Värdering av en OSA-process och av tillsats av folsyra som alternativ till en minimering av mängden överskottsslam från en aktivtslamprocess. Möjligheterna att minimera mängden överskottsslam från en aktivtslamprocess studerades genom försök i pilotskala med kommunalt avloppsvatten. Två olika metoder utvärderades, OSA-processen med en anaerob tank i returslamströmmen resp. tillsats av folsyra, vilket resulterade i en minskning av mängden överskottsslam med 73 resp. 45 %.
Av: Bengt Andersson
Åtgärder för att minska slammängden från avloppsvattenreningen i allmänhet och från den biologiska reningen i synnerhet är angelägna i takt med ökade kostnader för slamhanteringen och för svårigheter att finna hållbara disponeringsmetoder. Olika sidoströmsprocesser för att minska slamproduktionen från en aktivtslamprocess har föreslagits baserade på mekaniska, fysiokemiska eller biologiska metoder med varierande framgång.
I refererad studie studerades och utvärderades två olika metoder för slamminimering. Den första var en OSA-process, där en konventionell aktivslamprocess kompletterades med en anaerob reaktor på returslamledningen så att en oxisk – sedimentering – anaerob (OSA) process erhölls. Mekanismerna för slamreduktion baserades på att biomassan utsätts för alternerande cykler med aeroba och anaeroba förhållanden. Vid den andra metoden tillsattes folsyra som näringskälla för en ökad biologisk aktivitet och som flockningshjälpmedel. Folsyra påverkar den metabola aktiviteten i det aktiva slammet och minskar härigenom produktionen av biomassa.
Syftet med studien var att undersöka förmågan att minimera produktionen av överskottsslam dels genom en OSA-process dels genom tillsats av folsyra i en pilotanläggning för behandling av ett kommunalt avloppsvatten.
Genomförande
Pilotanläggningen var uppbyggd med bassänger för luftning, sedimentering och slamminimering. Anläggningen beskickades kontinuerligt med ett kommunalt avloppsvatten från Florianópolis i Brasilien. Överskottsslam togs ut en gång per vecka och uttaget anpassades så att en slamålder av cirka 20 dygn kunde upprätthållas. Anläggningen ympades med slam från det kommunala avloppsreningsverket inför uppstarten.
Försöken genomfördes under två perioder, där varje period startade med att anläggningen drevs som en konventionell aktivtslamanläggning under cirka 50 dygn. Därefter ändrades driften då stabila driftförhållanden rådde. Under den första perioden testades OSA-processen under 100 dygn, där 50 % av returslamflödet fick passera den anaeroba bassängen. Under den andra perioden testades tillsats av folsyra under 120 dygn och bassängen för slamminimering användes för lagring av folsyran. Doseringen av folsyra uppgick till 0,2 mg/l.
Analyser av vatten och slam genomfördes två gånger per vecka. Slamutbytet (Yobs) bestämdes med hjälp av en regressionsmetod, där medelvärdet för utbytet beräknades som lutningen för den linjära regressionskurvan från data med ackumulerad slammängd och ackumulerad mängd avskild COD.
Resultat
Avskiljningsgraden för COD under de båda kontrollfaserna uppgick till 84 resp. 89 %. Med OSA-processen erhölls en avskiljningsgrad av 86 % och med tillsats av folsyra till 90 %. Införandet av slamminimering påverkade således inte avskiljningen av COD och resultatet var helt i överensstämmelse med andra undersökningar.
Oxidationsgraden av ammonium under den första kontrollfasen uppgick till 77 %. Vid OSA-processen minskade oxidationsgraden till 73 %, vilket berodde på några låga inkommande värden. Under den andra perioden var oxidationsgraden 89 % under kontrollfasen. Den ökade till 97 % vid tillsats av folsyra och utgående ammoniumhalt var stabilt under 2 mg N/l under denna period. Förbättring av ammoniumoxidationen vid tillsats av folsyra har inte alltid rapporterats från andra undersökningar.
Under den första perioden bestämdes Yobs till 0,30 kg TSS/kg CODavsk under kontrollfasen. Utbytet minskade till 0,08 kg TSS/kg CODavsk under perioden med OSA-processen, en minskning med 73 %. Yobs för kontrollfasen under den andra perioden uppgick till 0,33 kg TSS/kg CODavsk och utbytet minskade till 0,18 kg TSS/kg CODavsk vid tillsats av folsyra, en minskning med 45 %. Reduktionen av mängden överskottsslam var markant för båda metoderna med stabila driftsförhållanden.
Uppehållstiden i den anaeroba bassängen i OSA-processen uppgick till 24 timmar. Andra undersökningar med kortare uppehållstid visade en lägre reduktion av slammängden.
Slamhalten i luftningsbassängen minskade från 2,1 till 1,9 g TSS/l genom slamminimeringen. SVI var stabilt mellan 96 och 118 ml/g TSS med en minskande tendens vid slamminimeringen. Mikroskopiundersökningar visade att det inte fanns några markanta olikheter i karakteristiken av biomassan mellan de olika driftsformerna.
Slutsatser
Genomförd studie av två olika metoder för slamminimering visade
- att båda metoderna, OSA-processen och tillsats av folsyra, minskade slamutbytet från omkring 0,3 kg TSS/kg CODavsk till 0,08 kg TSS/kg CODavsk med OSA-processen och till 0,18 kg TSS/kg CODavsk med tillsats av folsyra och
- att COD-avskiljningen, nitrifikationen och slamegenskaperna i aktivtslamprocessen inte påverkades negativt genom införandet av metodik för slamminimering
Källa: C.L. Martins, V.F. Velho, S.R.A. Romas, A.S.C.D. Pires, E.C.N.F.A. Duart, R.H.R. Costa. Valuation of OSA process and folic acid addition as excess sludge minimization alternatives applied in the activated sludge process. Water Science & Technology 2016, 73.4. pp 734 – 739.
