Navigation

Avloppsvatten - Ozonbehandling

Avloppsreningsverk (ARV) används för att behandla och rena kommunalt och industriellt avloppsvatten för att uppfylla diverse utsläppskrav & standarder innan det kan släppas ut i naturen. Detta inkluderar processvatten från industrier såsom textilfabriker, mejerier, bryggerier, läkemedelsindustrin, pappersmassabruk, kosmetiska, kemiska och andra produktionsanläggningar. Avloppsvatten från dessa industrier har stora fluktuationer i sitt innehåll då COD-, BOD- & TSS-nivåerna kan skilja sig markant. Dessutom kan det innehålla andra föroreningar såsom läkemedel, aldehyder, glykoler, aminer & komplexa proteiner.

De huvudsakliga föroreningarna som kan finnas i avloppsvatten är biologiskt nedbrytbara organiska föroreningar, xenobiotika, metalljoner, suspenderade partiklar, näringsämnen såsom fosfor, kväve, mikrobiella patogener och parasiter. Den ungefärliga sammansättningen av organiskt kol i typiskt avloppsvatten är kolhydrater (11 – 18 %), proteiner (8 – 10 %), fria aminosyror (0,5 – 1,5 %), fettsyror (23 – 25 %), upplösta organiska syror (7 – 11 %) och andra organiska föreningar (25 – 28 %).

Dessutom kan vissa vattenföroreningar vara flyktiga och därmed “släppas fria” in i den omgivande luftmiljön som kan medföra diverse obehagliga lukter. En vattenburen förorening kan t.ex. bli ett luktproblem om ämnet har en hög volatilitet och en skarp, obehaglig lukt. Luktproblem förkommer ofta på avloppsreningsverk på grund av hur vanliga dessa luktämnen är i det behandlade vattnet. Typiska exempel på sådana är svavelämnen (H2S och merkaptaner), aminer, ammoniak och flyktiga organiska ämnen såsom skatol och indol.

En översikt (topp vy) över ett komplett avloppsreningsverk visas i bilden nedan:

Förbehandling - Primär behandling

Sedimentation

Sedimentation är ett primärt steg som involverar flockningsmedel såsom järnsalter, aluminium, poly-elektrolyter och kalk för att kunna fälla ut och separera fasta ämnen från vattnet. Utflödet från denna förbehandling innehåller vanligtvis höga halter organiska material och har en hög biologisk syreförbrukning (BOD). De genomsnittliga intervallen för olika partikelstorlekar som finns i avloppsvatten visas nedan:

PartikelstorlekUpplöstaKolloidalaSuspenderadeUtfällningsbara
(µm)<0.010.01-11-100>100

Runt 50 % av det obehandlade avloppsvattnets COD och BOD kan tas bort samtidigt som de utfällda fasta ämnena. Det utfällda ”slammet” är ofta behandlat vidare i reningsverkets slambehandlingssteg.

Luktutsläpp vid sedimenteringen

Luktutsläpp är vanliga vid detta processteg då det är det första av många reningssteg. Detta innebär att koncentrationen av flyktiga luktämnen är som högst här, och luktutsläppen höga. Dessa minskar i de senare reningsstegen då föroreningarna antingen tas bort eller för att de har släppts ut i form av lukt tidigare (förflyktigande).

Vi erbjuder många olika typer av luftanalyser för att identifiera och karakterisera luktutsläpp. Läs mer här.    

Förbehandling med ozon

Ozon har en betydande inverkan på olika parametrar i vatten/avloppsvatten – det minskar mängden färg, förbättrar smak, lukt, dödar bakterier, virus, oxiderar järn, mangan, cyanid, fenol, bensen, klorfenol, atrazin, nitrobensen och andra föroreningar. Ozon ökar dessutom den biologiska nedbrytbarheten hos avloppsvattnet. Ett exempel på förhållandet mellan COD och BOD i processvatten från en industri med ozonbehandling visas nedan:

ParameterRåvatten innan ozonbehandlingRåvatten efter ozonbehandling
COD5 0004 500
BOD2002 000

Som syns i tabellen ovan ökade förhållandet COD/BOD och den biologiska nedbrytbarheten 10 gånger efter en ozonbehandling. Det här är bara en potentiell applikation i behandlingen av komplext industrivatten innan den biologiska reningen.

