Academic literature on the topic 'Kungsängsverket'

I den här rapporten utvärderades det biologiska reningssteget på Kungsängsverket i Uppsala utifrån energiförbrukningen. På Kungsängsverket är det biologiska reningssteget det mest energikrävande och står för över 50 % av all energiförbrukning. Syftet med denna rapport var att kartlägga och studera energianvändningen vid Kungsängsverket. Studier har gjorts över vilka nyckeltal som är lämpliga att använda för att rättvist beskriva energiförbrukningen vid det biologiska reningssteget. Nyckeltalen presenteras som kvoter mellan energiförbrukningen och en parameter som kan kopplas till reningsverkets prestanda. Därefter gjordes en kartläggning av energianvändningen för det biologiska reningssteget. Energikartläggningen utgick ifrån de olika anläggningsdelarna och presenterades i framtagna nyckeltal. En litteraturstudie över energieffektiviserande åtgärder som används på andra reningsverk samt resultatet från energikartläggningen har använts för att diskutera åtgärdsförslag för att minska energiförbrukningen.   Nyckeltalen som togs fram genom en litteraturstudie resulterade i kWh/tid, kWh/m3 och kWh/kg-N som bäst lämpade för jämförelse inom det biologiska reningssteget. De mest populära nyckeltalen för jämförelse mellan reningsverk var kWh/m3, kWh/(pe år) och kWh/kg-COD. Den biologiska reningen är uppdelad i tre bioblock som kallas bioblock A, bioblock B och bioblock C. Resultatet från energikartläggningen visade att bioblock C hade högst energiförbrukning och att störst mängd vatten renas där. Bioblock A visade på högst energiförbrukning per behandlad vattenmängd samt behandlad mängd kväve och utsågs därför till det minst energieffektiva bioblocket. Resultatet visade även att bioblock B hade den mest energieffektiva reningen i förhållande till behandlad mängd vatten och kväve. Vidare identifierades blåsmaskiner som den del av reningen som drog mest energi på det biologiska reningssteget. Åtgärdsförslagen som togs fram för Kungsängsverket var att implementera PI-reglering på bioblock A samt byta ut dess blåsmaskiner eller införa impulsiv omrörning för alla bioblock. Nyckelord: Energikartläggning, Reningsverk, Nyckeltal, Biologiskt Reningssteg, Litteraturstudie

The most common type of nitrogen removal in wastewater treatment plant is to use abiological treatment. When biological treatment is used, the two most common processes fornitrogen removal is pre and post denitrification. In the biological treatment A (BA) atKungsängsverket the nitrogen removal process used is intermittent aeration. Whenintermittent aeration is used, the wastewater is aerated at specific time intervals. This allowsboth nitrification and denitrification to occur in the same water volumes. It is of great interestto find a control strategy for controlling the air supply which is both cost effective and leadsto low emissions of nitrogen. The aim of this project was to improve the intermittent aeration at Kungsängsverket, Uppsala.The project was divided into two parts. The first part consisted of experiments carried out infull scale on the plant and the second part was a simulation study. In the experimental partdifferent time intervals for aeration were evaluated. The aim of the simulation part was toevaluate different control parameters and to find which parameters that should be used for anoptimal control strategy. The results showed that the best combination of aerated time and un-aerated time is 50minutes aerated and 50 minutes unaerated. It is recommended that the wastewater should beadded in the beginning and after half of the plant. The simulation results showed that thecontrol strategy can be improved by using a PI-regulator. The experiments and thesimulations both showed clear signs of variations in the inflow during the day. Because of thisit is recommended to establish a control strategy which easily can change the aeration timedepending on low and high flows.