Slam fra renset avløpsvann duger som plantegjødsel

Dagens dosekontrollsystemer for rensing av avløpsvann kan tilpasses strengere rensekrav i framtida. Å erstatte uorganiske koaguleringsmidler med organiske øker delvis slammets verdi som plantegjødsel.

 

Slam fra renset avløpsvann duger som plantegjødsel

Lelum Manamperuma disputerte 1. Juli 2016 for graden ph.d. ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet med avhandlingen "Optimisation of the coagulation process to improve plant availability of phosphorus in wastewater sludge".

Kolloider, partikler og fosfater i avløpsvann kan fjernes ved hjelp av koagulering og partikkelseparasjon. Kjemisk felling er en robust rensemetode for avløp, men prosessen er avhengig av optimal dosering av tilsatt koagulant for å være effektiv og økonomisk.

Det er utfordrende å bestemme den optimale dosen i forhold til varierende råvannskvalitet. Overdosering av koagulanter betyr økte kjemikaliekostnader og høy slamproduksjon, mens underdosering gir dårligere vannkvalitet og mindre effektiv drift av renseanlegget. 

Det finnes helautomatiske, avanserte dosekontrollsystemer (ADCS) basert på alle parametere som er kritiske for koaguleringsprosessen.

I doktorgradsarbeidet sitt har Lelum Manamperuma undersøkt om slike systemer kan tilpasses kapasitetsøkning og økt effektivitet med minimum dosering av koagulant. 

Arbeidet utdyper hvilke muligheter ACDS har til å møte strengere rensekrav med lavest mulige doser og jevn behandlingseffektivitet. Fullskala tester av ADCS ble gjennomført ved et renseanlegg i Norge. Arbeidet har vist at det mulig å øke behandlingskapasiteten fra 700 l/s til 1300 l/s samtidig som renseevnen med hensyn på fosfor økte fra 94% til 96%.

Gjenvinning av fosfor fra avløpsslam
Verdens mineralfosfatreserver minker fortløpende, og alle fosforkilder må dermed utnyttes og gjenbrukes. 

Avløpsslam er en viktig fosforkilde, men slammets verdi som gjødsel er avhengig av fosforets tilgjengelighet for plantene (PAP). Måling av PAP er komplisert, men det fins dokumentasjon på at aluminiuminnholdet i slammet er omvendt proporsjonal med PAP.

Laboratoriebaserte koaguleringsforsøk ble utført for å undersøke om det er mulig å redusere innholdet av aluminium i slammet, uten at dette går ut over renseevnen. Redusert aluminiuminnhold er viktig for fosforets plantetilgjengelighet.

Noen av forsøkene viste imidlertid at økt aluminiuminnhold i slam også ga økt PAP under visse betingelser, noe som er i strid med hypotesen om omvendt proporsjonalitet mellom PAP og aluminium. Dette kan skyldes at aluminium i slam opptrer i ulike former avhengig av koagulanttype, partikkel- og fosfatinnhold, og at det dermed kan ha ulik virkning på PAP.

Tilsetning av organisk koaguleringsmiddel
Når et uorganisk koaguleringsmiddel tilsettes avløpsvann, vil en del av aluminium delta i hydrolysereaksjonen, mens resten vil reagere med fosfater.

Organiske kationiske koagulanter fjerner effektivt partikler, og det er mulig at tilsetning av slike koagulanter forut for de uorganiske vil redusere andelen av sistnevnte slik at det totale forbruket av aluminium reduseres. Tilnærmet full erstatning av uorganiske koagulanter med kationiske polymerer for fjerning av partikler var ikke mulig. Det ble likevel observert noe økt plantetilgjengelighet av fosfor i noen tilfeller.

Avhandlingen konkluderer med at dagens dosekontrollsystem kan generere slam med lavere aluminiuminnhold og dermed høyere plantetilgjengelighet av fosfor (PAP). Organiske, kationiske polymerer kunne ikke erstatte andelen uorganiske koagulanter som går til partikkelfjerning og ga dermed begrenset økning av PAP.

Det anbefales å arbeide videre med koaguleringsmekanismen og aluminiumformene i slam for å ytterligere forbedre PAP uten etterbehandling av slam. 

Annonsering av disputasen 

 

 

 

Published 31. oktober 2016 - 18:11 - Updated 23. mai 2017 - 19:12