Biologisk rening - Sekundär behandling

Den biologiska reningen utnyttjar mikroorganismer för nedbrytning av organiska föroreningar och minska den totala kväve- och fosforhalten. Processen innehåller aerobiska, anoxiska och anaerobiska behandlingar i form av olika teknologier och designer såsom sekventiella satsreaktorer (SBR), konventionell behandling eller membranbioreaktorer (MBR). Den aerobiska behandlingen använder aerobiska heterotrofa bakterier för att minska BOD och kväve med ursprung från antingen ammoniak eller organiska ämnen (aminer). Detta skapar nitrater som sedan kan omvandlas till kvävgas genom den anoxiska behandlingen såsom visat nedan:

Process

Reaktion

Nitrifikation

NH4+ +O2 → NO2- + 2H+ +H2O

NO2- + O2 → NO3-

DenitrifikationNO3- → NO2- → NO → N2O → N2

Anoxisk behandling, i motsats till aerob behandling, kännetecknas av en syrefri miljö där bakterier måste använda syret i oxiderade nitrater för att ”andas”. Ozon kan spela en viktig roll för att undvika oönskade filamentösa bakterier i den biologiska processen. Se nedan för mer information.

Anaerobisk behandling kan implementeras innan de aerobiska- och anoxiska-stegen för att uppnå en netto-reduktion av fosforhalten.

Den huvudsakliga delen av de lätt nedbrytbara ämnena tas bort i den biologiska reningen medan det icke-nedbrytbara återstår i utflödet. Tillväxten av biomassa i den biologiska reningen förhindras genom en sekundär sedimentering där aktiverat slam separeras. Det övriga slammet som sedimenteras återcirkuleras i processen.

Ozonbehandling av aktiverat returslam (RAS)

MLR (Mixed Liquid-Recycle) är en intern recirkulationsprocess från aerob- till anoxtankar och RAS härstammar från den sekundära sedimenteringen, vilket båda återcirkuleras till inflödet till den primära behandlingen. I avloppsreningsverk karaktäriseras slammet av höga halter vatten, en hög kompressibilitet och en allmänt kolloidal natur. Filamentösa bakterier är en vanlig del av mikrofloran i det aktiverade slammet och för långa filament motverkar flockning. Genom att använda ozon i returslamsflödet (RAS) kan man främja tillväxten av bakterier som bidrar med flockning samtidigt som man inhiberar tillväxten av filamentösa bakterier som leder till sedimentation. Därmed kan en låg koncentration av ozon vara ett bra sätt att främja flockning i detta steg.

Ozonbehandling av industriellt avloppsvatten (BOD/COD)

Förtjockningsprocessen av slam sker vanligtvis via fysiska/mekaniska processer såsom kemisk sedimentering, separation via gravitation, flytning, centrifugering och roterande trummor (rotary drums). Denna process ökar mängden flytande fraktion i slammet. Vätskan har ofta höga COD och BOD-värden beroende på råmaterialet som används i de olika industrierna. Det typiska intervallet för COD-värden i avloppsvatten från kemiska processer ligger mellan 400 – 40 000 mg/L, och i avloppsvatten från hushåll ligger det mellan 100 – 450 mg/L. Generellt kräver en COD-nivå över 350 mg/L ytterligare behandling och rening.

Vänligen klicka här för att läsa mer om behandling av COD och BOD med ozon.


Slamhantering


Ozonbehandling av rötat slam

Anaerobisk rötning är en följd av biologiska processer där mikroorganismer bryter ned bionedbrytbart material i en syrefri miljö. Ca 50 % av de organiska ämnena i slammet kan brytas ned och omvandlas till biogas medan den andra halvan är betydligt svårare för mikroorganismerna att bryta ned. Genom att ozonbehandla slammet kan man bryta ned komplexa organiska ämnen till mindre molekyler som är mer lättillgängliga för mikroorganismerna, som i sin tur ökar det totala biogas-utbytet. 

Mer information hittar ni här.