<br>Biologisk rening av avloppsvatten är den vanligaste typen av kväverening vidavloppsreningsverk. Bioblock A, Kungsängsverket Uppsala, har efter en renovering fått dettidigare driftsättet, kaskadkväverening, utbytt mot intermittent luftning. Intermittent luftninginnebär att nitrifikation och denitrifikation sker i samma zoner. Luftningen startas och stängsav med jämna tidsintervall vilket skapar en miljö för både nitrifikation och denitrifikation. Detär av stort intresse att finna en fungerande styrstrategi för luftningen som både ärkostnadseffektiv och som ger låga halter av kväve i utgående vatten. Syftet med examensarbetet var att effektivisera den intermittenta luftningen vid bioblock Avid Kungsängsverket, Uppsala. Tillvägagångsättet var att genom en utvärdering av detnuvarande driftsättet se vad som kunde förbättras. Det ställdes därefter upp ett antal försöksom var inriktade på att finna bättre driftparametrar. Dessa experiment genomfördes ifullskala. Därefter genomfördes en simuleringsstudie där dagens relästyrning jämfördes medtre regleralternativ. Det första alternativet var att reglera luftningen med hjälp av en PIregulator.De andra två alternativen var att styra luftningsperioderna efter utgåendeammonium-respektive nitrathalt. Fullskaleförsöken indikerade att luftning påslagen i 50 minuter följt av avslagen i 50 minutergav den högsta kvävereduktionen av de undersökta alternativen. Bioblock A är uppdelad ifem olika linjer vilka i sin tur är uppdelade i zoner. Utifrån försöken kan det rekommenderasatt avloppsvattnet tillsätts till första zonen och efter hälften av linjen, istället för som vid dennuvarande driften då vattnet tillsätts efter en fjärdedel och efter hälften av linjen. Simuleringsstudien visade att om dagens relästyrning byttes ut mot en PI-regulator skullesyretopparna minskas och syrehalten stabiliseras vid det förinställda börvärdet. Resultatenfrån både simuleringsstudien och fullskaleförsöken visar att en tidsstyrning avluftningsperioderna är av intresse för att spara energi och få en bättre kväverening.

Många sjöar är idag påverkade av mänsklig aktivitet, bland annat är 1 % av Sveriges sjöar eutrofierade, däribland Ekoln. Ekoln är en stor sjö i Uppsala län söder om Uppsala som länge varit eutrofierad. Fyrisån och Örsundaån är de största inflödena till Ekoln och Sävjaån är ett betydande biflöde till Fyrisån. Kungsängsverket är Uppsalas reningsverk och har sitt utlopp i Fyrisån och som ett led i att minska eutrofieringen byggdes fosforreningen ut 1972. Fosforhalterna i Ekoln sjönk och algblomningarna blev färre. Kvävereningen byggdes ut 1999 och i detta arbete utvärderas detta reningssteg.   Hypotesen är att när ammonium minskar i bottenvattnet kommer syrgasförhållandena att förbättras på grund av minskad ammoniumnedbrytning som förbrukar syrgas. Med ökad halt syrgas är det känt sedan tidigare studier att den interna fosforbelastningen och algblomningen minskar.   För att undersöka om det skett en signifikant minskning av näringsämnen i intransporten till Ekoln och av halterna i Ekoln utfördes statistiska test av ämnena för perioden före och perioden efter införandet av kväverening. Intransporterna modellerades även i StormTac.   Resultatet visar att det skett en minskning av kväve- och ammoniumtransport och en ökning av fosfor-, fosfat- och TOC-transport. I Ekoln har en minskning påvisats i ammonium-, totalfosforhalt och en ökning i fosfat- och TOC-halt. Ammoniumhalten har minskat i bottenvattnet så den minskade intransporten av ammonium gett en effekt. Fosfor- och fosfathalten har inte förändrats signifikant i bottenvattnet, men det har skett en viss minskning av fosfor och en viss ökning av fosfat i Ekoln perioden 1990-1998 till 2000-2010. Även syrgashalten har ökat i bottenvattnet.   Att det inte skett signifikanta förändringar i fosfor, fosfat och syrgas tyder på att intransporten till vattenmassan inte förändrats. Ökade TOC-halter leder till ökad nedbrytning där syrgas förbrukas i bottenvattnet. Det är möjligt att situationen sett ännu värre ut i Ekoln om inte kväveutsläppen minskat.

