Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Utredning av orsaker till höga kopparhalter i Käppalaverkets slam
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2016 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Investigation of Causes of High Copper Content in the Sludge from the Käppala Plant (English)
Abstract [sv]

Käppalaverket är ett avloppsreningsverk som är beläget på Lidingö. Avloppsreningsverket renar idag avloppsvatten från över en halv miljon människor. Varje år produceras det omkring 30 000 ton slam på Käppalaverket. Det näringsrika slammet används sedan som gödsel som sprids på åkermarken. Från 2007 fram till 2012 har kopparhalten stigit i det producerade slammet på Käppalaverket. Det har resulterat i att mängden koppar har överstigit det uppsatta gränsvärdet för att få sprida slam på åkermark (300 g koppar/ha och år). Därmed får endast en begränsad mängd av det producerade slammet spridas på åkermarken. Gränsvärdet är satt för att skyddamark- och vattenlevande organismer. Den tvåvärda kopparjonen har nämligen en toxisk effekt på organismerna. Även Bromma och Henriksdals avloppsreningsverk har haft en liknande ökning i kopparhalt hos slammet, men inte lika kraftig som Käppalaverket.

Den största delen av den koppar som hamnar i slammet förutspås komma från kopparrör i hushållen. Därför har flera olika parametrar undersökts för att se hur mycket påverkan de har på korrosionen av kopparrören. pH, alkalinitet och naturligt organiskt material (NOM) är de parametrar som mest påverkar mängden koppar som löses ut genom korrosion i dricksvattnet. En sänkning av pH leder till högre halt koppar i dricksvattnet, men en sänkning av alkalinitet och NOM-halt bidrar istället till en lägre halt koppar i dricksvattnet. Även temperatur och stilleståndstid har betydelse för hur snabbt korrosionen av koppar sker. Majoriteten av Käppalas medlemskommuner får sitt dricksvatten från Görvälnverket. Lovö och Norsborgs vattenverklevererar dricksvatten till övriga kommuner inom Käppalas upptagningsområde. Hos Görvälnverket har alkaliniteten stigit svagt från år 2000 fram till idag. Denna stigning borde endast påverka i ytterst liten grad på den höga kopparhalten i Käppalaverkets slam. På övriga parametrar som anses ha påverkan på kopparhalten i slammet har det inte setts någon tydlig tendens.

Ökningen av kopparhalter i slammet tyder istället på andra orsaker. I februari 2009 bytte Käppalaverket tillsammans med Bromma och Henriksdals reningsverk analyslaboratorium. Bytet av laboratorium tyckts påverka analysresultaten så att analysresultaten från det nya laboratoriet uppvisar en högre halt koppar i slammet. Dessutom har standardavvikelsen varit större för de analysresult som erhållits efter laboratoriebytet jämfört med analysresultaten före laboratoriebytet. Analysosäkerheten har emellertid varierat mellan åren då kopparhalten islammet steg. På Stockholm Vattens laboratorium dit proverna skickades innan laboratoriebytet var analysosäkerheten väldigt ospecifikt angivet. Enligt analysrapporten hade provresultatet en analysosäkerhet mellan 15-40 %. Proverna skickades efter laboratoriebytet till Eurofinslaboratorium i Lidköping. Där har analysosäkerheten på slamproverna minskat med tiden. Första tiden efter bytet var analysosäkerheten på proverna 30 % därefter har osäkerheten minskat till 15 %.

Anledningen till att Käppalaverket haft en kraftigare stigning än Bromma och Henriksdalsreningsverk är oviss. En förklaring skulle kunna vara att slamkonditioneringsprocessen Kemicond påverkade analysresultatet eftersom en viss koncentrationsförändring skulle skett då processen var i drift. Men kopparhalten har inte sjunkit så kraftigt som förväntat efter att Kemicond avvecklades. Emellertid har den totala mängden koppar in till Käppalaverket ökat under tidsperioden då kopparhalten i slammet varit högre. Det tyder på att det är någon annan bakomliggande orsak till ökningen av koppar i slammet.