Ozonbehandling av förtjocknat slam-permeat

Rötat slam innehåller vanligtvis 2-3 % fasta ämnen. Slammet förtjockas/koncentreras genom en mekanisk process, antingen via en centrifug eller skruvpress, vilket höjer halten till ca 20 % fasta ämnen. Processen bidrar med en kraftigt koncentrerad restvätska som är lämplig att ozonbehandla såvida denna inte kan återcirkuleras till den primära behandlingen. Till exempel skapar livsmedelsindustrin vanligtvis sådana avfallsströmmar i deras framställningsprocesser. 

Ozonbehandling av lukter från biogas

Biogasanläggningar använder ofta gödsel och slaktavfall för att producera biogas. Biogas är en blandning av olika gaser, främst metan och koldioxid, som produceras vid nedbrytning av organiskt material. I detta steg bildas också svavelämnen, såsom H2S och merkaptaner, vilket medför kraftiga luktutsläpp p.g.a. dess låga luktgräns och höga luktintensitet. Ozon kan effektivt användas för att oxidera och neutralisera dessa ämnen, vilket kraftigt minskar lukter utan farliga biprodukter. Detta leder till en bättre luftkvalitet för närliggande områden till anläggningen samt i arbetsmiljön.

Läs mer om Biogasindustrin.

Läs mer om Luktreducering.

Tertiär behandling

Målet med en tertiär, också kallad "avancerad", behandling är för att ha ett sista steg som höjer utflödets allmänna kvalitet eller som ett poleringssteg i desinfektionssyfte. 

Den tertiära behandlingen är inte något som krävs för alla avloppsreningsverk utan varierar beroende på anläggning, speciellt med avseende på vilka typer av föroreningar som finns i vattnet. Vissa vanliga avancerade avloppsreningsverk har processer som tar bort näringsämnen, icke-nedbrytbara organiska ämnen, suspenderat material och giftiga ämnen. Övriga teknologier som kan användas är filtrering, membranbioreaktorer (MBR), omvänd osmos, UV och AOP. Dessa beskrivs i detalj i följande avsnitt. 

Filtrering

De vanligaste granulaten som används i denna typ av filtrering är sand och aktivt kol. De viktigaste parametrarna för effektiv rening av föroreningar är mängden material (granulat) och tillgänglig uppehållstid för processen. 

FördelarNackdelar
Enkelt att installeraFilter täpper igen ofta/frekventa underhåll
Stort urval av möjliga porstorlekar och ytareorAktiv uppehållstid minskas kontinuerligt p.g.a. ackumulation av bakterier på ytorna

Ozon kan användas som en för- eller efterbehandling relativt filtreringssteget. Detta för att bryta ned partiklarna och öka vattenkvalitén.

Ozon och omvänd osmos (RO)

Omvänd osmos är en vanlig teknik för rening och filtrering av kommersiellt samt industriellt vatten. Vatten rör sig genom ett membran mot sin koncentrationsgradient, alltså från låg till hög koncentration.

FördelarNackdelar
Möjliggör borttagning av både "bra" och "dåliga" jonerMembranet kan täppa igen ofta och klor kan irreversibelt skada RO processen
Kan ändra vattnet smakVerkningsgraden sjunker över tid

Ozonbehandling är en optimal metod för desinfektion eller för att vidarebehandla permeatet (den fraktion som tränger igenom membranet) från den omvända osmosen. Detta för att kunna återanvända vattnet eller för att uppfylla väldigt stränga utsläppskrav.

Desinficering med ozon

Desinficering av vatten med hjälp av ozon är högst fördelaktigt jämfört med mer traditionella tekniker såsom klor- och UV-desinficering. Ozon bryter t.ex. ned lipidskikt i cellmembranet. Främst har ozon en högre effektivitet när det gäller oskadliggörande av virus och bakterier jämfört med alla andra tekniker som används för desinfektion. Samtidigt behövs det bara en väldigt låg uppehållstid för att ozonet ska ha verkan, mer information finner ni här. 

Kommunal avloppsrening med ozon

Grafen nedan är ett typiskt exempel på avloppsvatten som behandlas med ozon. I ett enkelt steg reduceras COD- och BOD-nivåerna med hjälp av vårt pilotsystem.

Mer information om våra pilotprojekt hittar ni här. 

Ozone tech