Grundämnet fosfor är essentiellt för alla levande organismer men kan i överskott leda till problem med övergödning. Det finns därför höga krav på halten avloppsreningsverk släpper ut till recipienter. Idag sker stora delar av fosforreningen kemiskt genom dosering av fällningskemikalier. Det finns dock fördelar med att istället använda en biologisk metod som bygger på att reningsförhållandena premierar tillväxt av bakterier med möjlighet att ta upp mer fosfor än de behöver för sin cellväxt.  Bakterierna gynnas genom omväxlande anaeroba och aeroba zoner samt en god tillgång på lättillgänglig kolkälla och fosfor. Många reningsverk kombinerar den kemiska och biologiska fosforreningen men de är inte alltid kompatibla och den kemiska kan störa ut den biologiska. På Kungsängsverket finns sedan 2010 förutsättningar för en biologisk fosforreduktion men processen har inte fungerat tillfredsställande. Anledningen tros vara höga halter järn i slammet. Järnet fäller delar av den fosfor som är nödvändig för processen. Arbetet har därför syftat till att undersöka om det går att tvätta bioslammet på järn och på så sätt nå en fungerande fosforrening; vid vilka järnhalter detta sker och vilka besparingar det skulle kunna leda till för Uppsala Vatten och Avfall AB. För vidare utredning genomfördes ett pilotförsök där två reaktorer byggdes, en referensreaktor och en försöksreaktor. Reaktorerna matades sedan med vatten med olika sammansättning, främst gällande järnhalt. Även befintlig data för verket och uppgifter kring förutsättningarna på andra reningsverk med en fungerande biologisk fosforreduktion undersöktes. Pilotförsöket visade att det går att tvätta bioslammet på järn då en sjunkande halt sågs under försökets gång. Halten sjönk från 40 mg Fe/g TS till 18 mg Fe/g TS i försöksreaktorn. En fungerande fosforrening uppnåddes aldrig så inga slutsatser gällande besparingar, eller vid vilka järnhalter en fungerande rening sker, kan dras. Andra reningsverk med biologisk fosforrening har kring 10 mg Fe/g TS vilket ger en indikation på vad halten bör vara. Pilotförsöket visade också att dosering av polymer ledde till att stora delar av den inkommande kolkällan fälldes, kolkälla som behövs för fungerande fosfor- och kväverening. Recirkulation av nitratkväve sågs hämma det fosforsläpp som vid fungerande rening ska ske i den anaeroba zonen och tros ha stört reningen under försökets gång. Förutsättningarna för biologisk fosforrening på Kungsängsvrket anses inte vara optimala gällande avloppsvattnets sammansättning, recirkulering av nitratkväve till den anaeroba zonen och mängden lättillgänglig kolkälla från hydrolysbassängen.<br>Phosphorus is an essential element but can cause eutrophication when present in high concentrations. Emission requirements from municipal wastewater treatment plants are therefore strict. Today chemical precipitation is common but there are advantages to using a biological method. It is based on creating conditions that favor growth of a special type of bacteria. These bacteria absorb more phosphorus than they need for growth. To do this they need alternating anaerobic and aerobic zones and access to carbon and phosphorus. A combination between the two methods are common but the precipitation chemicals can under some conditions disturb the biological removal.   At Kungsängsverket the process of biological phosphorus removal has been in place since 2010. It has not worked adequately and the reason could be high concentrations of iron in the biological sludge. The purpose of this thesis has therefore been to investigate whether it is possible to wash out the iron from the bio-sludge and as a result reach a satisfying reduction of phosphorus, to see at which iron content this might happen and what kind of savings a functioning biological phosphorus removal might lead to for Uppsala Vatten och Avfall AB.  To test the hypothesis two reactors were built, a reference reactor and an experimental reactor. The two were fed with water with different compositions, primarily regarding iron content. Also, existing data was examined from the plant and records regarding sludge composition at plants with working biological phosphorus removal. The pilot test showed that it was possible to wash out the iron from the biological sludge. Iron content in the experimental reactor went down from 40 mg Fe/g DM to 18 mg Fe/g DM. A satisfying reduction of phosphorus was never achieved and no conclusions can be drawn regarding savings or at which iron content a reduction might happen. Other wastewater treatment plants with biological phosphorus reduction have shown to have a content of about 10 mg Fe/g DM which can be used as an indication. According to the pilot test dosing of polymer can lead to a large precipitation of carbon source. Lack of carbon will inhibit phosphorus and nitrogen removal. Circulation of nitrate repressed the release of phosphate in the anaerobic zone and is believed to have disturbed the removal during the pilot. The conditions for biological phosphorus removal at Kungsängsverket are not ideal as to the composition of the wastewater, the circulation of nitrate to the anaerobic zone and the amount of carbon source from the hydrolysis.

