I nordöstra Kina har man i fullskala provat ett behandlingsschema för avloppsvattenrening bestående av mekanisk behandling, membranfiltrering (mikro-) följt av kemisk fällning, anaerobt och aerobt biofilter. Goda resultat har nåtts även vid en utetemperatur av -30 °C.
Av: Jörgen Hanaeus
För att hitta ett procesståg som kan fungera i kallt klimat har man i Kina provat att komplettera mekanisk rening plus anaerobt och aerobt biofilter med en dosering av 50 mg/L PAC följd av ett mikrofilter. Utetemperaturen varierade mellan – 23°C och – 40°C, men vattentemperaturen var stabilt +10°C, vilken förklarades åstadkommen genom en kompakt byggnad med liten yta mot omgivningen. Reduktionen av COD, Tot-P, NH4-N och SS låg inom 90-95 %. Värden med och utan PAC-dosering presenteras, liksom elektronmikroskopbilder av biofilmerna i de båda biofiltertyperna.
Bakgrund
Temperaturen påverkar starkt de viktiga mikrobiologiska processerna i avloppsbehandlingen och aktiviteten sjunker vid 15 °C för att bli låga under 10 °C. De låga temperaturerna är också ogynnsamma för sedimenteringsfunktionen och för syreöverföringen.
Försök har gjorts med tillsats av en blandad flora av psykrofila bakterier vilket ökade nedbrytningen av organiskt material i biologiska filter vid låg temperatur, 5°C. Metoden var dock svår att få stabil till rimliga kostnader. Här har i stället provats med kemisk fällning och mikro-membranfiltrering som tillägg till biologiska filter.
Försök
Det verk (10 000 m3/d) i nordöstra Kina som byggdes ut med fällning och membran fick procesståget rensgaller – PAC-dosering – mikromembranfilter (3 enheter) – anaerobt biofilter (2) – aerobt biofilter (4). Membranfiltrets porvidd var 210 µm. Biofiltren var 7 m i betongkub som fylldes med lavabaserat material till 4 m. Uppströmsfiltrering i dessa. Filterhastighet ca 10 m/h i de anaeroba filtren och 5 m/h i de aeroba.
Polyaluminiumkloriden (PAC) ansågs passa väl till kallt klimat och är vanlig i norra Kina. Bägarförsök med avloppsvatten-pH ca 7,5 och PAC-doser 10-70 mg/L genomfördes, varvid dosen 50 mg/L valdes. Högre dos gav marginella förbättringar.
Försöken bedrevs december 2012-februari 2013 vid en utetemperatur av omkring -30 °C.
Verket var dimensionerat för 200-500 mg COD/L, 150-500 mg SS/L, 3-8 mg P/L och 70 mg N/L.
Syrehalten i de aeroba filtren valdes till 3-4 mg O2/L.
Prov togs 1g/d vid varje processteg och analyserades inom en timme. Vattentemperaturen in och ut låg kring + 10 °C och rumstemperaturen låg kring + 5 °C. Uppehållstiden bör ha varit ca 2,5 h.
Resultat
Membransteget testades med (optimal) och utan PAC-dosering. SS-reduktionen blev utan PAC 60 % och med PAC 80 %. Motsvarande för COD blev 25% /45% och för tot-P 4%/95%.
Det följande (PAC doserades) anaeroba biofiltret avskiljde 20 % av tillfört COD, men knappt någon tot-P, 1 %. Det aeroba biofiltret avskiljde 60 % av tillfört COD.
Den samlade reduktionen av COD över verket blev nära 90 %, SS-reduktionen ca 96 % och tot-P-reduktionen ca 93 %. Även NH4-N-reduktionen var god, uppemot 94 %.
In- och utgående vattentemperatur låg hela försökstiden nära +10 °C.
Slutsatser
Det samlade processresultatet blev mycket gott; med väl 90-%iga reningseffekter för de vanligaste parametrarna.
För jämförelse med nordiska förhållanden skulle behövas förtydligande av systemets driftvillkor. Författarna talar oftare om utetemperatur än vattentemperatur, vilket är märkligt från processynpunkt. Som jämförelse kan sägas: Att driva ett anaerobt biofilter under norrländska avrinningsförhållanden är långsökt; temperaturen svänger till för låga värden för det och utspädningen ger tunna vatten. Stabila + 10 °C är svåra att uppnå. Att membrandriften verkat fungera är dock intressant.
Källa: Xu, Goren; Jia, Chao & Jiang, Yunlong (2014): “Enhanced physicochemical-biological sewage treatment process in cold regions”. Water Science & Technology 70.9, pp 1456-1464.
Författarna: School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, P. O. Box 2602, Nangang District, Harbin 150090, China.
Korrespondens: xgr@hit.edu.cn