Abstract [en]

Käppala wastewater treatment plant (WWTP) is located in Lidingö and currently treats water from over half a million people. Every year the Käppala plant produces about 30 000 t sludge. The nutritious sludge is then used as fertilizer on farmland. From 2007 until 2012 the copper content has increased in the produced sludge. Eventually the amount of copper has exceeded the allowed limit for spreading sludge on farmland (300 g copper/ha and year). So only a limited amount of sludge can be spread on the farmland. The limit is set to protect the soil and aquatic organisms since the divalent copper ion has toxic effects on the organisms. Even Bromma and Henriksdal WWTP have had the same increase in copper content in the sludge, but not as highas the Käppala plant.

The largest part of the copper that ends up in the sludge is predicted to originates from copper pipes in households. That is the reason why a number of different parameters has been investigated in order to see how much each parameter affects the amount of copper that is dissolved in the drinking water. The parameters that affect the most are; pH, alkalinity andnatural organic matter (NOM). When pH is decreasing, more copper will dissolve to the drinking water, but when the alkalinity and the NOM content is increasing, more copper will dissolve to the drinking water. Even the temperature and the stagnation time is important for how fast corrosion of copper pipes will occurs. The Görväln plant purifies and supplies drinking water to the majority of the member municipalities of the Käppala plant. Lovö’s and Norsborg’swaterworks supply drinking water to the other municipalities within the catchment area of Käppala. The alkalinity has slightly increased in the Görväln plant from 2000 to present. This increase should only affect in a very small degree on the increase in copper content in the sludge of Käppala plant. There is no clear trend on the other parameters that is considered to have an influence on the copper content in the sludge.

The sharp increase in copper content has probably other causes. In February 2009, the Käppala plant, together with Bromma and Henriksdal WWTP, changed analysis laboratory. The change of laboratory seemed to affect the results of the analysis giving higher values of copper contentin the sludge. The standard deviation is also greater in the analysis results of the samples after the change of laboratory compared to with the analysis results before the change of laboratory. However, the uncertainty of the analysis has varied over the years when the rising in the copper content in the sludge occurred. At Stockholm Vatten’s laboratory where samples were sent before the laboratory change was the uncertainty of the analysis very unspecific given. According to the analysis report, the result of the sample had an uncertainty of the analysis between 15-40 %. The samples were after the laboratory change sent to Eurofins laboratory in Lidköping. Here the uncertainty of the analysis has been diminished with the time. After the first years after the change the uncertainty of the analysis was 30 %. But after that the uncertainty of the analysis has declined to 15 %.

The reason why the Käppala plant had a stronger increase of copper content in the sludge than in Bromma and Henriksdal WWTP is unknown. One explanation could be that the sludge conditioning process Kemicond affected the analysis result since a certain change in concentration could have occurred when the process was in operation. However, the copper content has not decreased as much as expected after Kemicond was liquidated. But the total amount of copper in to the Käppala plant has increased during the period when the copper content in the sludge was higher. This indicates that there are other underlying reasons for the increase of copper in the sludge.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
Keyword [sv]
Koppar, Slam, Uppströmsarbete, Korrosion, Kemicond, ICP-AES, Pourbaixdiagram, Analysosäkerhet
National Category
Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-190877OAI: oai:DiVA.org:kth-190877DiVA: diva2:953499
Educational program
Bachelor of Science in Engineering - Chemical Engineering
Available from: 2016-08-17 Created: 2016-08-17 Last updated: 2016-08-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(32921 kB)10 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 32921 kBChecksum SHA-512
3f92b31dfba6845cb297f1a4be5cfc7a3438d17e6d4cd5a2c866e91b15934ca7b58611986938176a99c687d01eb20e8d1a565bdb7f96de016706c02159347b82
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Chemical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 10 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: 22 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link