 % med utgående halter mellan 20 och 30 mg SS/l. För att uppnå en effekt erfordrades en dosering av mellan 0,003 och 0,005 mg polymer/mg inkommande SS. Med normalt inkommande SS-halt innebar detta en dosering av 0,9 – 1,5 mg/l. Högre dosering än 4 – 5 mg/l gav ingen förbättrad avskiljningseffekt.
Vid samtidig dosering av polymer (1 – 5 mg/l) och koagulant (5 – 20 mg Al3+/l eller 10 – 30 mg Fe3+/l) var SS-avskiljningen större än 95 % med utgående halter lägre än 20 mg/l. Dessutom ökade COD-avskiljningen till mellan 70 och 95 % och fosforavskiljningen till mer än 95 % med utgående halter i storleksordningen 50 mg COD/l eller mer beroende på inkommande koncentration samt mindre än 0,3 mg P/l. Vid samtidig dosering kunde alternativt en anjon polymer användas med samma resultat.
Slamproduktionen uppgick till mellan 1 och 5 % av inkommande flöde med en slamhalt av mellan 0,2 och 2 %, vilket var i överensstämmelse med andra studier. Slammet hade en hög biogaspotential vid rötning.
Möjlig belastning av partikulärt material på mikrosilarna utan tillsats av kemikalier uppgick till mellan 3 och 10 kg SS/m2*h för 100 mm porstorlek, till 4 – 5 kg SS/m2*h för 40 mm och till omkring 2 kg SS/m2*h för 30 mm. En högre kapacitet uppnåddes vid optimal polymerdosering och detta medförde att tillkommande SS-belastning vid tillsats av koagulant inte medförde någon begränsad påverkan på kapaciteten.
Polymerdosen påverkade avskiljningen av SS och COD i viss utsträckning och koagulantdosen påverkade fosforavskiljningen. Genom styrning av doseringen skulle vattenkvaliteten kunna kontrolleras så att efterföljande reningssteg för biologisk kväveavskiljning inte påverkas negativt (för låg COD/N-kvot eller fosforhalt). Parametrarna är relativt enkla att bestämma on-line och mikrosilning erbjuder goda möjligheter till automatisk kontroll av doseringen på grund av den korta uppehållstiden. Ytterligare försök med styrning av doseringen planeras.
Slutsatser
Genomförd studie av mikrosilning av inkommande avloppsvatten i stor pilotskala vid sju olika avloppsreningsverk visade att
- en SS-avskiljning av cirka 50 % kunde uppnås vid mikrosilning (100 mm porstorlek) utan tillsats av kemikalier och genom dosering av polymer i kombination med koagulant kunde avskiljningen öka till mer än 95 %
- för att uppnå en SS-avskiljning mellan 80 – 90 % erfordras en polymerdos av mellan 0,005 – 0,01 mg polymer/mg inkommande SS och en något högre dos samt tillsats av koagulant för en högre avskiljning
- doseringen av polymer bör relateras till inkommande SS-halt medan doseringen av koagulant för en ökad SS och fosforavskiljning bör relateras till polymerdosen
- resultatet visade att avskiljning av SS, COD och fosfor vid mikrosilning är av samma storleksordning som vid försedimentering men med ett väsentligt mindre arealbehov
Källa: J. Väänänen, M. Cimbritz, J. la Cour Jansen. Microsieving in primary treatment: effect of chemical dosing. Water Science & Technology 2016, 74.2. pp 438 – 447.
