Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Återvinning av fosfor från avloppsvatten som behandlas med biologisk fosforrening: En studie i att fälla ut Struvit ur rejektvatten från rötat bio-P-slam
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Industrial Ecology.
2005 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Hammarby Sjöstad är en ny stadsdel i Stockholm. Vid planeringen av detta område sattes detupp ett speciellt miljöprogram. Generellt sett skulle allt göras dubbelt så bra som vid tidigarebyggda bostadsområden. För vatten och avlopp blev utsläppskraven så hårda att detnuvarande reningsverket i Henriksdal inte kunde uppfylla dessa mål. Därför byggdes det ettnytt reningsverk, Sjöstadsverket, där Stockholm Vatten kunde testa ny avanceradreningsteknik.

I en av försökslinjerna utvärderas biologisk foforreduktion istället för kemisk fällning avfosfor. Fördelen med biologisk foforreduktion kontra kemisk fällning är att fosfat kanutvinnas ur fosforrika delströmmar i aktivslamprocessen eller ur rejektvattnet efterslamrötningen. Ett sätt att ta tillvara fosforn är att fälla ut den i form avmagnesiumammoniumfosfat, så kallad struvit. I avloppsvatten görs det genom att tillsättamagnesium och samtidigt höja pH. Struvit är ett salt som löser sig långsamt och fungerardärför bra som gödningsmedel för jordbruket.

Syftet med detta examensarbete var att utforma och genomföra struvitfällningsförsök iförsökslinjen med biologisk fosforreduktion. Ett kontinuerligt satsvist fällningsstegkonstruerades och var i drift oavbrutet i en 27 dagars period. Anläggningens kapacitet att fällastruvit och därmed reducera fosfor utvärderades. Dessutom bestämdes fosfor- ochtungmetallhalterna i struvitfällningen och avslutningsvis genomfördes en enklare ekonomiskanalys.

Resultaten visar att reduktionsgraden av fosfat ökar med magnesiumdoseringen,uppehållstiden samt groddningen i fällningstanken. Vid pH 9,1, en uppehållstid på 7 h och enMg/P-kvot på 2,5 var fosfatreduktionen 78 %, utan att utgående halter magnesium var förhöga. Höjdes pH till 9,5, uppehållstiden till 12 h och Mg/P-kvoten till 3 var fosfatreduktionen94 %, men då överdoserades magnesium. Exakta värden samt vilken av parametrarna som ärviktigast för en hög fosfatreduktion kan ej bestämmas utifrån dessa försök.

21 vikt-% av fällningen utgjordes av struvit, 13 vikt-% var ren fosfor och 28 vikt-% avfällningen kunde inte definieras med de analysmetoder som användes. Den definierade delenav fällningen innehöll förutom struvit även fukt, kristallvatten, organiskt material och övrigametaller. Den odefinierade delen bestod troligtvis av magnesiumfosfat och diverse karbonatochhydroxidföreningar. Halten tungmetaller i struvitfällningen var väldigt låg. Jämförs denmed rötat slam visar det sig att fällningen är betydligt mer koncentrerad, med avseende påfosfor, och med lägre tungmetallhalter än det rötade slammet.

Kemikaliekostnaden för fullskaleförsöket blev 24 kr/m3 rejekt, vilket motsvarar 720 kr/kg P.Vid längre drift och större inköp av kemikalier kan kostnaderna fås ned till omkring 4,6 kr/m3rejekt, vilket motsvarar 160 kr/kg P. Om fällningen används i stor skala vid Henriksdalsreningsverk blir kemikaliekostnaden omkring 1 kr/m3 rejekt, eller 25 kr/kg P. Dessa kostnaderska jämföras med inköpspriset på fosfor som är cirka 10 kr/kg.

Abstract [en]

Hammarby Sjöstad is a new, fast growing city district in Stockholm. A special environmentalprogram was established during the development of the district. Everything was supposed tobe carried out at least twice as good as previous built city districts. The demands upon thewastewater industry became so though that the existing wastewater treatment plant inHenriksdal could not fulfil these claims. Therefore a new treatment plant, Sjöstadsverket, wasset up, where new advanced treatment technology could be tested.

One of the technologies that are evaluated is enhanced biological phosphorous removal,EBPR, instead of chemical precipitation. The advantage with EBPR is that phosphate can beextracted from the activated sludge system in the EBPR, or from the return liquid from thesludge digestion process. A way to recover the phosphorus is to precipitate it in the form ofmagnesium ammonium phosphate, so called struvite. In wastewater that is carried out byadding magnesium and in the same time raise the pH. Struvite is a slow-release salt that iswell suited for use as a fertilizer in the agricultural industry.

The purpose of this study was to precipitate struvite in the EBPR-process and design aprecipitation reactor that could operate in a continuous mode. A batch reactor was constructedand ran uninterrupted for a 27-day period. The reactor’s capacity to precipitate struvite andreduce phosphate was evaluated. The phosphorus- and metal proportions in the struviteprecipitate was also determined, and a small economical analyse was carried out.

The results show that the reduction of phosphate increases with the addition of magnesium,higher retention time and increased seeding in the reactor. Exact values of these processparameters and which one that is most important for a high phosphate reduction could notbeen determined in these experiments.

One fifth of the precipitate constitutes of struvite and one eight of phosphorous. A quarter ofthe precipitate could not been define with the methods used in this analyse. The rest of theknown precipitate constitutes of moist, crystal water, organic material and other metals. Theproportion of heavy metals in the precipitate was very low. If compared with decomposedsludge the result shows that the struvite precipitation was more concentrated, in regard tophosphorous, and had a lower proportion of heavy metals than the decomposed sludge. Thecost of chemicals in this study was very high but if larger volumes of chemicals are purchasedthe cost could easily be lowered.

Place, publisher, year, edition, pages
2005. , 72 p.
Series
Trita-KET-IM, ISSN 1402-7615 ; 2005:19
National Category
Social Sciences Interdisciplinary
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-32664OAI: oai:DiVA.org:kth-32664DiVA: diva2:411334
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Note
www.ima.kth.seAvailable from: 2011-04-28 Created: 2011-04-18 Last updated: 2011-04-28Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(818 kB)746 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 818 kBChecksum SHA-512
193fbfb4b717ac3fe20dec8efbd56646cf9a66eeb78b39db0f7f20b49c8507e53e8f7966c67ee65c158ea0621db1dc96126dce4d8877aaa5435d3dc17d596fa8
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Industrial Ecology
Social Sciences Interdisciplinary

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 746 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 316 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link