I avloppsvattnet förekommer både naturliga och antropogena ämnen som kan orsaka en negativ miljöpåverkan, såsom eutrofiering och en syrefattig recipient. Förekomsten av näringsämnen och organiskt material kan också vara en värdefull resurs, för det slam som återstår efter reningsstegen i avloppsreningsverket kan användas för att höja näringshalten i till exempel skogar och på åkermark. För att minska risken för skador på reningsprocessen, en negativ miljöpåverkan på recipienten genom skadliga ämnen som passerar genom avloppsreningsverket samt en negativ miljöpåverkan på grund av ett förorenat slam är det betydelsefullt att fokusera på mängden skadliga ämnen som förs till anläggningen. Syftet med examensarbetet är att kartlägga förekomsten av hushållskemikalier hos sex hushåll i Västerås som är anslutna till det kommunala reningsverket, studera befintlig litteratur som beskriver vad som sker med utvalda kemikalier då de når avloppsreningsverk i allmänhet, och sedan jämföra detta med Kungsängsverket. De sex hushållens sammanlagda antal produkter var 293 stycken, varav 66 var rengöringsprodukter, 16 tvättprodukter, 112 badrumsprodukter och 99 stycken var garageprodukter. Vid kommunala reningsverk är det främst kväveavskiljningen och den biologiska reningen som riskerar att ta skada vid förekomst av kemikalierna. Beståndsdelarna i färg visar en toxicitet för vattenlevande organismer, vilket även parabener och zinkpyrition gör. Triclosan är toxisk för vattenlevande organismer, akutgiftig för däggdjur och kan leda till mikrobiell resistens. Fosforföreningar omvandlas till fosfater i vattenmiljöer och ökar risken för eutrofiering.

Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) are man-made substances that hold unique properties. They are not only oil- and water repellants but also very resistant to degradation. Due to these properties, the applications are endless and PFASs can be found in a wide range of industrial applications and commercial products. The effluents of wastewater treatment plants (WWTPs) have been pointed out as one of the major sources of PFASs in the environment. The main aim of this project was to evaluate the sources and the occurrence of PFASs in a wastewater network in a Swedish city and in the different treatment steps at the connected WWTP. Another objective was to use these data to calculate mass flows and to investigate the fate of PFASs within the WWTP. The city of Uppsala and the WWTP Kungsängsverket were selected as study objects. Both wastewater and sludge were sampled and analyzed. In the wastewater network, a total of 15 pumping stations (PSTs) were sampled for wastewater, and at the WWTP, a total of 10 wastewater and 10 sludge samples were taken. The samples consisted of grab samples (n = 24), time-integrated samples (100 mL every 20 min during 24 hours, n = 2) and flow proportional samples (24 hours, n = 9). The aqueous and sludge samples were prepared for analysis using solid-phase and solid liquid extraction, respectively, and then analyzed by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC/MS/MS). The PFAS concentrations and composition profiles varied greatly in the network. High concentrations of 6:2 fluorotelomer sulfonate (6:2 FTSA) were generally found in the wastewater, which indicates increased usage of 6:2 FTSA in industrial processes and applications as replacement for perfluorooctane sulfonate (PFOS) and/or leaching from fire-training sites. A hot spot was detected (Sågargatan PST: ΣPFAS = 55,000 ng L-1 = 110,000 mg d-1) with elevated discharges of C3 – C8 perfluoroalkyl carboxylates (PFCAs). The studied WWTP was ineffective in removing C4, C6, C8 perfluoroalkyl sulfonates (PFSAs), C3 – C8 PFCAs and 6:2 FTSA from wastewater. Longer chained C9 – C17 PFCAs tended to partition to sludge more effectively than shorter chained C3 – C8 PFCAs, where PFCAs with an even amount of perfluorated carbon atoms had a higher affinity for sludge than those with an odd amount. The PFAS