Karakterisering av kommunalt avloppsvatten

Stora investeringar kommer att krävas de närmaste åren för att hantera åldrande infrastruktur, befolkningsökning, urbanisering och nya utsläppskrav vid kommunala avloppsreningsverk (ARV). Dessa investeringar föregås av utvärdering, design och optimering, vilka i sin tur kräver tillgång till bra data för att ge trygghet i de beslut som tas och att säkerställa kostnadseffektiva lösningar.

Befintliga belastningsdata från ARV är viktiga, men är ofta bristfälliga, och ofta används schablonvärden för koncentrationer och massflöden för olika ämnen samt kvoter mellan dessa. Data baseras ofta på äldre referenser medan lättillgänglig, uppdaterad och samlad statistik för svenska ARV saknas. Design och utredningar genomförs därmed med potentiellt utdaterade data, vilket kan leda till osäkra beräkningar och onödigt höga kostnader.

I Sverige används ofta BOD7 som ett mått på biologiskt nedbrytbart organiskt material vid design och utvärdering av ARV. BOD7 är en analysparameter som har stor mätosäkerhet (20-30 %) och ger endast en uppfattning om hur mycket syre som förbrukats efter sju dygn. Analysen ger ingen information om hur snabbt nedbrytningen av det organiska materialet sker eller hur mycket som kan avskiljas i en förfiltrering eller -sedimentering, vilket har stor påverkan på hur ett ARV kan designas.

Internationellt finns många exempel på hur en detaljerad karakterisering av avloppsvatten kan utföras. Den totala mängden syreförbrukande ämnen (COD), kväve och fosfor delas in baserat på biologisk tillgänglighet och partikulära, kolloidala och lösta fraktioner2, vilket ger bättre underlag för lämpliga behandlingsmetoder än analysparametrar så som BOD7. Metoder för att uppskatta hur belastningen varierar under dygnet finns också3. Även lösta inerta fraktioner, som passerar ett ARV utan att omvandlas, kan uppskattas. I Sverige blir det allt viktigare att ta hänsyn till inerta fraktioner när utsläppskraven blir tuffare och då fraktioner som inte kan behandlas med traditionell reningsteknik utgör en större andel av det som släpps ut.

Preliminära resultat från ett pågående SVU-projekt (20-105) visar att osäkerheter i karakteriseringen av avloppsvattnet har en stor påverkan på dimensioneringsresultatet.

Eftersom karakteriseringen kan utföras med olika metoder finns ett behov av att testa och beskriva vilka metoder som är lämpliga att använda i Sverige. Dessutom saknas samlad statistik över variationer och rimliga intervall för olika fraktioner för svenska förhållanden. Denna statistik skulle öka tillförlitligheten för resultaten vid praktisk användning. En sammanställning av tydliga riktlinjer gällande metoder och typiska värden för karakterisering för svenska förhållanden vore ett värdefullt steg för att ytterligare underlätta både traditionell processdesign och -modellering.

Projektets syfte är att förbättra förutsättningarna för bra design, utvärdering och digitalisering av kommunala ARV genom att

  • uppdatera tillgängliga schablonvärden gällande variationer av inkommande belastning, ämneshalter och -kvoter till ARV; och
  • tillgängliggöra och öka trovärdighet för metoder för detaljerad karakterisering av inkommande avloppsvatten.

Projektet är delfinansierat av Svenskt Vatten Utveckling (projektnummer 21-102).

Målsättning

Projektet ska:

  • presentera uppdaterade data och statistisk analys gällande inkommande specifik belastning och ämneshalter (COD, BOD7, TSS, Ntot och Ptot) till svenska ARV (inklusive typiska kvoter mellan ämnen);
  • sprida kunskap om och redovisa tidigare utfört arbete om karakterisering av avloppsvatten i Sverige och internationellt;
  • utifrån jämförande tester på ARV rekommendera metoder för karakterisering av avloppsvatten för processdesign och -modellering;
  • presentera data och statistik för typiska värden och spridningsintervall för modellvariabler som beräknas vid karakterisering för ett större antal svenska ARV (>10) tillsammans med viktiga metadata för avrinningsområdet (exempelvis storlek, andel industribelastning, mängd tillskottsvatten, etc.);
  • validera typiska dygnsvariationer i inkommande ämnesbelastning vid svenska ARV gentemot modeller som genererar syntetisk dygnsvariation; och
  • presentera sammanställda data, inklusive statistiska beräkningar, i en publik rapport

Projektmedlemmar från Sweden Water Research