concentrations and mass flows tended to increase across the second clarifier in both wastewater and sludge, probably due to precursor degradation. PFSAs and PFCAs tended to be at similar or lower concentrations in the effluent compared to the influent. This shows that these substances enter the WWTP from an upstream source and are not formed or added in the WWTP. The transformation of precursors is therefore not the most important source of PFASs in Kungsängsverket. PFASs in wastewater at a large scale municipal WWTP may origin to a large extent from both industrial applications and domestic sources, such as daily life products. The new knowledge generated within this project will help Uppsala Vatten to protect drinking water supplies and the receiving aquatic environment from PFAS contamination.<br>Per- och polyfluoroalkylerade substanser (PFAS) är konstgjorda ämnen som har unika egenskaper. De är inte bara fett- och vattenavvisande utan är även mycket resistenta mot nedbrytning. På grund av dessa egenskaper är applikationerna med PFAS oändliga, och de används i en lång rad industriella applikationer och kommersiella produkter. Renat vatten från avloppsreningsverk har pekats ut som en av de största källorna av PFAS i miljön. Syftet med det här projektet var att undersöka källorna och uppkomsten av PFAS i ett ledningsnät i en svensk stad och även före/efter de olika reningsstegen i det största reningsverket. Ett annat mål var att använda dessa data för att beräkna massflöden och att studera ödet för PFAS i reningsverket. Uppsala stad och reningsverket Kungsängsverket valdes som studieobjekt. Både avloppsvatten och slam provtogs och analyserades. I ledningsnätet provtogs totalt 15 pumpstationer (PST) med avseende på avloppsvatten och i reningsverket togs det totalt 10 avloppsvatten- och 10 slamprover. Proverna bestod av stickprover (n = 24), tidsintegrerade prover (100 mL var 20 min under 24 timmar, n = 2) och flödesproportionerliga prov (24 timmar, n = 9). Vatten- och slamproverna preparerades för analys med hjälp av fastfas- respektive fast-vätske-extraktion, och analyserades därefter med vätskekromatografi kopplat till tandem-mass-spektrometri (LC/MS/MS). PFAS koncentrationerna och sammansättningsprofilerna varierade mycket i ledningsnätet. Koncentrationerna av 6:2 fluorotelomersulfonsyra (6:2 FTSA) var generellt höga i avloppsvattnet, vilket tyder på en ökad användning av 6:2 FTSA i industriella processer och applikationer som ersättningssubstans för perfluorooktansulfonsyra (PFOS) och/eller urlakning från brandövningsplatser. En så kallad hot spot detekterades i ledningsnätet (Sågargatan PST: ΣPFAS = 55 000 ng L-1 = 110 000 mg d-1) med punktutsläpp av C3 – C8 perfluoroalkylerade karboxylsyror (PFCA). Det studerade reningsverket var inte effektivt för rening av C4, C6, C8 perfluoroalkyl-sulfonsyror (PFSAs), C3 – C8 PFCAs och 6:2 FTSA. PFAS av typen C9 – C17 PFCA (långa kolkedjor) tenderade att fördela sig till slamfasen mer än C3 – C8 PFCA (kortare kedjor), där PFCA med ett jämnt antal perfluorerade kolatomer hade större affinitet för slam än de med udda. PFAS koncentrationerna och massflödena tenderade att öka från första till andra sedimentations-tanken, både i avloppsvatten och i slam, troligtvis som en följd av degradering av prekursorer. PFSA och PFCA tenderade att ha likvärdiga eller lägre koncentrationer i ut- jämfört med inflöde. Detta tyder på att huvudkällorna för dessa substanser i avloppsvatten finns uppströms och uppkommer inte genom bildning eller tillsats i reningsverket. Nedbrytning av prekursorer är därför inte den viktigaste källan av PFAS i Kungsängsverket. Det visades tydligt att PFAS i ett kommunalt avloppsvatten kan ha sitt ursprung såväl i både industriella produkter och processer som produkter från hushåll, som t.ex. dagligvaruprodukter. Den nya kunskapen som genererats i detta projekt kommer att hjälpa Uppsala Vatten att skydda dricksvattentäkter och den mottagande akvatiska miljön för PFAS förorening.